射出成形における金型ランナーとサブランナーの理解

射出成形 プロセスにおいて、金型ランナーとサブランナーは、設計が比較的単純であると考える設計者によって見落とされがちです。しかし、適切に設計されたランナーとサブランナーシステムは、生産効率を大幅に向上させ、材料の無駄を減らし、サイクル時間を短縮することができます。したがって、金型設計者として、これらの詳細に注意を払い、設計を継続的に改良することで、より高品質の製品を提供し、市場での競争力を高めることができます。

モールドランナーとサブランナーの役割は何ですか?

金型ランナーとは、簡単に言えば、金型内のチャネルであり、溶融プラスチックを 射出ユニット 最終製品が形成される金型キャビティへの接続。サブランナーは、分岐ランナーまたは二次ランナーとして、メインランナーを個々のキャビティに接続する小さなチャネルです。

ランナーは通常、 ノズル 射出成形機の出口から金型内に伸び、必要に応じて分岐して複数のキャビティに供給します。流れの抵抗を最小限に抑え、プラスチック材料が均等に分配されるように設計されています。

金型ランナーとサブランナーの設計における重要な考慮事項

金型ランナーとサブランナーの設計は、金型構造の複雑さ、射出成形プロセスの特定のパラメータ、製品設計の要件など、さまざまな要因によって左右されます。製品のサイズと壁の厚さはランナーの設計に影響しますが、断面が大きいランナーが充填プロセスを効果的に強化するとは限りません。

ランナーの形状や厚さ、冷却チャネルの構成などの重要な側面は、材料の流動特性と冷却効率を決定する上で重要な役割を果たします。ランナーの長さはプラスチックの粘度に直接影響しません。粘度は主に材料の特性と処理条件によって決まります。

設計を支援するために、一般的なプラスチック材料の推奨ランナー直径を以下に示します (mm 単位)。

• ABS / SAN: 4.8～9.5
• ポリオキシメチレン（POM）：3.0～10
• アクリル繊維：1.6～10
• カリフォルニア: 1.6～11
• ナイロン66: 1.6～10
• ポリフェニレンオキシド（PPO）：6.4～10
• ポリフェニレンサルファイド（PPS）：6.4～13
• ポリカーボネート: 4.8～10
• ポリエチレン: 4.8～9.5
• ポリプロピレン：1.6～10

最終的に、ランナー システムの設計は、プラスチックの充填効率だけでなく、成形部品の品質や全体的な生産コストにも大きな影響を与えます。よく考えられたランナー設計により、材料の無駄を最小限に抑え、生産効率を高め、最終製品が品質基準を満たすことが可能になります。

射出成形を最適化するには、ランナーとサブランナーの次の主要な設計原則を考慮してください。

1. 距離を最小化する: 溶融プラスチックがキャビティに素早く入るよう確保し、熱損失と圧力降下を減らします。
2. 同時給餌充填中の温度と圧力を均一にするために複数のゲートを設計します。
3. 断面の最適化: より小さな断面積を使用して材料を節約し、冷却時間を短縮します。
4. 台形: 充填を強化し、圧力降下を減らし、幅の広い端がスプルーに接続されます。
5. 表面積効率: 冷却を強化するために、ランナーの表面積と体積の比率を低くすることを目指します。
6. 表面粗さ: 冷たい材料からの抵抗を防ぐために、Ra 値を約 1.6 μm に維持します。
7. 円形: 複雑な部品に最適で、最適な直径で優れたフローを実現します。
8. U字型: 効率的な流動と成形部品からの容易な分離を促進します。
9. きれいな流れ: ランナーとゲートを接続するために傾斜と円弧を使用し、流れの抵抗を減らします。
10. 長方形の: 均一な流れを実現するために寸法を調整でき、製造が容易です。
11. 半円形: スムーズな流れを促進し、圧力降下を最小限に抑えます。

これらの原理は、射出成形プロセスにおける効率と部品の品質の向上に役立ちます。

適切に設計されたランナーとサブランナーの利点

射出成形において適切に設計されたランナーとサブランナーには、次のような重要な利点があります。

流量効率の向上

適切に設計されたランナー システムは、溶融プラスチックの流れを強化し、圧力降下を最小限に抑え、材料が金型キャビティに均一に充填されるようにします。この最適化された流れにより、不完全な充填のリスクが軽減され、部品の寸法を一定に保つことができます。材料の動きをスムーズにすることで、メーカーは欠陥の少ない高品質の部品を製造することができます。

サイクルタイムの短縮

効率的なランナー設計により、冷却時間が短縮され、生産サイクルが速くなります。溶融プラスチックがランナー システム内で過ごす時間を最小限に抑えることで、製造業者はスループットを大幅に向上できます。これは、サイクル タイムを少し短縮するだけで全体的な生産性が大幅に向上する可能性がある大量生産環境では特に重要です。

一貫した部品品質

適切に設計されたランナーによって均一な流れの分布が促進され、次のような欠陥を防ぐことができます。 ウェルドライン、エアトラップ、壁の厚さの不均一性。一貫した充填により、各部品が品質基準を満たすことが保証されます。部品の品質が向上すると、顧客満足度が向上し、手直しコストが削減されます。

金型メンテナンスの容易化

簡素化されたランナー システムは、金型のメンテナンスを大幅に容易にします。適切に設計されたランナー セットアップにより、破片や残留材料の蓄積が最小限に抑えられ、クリーニングの効率が向上します。メンテナンスのためのダウンタイムが短縮されると、製造設備をより生産的に使用でき、全体的な運用効率が向上します。

適応性

多用途のランナー設計は、さまざまな材料や部品の形状に対応できるため、メーカーは変化する生産ニーズに柔軟に対応できます。適切に設計されたランナー システムは、大規模な手直しや再設計を必要とせずに、さまざまなアプリケーションをサポートできます。

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