射出成形におけるフローマーク（フローライン）の概要とフローマークの軽減方法

どのテクノロジーにも限界があるのと同様に、射出成形も例外ではありません。美的要件が高いプラスチック部品にとって、フローマークの存在は間違いなく許容できない欠陥です。フローマークの生成は、技術レベルでは製品の公差や構造安定性に影響を与えません。

射出成形プロセスでフローマークの問題が頻繁に発生する場合は、この問題を解決または防止する方法を学びましょう。この記事では、フロー マークとは何か、その発生原因、およびプラスチック射出成形でのフロー マークの発生を防ぐ方法について説明します。

フローマークとは何ですか？

フロー マーク (フロー ラインとも呼ばれます) は、通常、プラスチック部品の表面に波状または波紋状のパターンとして現れます。これらのマークは、プラスチックが冷却して固化した後もはっきりと目に見え、金型内でのプラスチック溶融の不均一な流れを表しています。

フロー マークはプラスチック射出ノズル (ゲートとも呼ばれる) の近くに現れることが多く、成形品の表面に沿って外側に広がる場合があります。この欠陥の発生は主に、溶融体内の温度勾配に起因し、その結果、溶融中のプラスチックの流れが不均一になります。 成形 プロセス。

以下の図に示すように、フロー マークは、円形、線状、繰り返しパターンなど、さまざまな形状を示します。高品質と視覚効果を追求するプラスチック部品にとって、フローマークの存在は十分な注意が必要な問題です。

射出成形におけるフローマークの原因は何ですか?

射出成形中のフローマークの原因は多岐にわたりますが、通常はプラスチック材料の不均一な冷却速度に関連しています。一般的な理由は次のとおりです。

溶融材料の流れが悪い

メルト フローが不十分な場合、ゲートを中心としてプラスチック成形品の表面に放射状のフロー マークが発生する可能性があります。低流量で高粘度の溶湯が、半凝固および振動状態でゲートおよびランナー システムを通って金型キャビティに流入すると、溶湯は金型キャビティ表面に沿って流れ、後続の溶湯が連続的に射出されることで逆流と停滞が発生します。圧縮された。このプロセスにより、ゲートを中心としてプラスチック部品の表面に放射状のフロー マークが形成されます。

不適切な金型設計

射出成形プロセス中にフローマークの問題が発生する主な理由の 1 つは、金型設計の欠陥です。金型設計に欠陥があると、金型内での樹脂溶融物の流動性や充填効果に直接影響を及ぼし、フローマークなどの欠陥の発生が増加します。金型設計の欠陥の例としては、通気不良、不均一な肉厚、不適切な潤滑、過小または不適切に設計されたゲート/ランナー/スプルーなどが挙げられます。

ゲートとランナー システムの設計が狭すぎるか弱すぎる場合、プラスチック溶融物の流動性が大幅に制限され、温度と圧力が低下する可能性があることに注意することが特に重要です。この制限により、フロー マークなどのさまざまな品質問題が発生する可能性があります。

射出成形機のセットアップの問題

射出成形機のパラメータは、フローマークの問題を回避する上で重要な役割を果たします。

射出圧力

射出圧力が低すぎると、特に金型の離れた領域や複雑な領域で、プラスチック溶融物を金型キャビティに均一に充填するのが困難になります。金型内でのプラスチックの不均一な流れは、フローマークの形成につながります。

ノズルとバレルの温度

ノズルやバレルの温度が低すぎると、加熱時にプラスチックが理想的な溶融状態に達せず、流動性に影響を与える可能性があります。これにより、金型内のプラスチックの流れが不均一になり、フローマークが発生します。

滞留時間とサイクルタイム

バレル内のプラスチックの滞留時間とサイクルタイムが短すぎると、プラスチックが金型に射出される前に完全に溶融しない可能性があり、流動性が低下し、フローマークが形成されることがあります。同様に、サイクルタイムが短すぎる場合、バレル内のプラスチックの加熱時間が不十分になる可能性があり、これも流動性に影響を与えます。

射出成形におけるフローマークを減らすにはどうすればよいですか?

