射出成形は、複雑なプラスチック部品を高精度かつ再現性よく製造するために広く使用されている製造プロセスです。このプロセスの重要な側面の 1 つは、パーティング ラインの設計と管理です。この記事では、射出成形におけるパーティング ラインの重要性、考慮事項、およびベスト プラクティスについて説明します。
パーティングラインの定義
射出成形の文脈では、 別れ 金型を複数のモジュールに分割することを指します。各モジュールにはキャビティの一部が含まれます。これらのモジュールが接する表面は、パーティング面またはパーティングプレーンと呼ばれます。狭義には、パーティング面は、プラスチック部品の最大輪郭の境界面であり、コアとキャビティ、または前面と背面の金型を分離します。広義には、プラスチック部品のローカルパーティング面（穴の周囲など）と、スライダーなど、部品の形成に関与するすべてのモジュールのパーティング面も含まれます。 リフター、挿入、および エジェクターピン.
パーティングラインがプラスチック部品の表面と交差する境界は、 パーティングライン (PL) 金型モジュール間の接触は完全に隙間なくすることはできないため、パーティング面が接するプラスチック部品に継ぎ目が現れ、パーティングラインまたはシームラインと呼ばれる線が形成されます。
パーティングラインの重要性
パーティングラインは、射出成形のいくつかの側面で重要な役割を果たします。
- 美的品質: 目に見えるパーティング ラインは、最終製品の外観に影響を与える可能性があります。消費者向け製品の場合、パーティング ラインの位置が悪かったり、パーティング ラインが目立つと、欠陥とみなされる可能性があります。
- 寸法精度: パーティング ラインは、バリ (パーティング ラインに沿って形成される余分な材料) を最小限に抑えるように設計する必要があります。バリはトリミングする必要があり、余分な手順とコストがかかります。
- 構造的完全性: パーティング ラインの配置が不適切だと、部品が弱くなったり、応力集中が生じて負荷がかかったときに部品が破損する可能性があります。
- 金型構造: パーティング ラインの位置は、金型の複雑さとコストに影響します。戦略的に配置されたパーティング ラインにより、金型の構築が簡素化され、コストを削減できます。
成形後のパーティングラインの特定の位置
パーティング ラインは、射出成形プロセスで避けられない現象です。最も一般的な位置は、プラスチック部品の最大輪郭です。金型のパーティング面は、金型を開いてプラスチック部品を取り出すのを容易にするため、通常ここに設計されます。単純な形状の場合、パーティング ラインはプラスチック部品の外側のエッジに現れます。
プラスチック部品に穴や溝がある場合、これらの特徴の端にパーティング ラインが現れることがあります。この設計により、金型内のスライダーやその他の可動モジュールの動きが容易になります。複雑な形状のプラスチック部品の場合、金型を分離できるように、パーティング ラインが突起や凹部の端に沿って現れることがあります。
射出成形におけるパーティングラインの種類
パーティングライン 射出成形 プラスチック部品の複雑さや設計要件に応じて、パーティングラインは異なります。業界で使用される一般的なパーティングラインの種類は次のとおりです。
直線パーティングライン
最も単純なタイプのパーティング ラインで、金型の半分が平面に沿って分離します。基本的な形状と平面を持つ部品に最適です。例としては、長方形のボックス、フラット パネル、アンダーカットのない円筒形などがあります。直線のパーティング ラインは単純な形状に適していますが、複雑な形状やアンダーカットのある部品には効率的に対応できない場合があります。
Advantages:
- コスト効率直線パーティングラインは、金型設計の複雑さが軽減されるため、製造が簡単でコストも低くなります。
- 位置合わせの容易さ: 組み立ておよびメンテナンス中に金型の半分の位置合わせが容易になります。
曲線パーティングライン
曲線パーティング ラインはパーツの輪郭に沿っており、丸みを帯びた形状や不規則な形状にフィットします。このタイプは、直線パーティング ラインではリリースできない複雑な形状のパーツに使用されます。例としては、自動車のボディ パネル、曲線ハンドル、有機的な形状などがあります。直線パーティング ラインに比べて設計と製造が複雑であるため、金型コストとメンテナンス要件が高くなります。
Advantages:
- 美学の向上: 曲線状のパーティング ラインによりシームレスな外観が実現され、完成した部品の目に見える継ぎ目ラインが減少します。
- Functionality : さまざまな厚みや複雑なデザインの部品にもより効果的に対応します。
段付きパーティングライン
部品のさまざまな特徴や高さに対応するために、段差やレベルがある非平面のパーティング ライン。さまざまなレベルや特徴があり、1 つのピースに成形する必要がある部品に適しています。このスライドの方向は、下の図に示されています。したがって、最初に、下の右側の図に示すように、段差のあるプロファイル (垂直投影面積が大きい側) のパーティング サーフェスを選択することをお勧めします。
