射出成形における金型温度とは？

射出成形における金型温度とは何か？多くの人が疑問に思いながらも、答えを見つける場所がわからない質問です。

In this blog post, we will discuss what mold temperature is and how it affects your injection molded parts.

金型温度は射出成形において最も重要な変数です – 成形されるプラスチックの種類に関係なく、金型表面の基礎を形成する温度を確保する必要があります。

高温の金型表面は、キャビティ内に圧力をかけるのに十分な時間、プラスチック表面を液状に保つ。

もしキャビティが充填され、凍った表皮が固まる前にキャビティの圧力で柔らかいプラスチックを金属に押し付けることができれば、キャビティ表面は高度に再現される。

一方、低圧でキャビティに入ったプラスチックが浮遊した場合、たとえそれがどんなに短時間であっても、金属とのわずかな接触がシミの原因となり、ゲートの汚れと呼ばれることがある。

プラスチックやプラスチック部品の種類ごとに、1つ以上の望ましくない影響（例えば、部品にバリが出るなど）が発生する可能性のある金型表面温度の限界が存在する。

金型の温度が高くなるとどのような影響があるのか？

Higher mold temperatures mean less resistance to flow. On many injection molding machines, this naturally means faster flow through runners, gates, and cavities because the injection flow control valves used do not correct for this change, and faster filling causes higher effective pressure in the gates and cavities. This can cause overflow burrs.

より高温のモデルでは、高圧が発生する前にオーバーフロー・エッジ領域に入ったプラスチックが凍結しないため、溶融物がエジェクター・バーの周囲にオーバーフローし、パーティング・ライン・ギャップに流出する可能性がある。

このことは、優れた噴射率制御の必要性を示しており、最近の流量制御プログラマーの中には、実際にこれが可能なものもある。

通常、金型温度を上げると、キャビティ内の朝方に凝結層を持つプラスチックの量が減り、溶融材料がキャビティ内でより流れやすくなるため、部品重量が増加し、表面品質が向上します。

同時に、金型温度の上昇は、部品の引張強度の増加にもつながる。

射出成形における金型の温度はどのように選べばよいですか？

金型の温度は、充填時のプラスチック溶融物の流動挙動に影響を与え、プラスチック製品の性能に影響を与える。

金型の温度は溶融物の冷却速度を決定する。冷却速度が速ければ速いほど、溶融物の温度は低下し、粘度が上昇して流れにくくなり、その結果、射出圧力損失が増加し、有効金型充填圧力が低下し、さらには充填不足を引き起こす。

通常、金型温度は、加工プラスチックの特性、製品に要求される性能、製品の形状や大きさ、成形工程のプロセス条件などを総合的に考慮して決定する。

(1)PCのように粘度の高いプラスチックは金型温度を高くし、PA、PSなどのように粘度の低いプラスチックは金型温度を低くする。

金型温度が下がると、プラスチックの凝固速度と冷却速度が上昇し、生産性の向上と生産サイクルの短縮に役立つ。

(2)脱型時に変形を起こさないためには、通常、金型温度はプラスチックのガラス転移温度または製品の変形を起こしにくい温度より低く、製品の脱型温度は金型温度よりやや高くする。成形温度は製品の肉厚や残留応力に関係する。

(3)プラスチック結晶化、分子配向、製品応力、および様々な機械的新エネルギーに金型温度。低い金型温度はポリマーの結晶化を助長する。

厚肉製品の場合、金型への充填時間や冷却時間が長いため、金型温度が低すぎると製品内部に真空の気泡や収縮が発生し、内部応力の原因となるため、厚肉製品は低い金型温度では使用しない。

金型温度調節システム

The plastic injection molding process is the injection of molten plastic into the mold cavity at high pressure, after which the molten material is cooled in the mold cavity and cured below the heat deflection temperature of the plastic.

This process is realized by the temperature difference between the melt and the mold. Since different molding materials require different mold temperatures (mold temperature should be lower than the heat deflection temperature of the plastic part), if the mold temperature is too high or too low, it will affect the quality and production of the plastic part.

A. 高すぎる: overflow; shrinkage; long curing time of plastic parts, long injection molding cycle, and low productivity.

B. 低すぎる溶融物の流動性が悪いと、プラスチック部品への応力が増大し、充填不良、融着痕、材料不足、表面の光沢不足などの欠陥が発生する。

C. 不均等 収縮率の偏差、プラスチック部品の変形など。

そのため、金型設計では、金型温度と射出サイクルを調整するための冷却装置や加熱装置を考慮しなければならない。
(1)成形材料の温度が不十分で、金型を成形に必要な金型温度に到達させることができない場合は、加熱装置を検討する必要がある。

(2) When molding plastic parts with wall thickness greater than 20mm, then the heating device should be considered.

(3)材料温度によって金型温度が成形に必要な温度を超える場合は、冷却装置を考慮する必要がある。

(4) 一般に熱可塑性プラスチックを成形する場合、金型を冷却する必要があり、熱硬化性プラスチックの場合は金型を加熱する必要がある。

金型温度調節の目的

A.成形サイクルの短縮：効果的な冷却手段により、プラスチックの熱変形温度以下に保つ。

B.プラスチック部品の品質向上：脱型時の変形を防ぐ。

C. Adapt to special needs: when injecting crystalline plastitor to control the crystallinity of the plastic and improve its overall performance, it is generally required to maintain a higher mold temperature; large molds need to be preheated before injection molding; local heating of the mold for special needs; heating of the hot runner system, etc.

カビを断熱する方法

多くの金型、特にエンジニアリング熱可塑性プラスチックは、摂氏80度や華氏176度といった比較的高い温度で作動する。

If the mold is not insulated, as much heat can easily be lost to the air and the injection molding machine as is lost to the injection cylinder. To insulate the mold from the machine plate and if possible, insulate the surface of the mold.

If considering a hot runner mold, try to reduce the heat exchange between the hot runner section and the cooled injection molded part. Such a method can reduce energy loss and preheating time.

1. 温度測定

Temperature measurement and control are very important in injection molding. Although it is relatively simple to perform these measurements, most 射出成形 マシンに十分な温度ピックアップポイントやラインがない。

ほとんどの場合 プラスチック射出成形 機械の温度は熱電対で感知される。熱電対は、2本の異なるワイヤーの端をつないだものである。片方の端がもう片方より熱くなると、小さな電気信号が発生する。

2. 温度制御

熱電対は、溶融温度制御システムのセンサーとしても広く使用されています。金型温度コントローラーでは、所望の溶融温度が設定され、センサーの表示は設定ポイントで発生した温度と比較されます。

この最も単純なシステムでは、成形温度が設定値に達すると電源がオフになり、温度が下がると再びオンになる。このシステムは、オンかオフのどちらかであるため、オン／オフ制御と呼ばれる。

3. 溶融温度

溶融接着剤温度は非常に重要であり、使用するショットシリンダー温度は目安に過ぎない。溶融温度は射出ノズルで測定するか、空気射出法で測定することができる。

射出シリンダーの設定温度は、溶融温度、スクリュー速度、背圧、射出量、射出サイクルによって決まる。

概要

特定のレベルのプラスチックの加工経験がない場合は、最低の設定から始めるべきである。射出シリンダーは、コントロールしやすいようにゾーンに分けられているが、すべてが同じ温度に設定されているわけではない。

長時間運転する場合や高温で運転する場合は、第一ゾーンの金型温度制御を低い値に設定すると、プラスチックの早期溶融や分流を防ぐことができます。

射出を開始する前に、作動油、ホッパークローザー、金型、射出シリンダーがすべて実際の温度になっていることを確認する。