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？
金型温度が高いほど流動抵抗は小さくなります。多くの射出成形機では、使用される射出流量制御弁がこの変化を補正しないため、ランナー、ゲート、キャビティ内の流れが自然に速くなり、充填速度の上昇によってゲートとキャビティの実効圧力が高まります。その結果、オーバーフローバリが発生することがあります。
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
プラスチック射出成形は、溶融プラスチックを高圧で金型キャビティへ射出し、その後、溶融材料をキャビティ内で冷却して、プラスチックの熱変形温度未満で硬化させる工程です。
この工程は溶融樹脂と金型の温度差で実現します。成形材料ごとに必要な金型温度は異なり、金型温度は部品の荷重たわみ温度より低くする必要があります。高すぎても低すぎても部品品質と生産に影響します。
A. 高すぎる場合：オーバーフロー、収縮、プラスチック部品の硬化時間と射出成形サイクルの長期化、生産性の低下。
B. 低すぎる場合：溶融樹脂の流動性が低下してプラスチック部品の応力が増し、充填不良、ウェルドライン、材料不足、表面光沢不足などの欠陥が発生します。
C. 不均一な場合：収縮率のばらつき、プラスチック部品の変形など。
したがって、金型設計では、金型温度と射出サイクルを調整する冷却装置または加熱装置を検討する必要があります。 (1) 成形材料の温度だけでは、成形に必要な金型温度まで金型を昇温できない場合は、加熱装置を検討します。
（2）肉厚が20mmを超えるプラスチック部品を成形する場合は、加熱装置を検討する必要があります。
(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. 特殊要件への対応：結晶性プラスチックを射出し、結晶化度を制御して総合性能を高める場合は、通常、金型温度を高く保つ必要があります。大型金型は射出成形前に予熱します。特殊要件に応じた金型の局所加熱、ホットランナーシステムの加熱なども行います。
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。
金型を断熱しない場合、射出シリンダーへ失われる熱と同程度の熱が、空気や射出成形機へ容易に失われます。金型を成形機のプラテンから断熱し、可能であれば金型表面も断熱してください。
ホットランナー金型を検討する場合は、ホットランナー部と冷却される射出成形部品との熱交換を減らしてください。この方法により、エネルギー損失と予熱時間を削減できます。
1. 温度測定
射出成形では温度の測定と制御が非常に重要です。測定自体は比較的簡単ですが、ほとんどの射出成形機には十分な温度検出点や配線がありません。
ほとんどのプラスチック射出成形機では、熱電対で温度を検出します。熱電対は、先端で接続された2種類の金属線で構成されます。一方の端がもう一方より高温になると微小な電気信号が発生し、温度が上がるほど信号も強くなります。
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。
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