Advantages:
- 設計の柔軟性: 成形性を犠牲にすることなく、より複雑な部品設計が可能になります。
- 一体成形: 複雑な内部特徴やさまざまな高さを持つ部品を 1 回の操作で成形できます。
包括的なパーティングライン
包括的なパーティング ラインは、射出成形における設計手法であり、パーティング サーフェスが平面と曲面の両方を統合するか、傾斜したパーティング サーフェスと曲面を組み合わせて、統一されたパーティング ラインを形成します。
Advantages:
- 強化された金型強度複数のパーティング面を戦略的に統合することで、金型構造を強化し、寿命と耐久性を向上させることができます。
- フラッシュ形成の低減: 滑らかなシール面は、パーティングラインで発生する可能性のある余分な材料であるバリを防ぐのに役立ちます。
- 加工プロセスの改善異なる分割面間の遷移を滑らかにすることで、段差や鋭角が最小限に抑えられ、NC 加工が容易になり、EDM (放電加工) の必要性が軽減されます。
斜めの分割線
斜めの分割線は、平らな分割線や垂直分割線ではなく、金型の分割線に沿った角度の付いた表面を特徴とします。角度は、部品と金型の設計要件に応じて異なります。斜めの分割線は、直線または鋭い分割線と比較して、成形部品の仕上がりがよりきれいで見た目に美しくなります。
Advantages:
- 強化された離型性: 摩擦を減らし、表面接触を最小限に抑えることで、斜めのパーティングラインはよりスムーズな金型リリースを可能にし、生産効率を高め、サイクルタイムを短縮します。
- 部品品質の向上: バリ形成やパーティングラインマークのリスクを最小限に抑え、成形部品の表面仕上げと寸法精度の向上に貢献します。
- 美的利点: 斜めのパーティング ラインにより、継ぎ目のラインが目立たなくなり、部品の全体的な外観が向上し、製品の見た目の魅力が高まります。
パーティングラインが製品品質に与える影響
製品や金型の設計プロセスでは、パーティングラインの影響を十分に考慮し、パーティングラインの設計が合理的で、位置が適切で、シール性能が良好であることを確保して、製品の外観品質、シール性能、金型の耐用年数を向上させる必要があります。
- 外観品質：パーティングラインの位置と表面品質は、製品の外観品質に直接影響します。不合理なパーティングライン設計は、 射出成形の欠陥 製品の表面にバリやピンチマークなどが発生し、美観と市場競争力が低下します。
- シール性能：パーティングラインのシール性能は、金型の密閉度に関係します。パーティングラインの設計が不合理であったり、シールが不十分であったりすると、射出成形時にプラスチックの漏れやバリが発生し、製品の寸法精度や外観品質に影響を与える可能性があります。
- 金型の寿命: パーティング ラインの設計も金型の寿命に影響します。 パーティング ラインの設計が不適切だと、使用中に金型に過度のストレスや摩耗が生じ、金型の寿命が短くなる可能性があります。
射出成形の問題 – パーティングラインにバリがある
射出成形プロセスでは、 フラッシュ パーティングライン上の欠陥はよくある問題です。この問題の考えられる原因と解決策は次のとおりです。
フラッシュの原因
- 過剰な射出圧力射出圧力を高く設定しすぎると、金型内のプラスチックに過度の圧力がかかり、パーティングラインからプラスチックが溢れてバリが発生します。
- 不適切な金型閉鎖金型が十分に密閉されていない場合、分割面間に隙間が生じ、射出成形中にプラスチックが漏れてバリが発生します。
- 不適切な金型温度設定: 金型温度が高すぎるとプラスチックの流動性が高まり、パーティングラインに沿ってバリが発生しやすくなります。
- クランプ力が不十分: 型締め力は、金型をしっかりと閉じるために重要です。型締め力が不十分な場合、射出成形時に金型がわずかに動き、バリが発生することがあります。
- プラスチック原料の問題: プラスチック原材料に含まれる揮発性物質、水分、その他の不純物のレベルが高い場合も、フラッシュの発生につながる可能性があります。
ソリューション
- 射出圧力を調整する: 特定の製品と金型の設計に基づいて、射出圧力を適切に下げて金型内の圧力を下げ、フラッシュの形成を防止します。
- 金型の締め付け精度の確認: 金型の閉鎖精度が要件を満たしていることを確認するために、金型を定期的に保守および点検してください。金型に摩耗や変形が見つかった場合は、すぐに修理または交換してください。
- 金型温度の調整: プラスチックの特性と製品要件に基づいて、金型温度を適切に設定します。金型温度を適切に下げると、プラスチックの流動性が低下し、フラッシュ形成の可能性が低くなります。
- クランプ力の増加: 金型と製品の状態に応じて、型締め力を高めて、射出成形中に金型が閉じた状態を保ち、バリの発生を防ぎます。
- プラスチック原材料の最適化: 品質が安定したプラスチック原料を選択し、揮発分、水分、その他の不純物の含有量を厳密に管理します。射出成形前に原料を徹底的に乾燥および前処理して、バリの発生を最小限に抑えます。
射出成形におけるパーティングラインの設計方法は？