射出成形金型のフローマークを最小限に抑えるには、一連の調整と実験の繰り返しが必要です。ここでは、射出成形プロセスを最適化し、フローマークの発生確率を低減することを目的としたいくつかの提案と方法を紹介します。

射出圧力の調整

背圧の増加、圧力の保持、射出圧力の調整は、射出成形におけるフローマーク欠陥を軽減する最も直接的な方法です。

背圧は、スクリューが後退する前に発生し、超える必要がある圧力です。背圧を高めると、ランナーと金型を通して流体をより均一に押し出すことができるため、製品の密度が向上し、フローマークが減少します。

保持圧力は、プラスチックを射出した後の静圧であり、金型キャビティ内の一定の圧力を維持し、金型の完全な充填を確保し、 射出成形の欠陥 冷却収縮によって引き起こされます。保持圧力を適切に増加させることで、製品の表面品質が向上し、プラスチックが金型キャビティの滑らかさによりよく付着できるようになります。

射出圧力が高すぎると故障の原因となる可能性があるため、一度に調整しすぎないように注意してください。 噴射 (別の欠陥)。パラメータは徐々に調整し、製品の変化を観察して最適な圧力パラメータ設定を見つける必要があります。

ゲート、スプルー、ランナーの設計

最適な充填が得られる形状であるため、ゲートとランナーには円形の断面を使用するのが最善です。ただし、成形品の弱い領域にゲートを配置する必要がある場合は、正方形の断面を使用する必要があります。さらに、より大きなコールド スラグ ウェルをスプルーの底部とランナーの端に配置する必要があります。温度は溶融物の流動性に大きく影響するため、コールド スラグ ウェルのサイズに注意を払う必要があります。コールド スラグ ウェルは、スプルーからのメルト フロー方向の終端に配置する必要があります。

ラジアルフローマーク形成の主な原因が樹脂の性能不足である場合、条件が許せば低粘度の樹脂を使用できます。

温度パラメータの変更

金型温度パラメータの変化は、プラスチック溶融物の流動性、粘度、および全体的な品質を確保するために非常に重要です。

ほとんどの熱可塑性材料には推奨バレル温度範囲があります。オペレーターは、バレルのさまざまな領域 (後部、中央、前部、ノズルなど) が適切な温度に設定されていることを確認する必要があります。プラスチックがバレル内を進むにつれて温度は徐々に上昇します。通常、各加熱ゾーンの温度設定は、均一な加熱とプラスチックの進行に伴う溶融を確実にするために、前のゾーンよりも約 6°C 高くする必要があります。

さらに、溶融物の流動性を維持するためにノズル温度を上げる必要があり、通常はフロント バレル温度より約 6°C 高くなります。次に、材料の推奨事項に従って金型温度を調整し、製品の品質に影響を与える可能性のある冷たすぎないようにします。段階的なテストと調整を通じて、プロセス温度の最適な組み合わせを見つけます。

金型設計の最適化

金型の設計において、丸みを帯びたエッジやコーナーを組み込むと、特に厚い領域に移行する際の金型内の材料の流れが改善され、フローマークの発生が効果的に減少し、製品の滑らかな外観と全体的な品質が保証されます。

さらに、均一な肉厚を持つ金型は冷却プロセスの均一性を確保し、温度差による変形や亀裂などの問題を軽減します。壁厚が変化する金型の場合、不均一な壁厚による不均一な冷却をさらに最小限に抑えるために、厚い領域の角を丸くする設計に特に注意を払う必要があります。

動作中の詰まりや冷却の問題を防ぐために、メインフローチャネルの終端にコールドスラグウェルを追加できます。これにより、金型のスムーズな動作と製品の効率的な生産が保証され、生産効率と製品の品質がさらに向上します。

通気性の改善

通気が不十分だと通気不良が発生し、溶融物の充填が妨げられ、溶融フロントが凝縮スキンを金型表面にしっかりと押し付けることができなくなり、流れ方向にフロー マークが残ることがあります。ランナーの各セクションの端での通気を考慮すると、キャビティへのガスの侵入を防ぐことができます。キャビティの通気も無視できません。周囲全体に通気口を設けるのが最善です。

まとめ

プラスチック射出成形プロセスでは、製品にフローラインの欠陥がないことを確認することが、高品質の完成品を保証するための重要なステップです。動線は製品の美観に影響を与えるだけでなく、構造の耐久性に潜在的な脅威をもたらす可能性があります。

流線の形成を効果的に防止するには、射出成形における流線欠陥の一般的な原因を深く理解し、経験豊富なメーカーやサプライヤーと緊密に連携して、これらの問題に対処するための専門的なアドバイスや技術サポートを得ることが不可欠です。

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