射出成形における効果的なパーティング ラインの設計には、高品質のプラスチック部品をシームレスに生産するための戦略的なアプローチが必要です。このプロセスで考慮すべき重要な点と手順は次のとおりです。
金型設計と絞り線を理解する
パーティング ラインを設計する最初のステップは、部品に対する金型の開き方向を決定することです。これは「ドロー ライン」と呼ばれます。この基本的な決定は、製品上のパーティング ラインの位置に影響します。金型の半分がどのように分離するか、この分離が成形部品の最終的な外観と機能にどのように影響するかを評価する必要があります。
収縮と歪みの影響を最小限に抑える
プラスチックは射出成形後に冷却すると収縮します。パーティング ラインの配置が不適切だと、最終製品の寸法精度が悪くなったり、反ったり、ゆがんだりする可能性があります。これらの影響を軽減するために、パーティング ラインから離れた垂直壁にドラフト角度 (テーパー) が組み込まれています。これにより、金型からのスムーズな取り出しが容易になり、リリース時に重要な機能が損傷するリスクが軽減されます。
機能の完全性とコンポーネントの配置の維持
機能部品とフィーチャのパーティング ラインに対する配置には、細心の注意が払われます。これにより、重要なフィーチャが成形後に意図された機能を維持できるようになります。適切な位置合わせにより、成形プロセス中の収縮や位置ずれによってフィーチャがずれたり使用できなくなったりするのを防ぐことができます。
製造性を考慮した設計 (DFM) の原則を活用する
DFM 分析は、パーティング ラインの配置を最適化する上で重要な役割を果たします。設計段階の早い段階で潜在的な製造上の欠陥を特定し、パーティング ラインの最適な位置を提案するのに役立ちます。DFM の原則を適用することで、設計者は製造効率を高め、廃棄率を減らし、成形プロセスに関連する製造コストを最小限に抑えることができます。
設計者はパーティングラインに関する追加知識を持つ必要がある
設計者やエンジニアにとって、パーティング ラインの方向性を設計段階で考慮することは非常に重要です。特に、パーティング ラインの決定が比較的簡単なコンポーネントの場合は重要です。設計の初期段階で、寸法精度、フィット許容差、表面品質などの構造的側面に対するパーティング ラインの影響を考慮することで、製造設計 (DFM) 中に頻繁に変更する必要性が最小限に抑えられ、事前に回避できたはずの試作成形中に発生する問題も軽減されます。
もちろん、パーティングラインの選択に影響を与える要因は、上記以外にもあります。パーティングラインの影響を積極的に評価することで、その後の生産工程での問題や調整を効果的に軽減できます。このアプローチは、製品の品質を向上させ、 射出成形コスト 生産効率の最大化も保証します。
パーティングラインが直面する課題
射出成形プロセスの他の部分と同様に、プラスチックのパーティング ラインにもいくつかの課題があります。射出成形の専門家がパーティング ラインに関して直面する一般的な課題をいくつか紹介します。
- 複雑な形状: 複雑な形状のプラスチックの場合、パーティング ラインの決定はより困難になります。パーティング ラインは必ずしもパーツの中央にあるとは限りません。金型設計者は、パーツ設計者のニーズを満たし、生産を容易にする位置を見つける必要があります。パーティング ラインはさまざまな形状を取ることができ、直線である必要はありません。また、パーツの特定のエッジの周囲や、最終製品ではほとんど目に見えない微妙な場所に配置することもできます。
- 液状シリコーンゴム（LSR）部品: 液状シリコンゴム (LSR) 部品の取り扱いはさらに複雑です。溶融した LSR はより小さな隙間に入り込み、分割線の周りにバリや薄い余分なプラスチックが生じる可能性があります。これを実現するのはより困難ですが、適切に設計すれば、LSR 部品の分割線はより小さくなり、目立ちにくくなります。
これらの課題は存在するが、部品設計者と製造者の間の慎重な設計と協力により、 金型メーカーパーティングラインを最適化して、最終製品への影響を最小限に抑えることができます。
まとめ
パーティング ラインは射出成形の基本的な要素であり、プラスチック部品の品質と製造性に大きく影響します。パーティング ラインの配置に影響する要因を理解し、ベスト プラクティスを採用することで、メーカーは欠陥を最小限に抑えた高品質の部品を製造できます。
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Q＆A
パーティング ラインは、金型設計の複雑さに大きく影響します。パーティング ラインは、必要な金型コンポーネントの数と種類を決定し、組み立てとメンテナンスの考慮事項に影響し、金型の全体的なコストと製造可能性に影響します。
パーティング ラインの位置は、成形部品のデザイン、機能、外観に影響します。パーティング ラインは、重要な機能に干渉しないように、均一な材料の流れを確保し、最終製品に目に見える継ぎ目やバリを最小限に抑えるように、戦略的に配置する必要があります。
カタログ： 射出成形ガイド
この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
