ショートショット射出成形: 欠陥の原因と修正方法

射出成形は、さまざまな業界でプラスチック部品を製造するために広く使用されている製造プロセスです。ただし、他の製造プロセスと同様に、欠陥が発生しやすく、その 1 つがショート ショットです。ショート ショットとは、金型キャビティの充填が不完全であり、その結果、部品の一部が欠落したり、全体のサイズが意図したものより小さくなったりすることを指します。

この記事では、射出成形におけるショート ショットの原因を詳しく掘り下げ、これを軽減するための実用的な解決策を提供します。 射出成形の欠陥.

ショートショットとは何ですか?

ショートショットとは、ポリマー溶融物による金型キャビティの不完全な充填（または複数キャビティ金型の場合は部分的な充填）を指し、その結果不完全な製品構造が生じます。これは、肉厚が不均一な製品の薄肉領域や材料の流れの末端でよく発生します。

ショートショット欠陥はどのようにして形成されるのでしょうか?

ショート ショット欠陥は通常、射出成形プロセス中に、あらかじめ設定された溶融物の射出量が不十分であるか、金型の充填抵抗が射出圧力を超えているときに発生します。

ショートショット欠陥の形成にはさまざまな原因が考えられます。一般的な理由は次のとおりです。

• 射出圧力が不十分です
• 射出速度が遅すぎる
• 金型温度が低い
• プラスチック素材の問題
• 金型設計の問題

ショートショット射出成形の原因

以上、ショートショット不良の原因について簡単に説明しましたが、心配する必要はありません。理由とその発生状況を理解することで、射出成形における材料不足を迅速に防止または修正することが容易になります。

新しいプラスチック射出成形プロジェクトに着手する予定がある場合は、BOYI から専門的な見積もりを取得することを検討してください。貴重な製造性を考慮した設計 (DFM) のフィードバックが得られ、ショート ショットの発生を可能な限り最小限に抑えることができます。

不適切な金型設計

複雑な金型の形状、鋭利な角、または薄い部分により、プラスチックが均一に流れて金型キャビティを完全に埋めることが困難になる可能性があります。これらの現象が発生する主な理由はいくつかあります。

1.金型温度が低すぎる

金型温度が低すぎると、溶融流動性が低下し、溶融プラスチックがキャビティを完全に充填する前に早期に固化し、ショート ショットが発生します。

材料の劣化を防ぐために射出温度を低くする必要がある場合は、バレルの前部の温度を上げるか、射出速度を上げてポリマーの冷却時間を短縮するなどの措置を講じることができます。

2.不適切なコールドスラグ井戸設計

コールド スラグ ウェルは、各ランナーとスプルーの端に組み込む必要があります。コールド スラグ ウェルの寸法は適切でなければならず、コールド スラグの捕獲効率を確保するために上流に障害物 (エジェクター ピンなど) があってはなりません。そうしないと、捕捉されずに下流に流れるコールド スラグがゲートや小さなランナーをブロックし、ショート ショットが発生する可能性があります。

3.ゲートが小さすぎる

ランナー、スプルー、ゲートが小さすぎると、流動抵抗が増加します。射出圧力が不十分な場合、メルト フロントの進行は徐々に遅くなります。これにより、キャビティが完全に充填される前にメルト フロントが早期に固化し、ショート ショットが発生する可能性があります。

4.不適切なゲート位置

ゲートの位置が不適切であると、流れの長さが過度に長くなり、流れ抵抗が増加する可能性があります。射出圧力が不十分な場合、メルト フロントの進行は徐々に遅くなります。これにより、キャビティが完全に充填される前にメルト フロントが早期に固化し、ショート ショットが発生する可能性があります。

5.不十分な通気

通気が悪いと、金型キャビティ内に大量のガスが閉じ込められたままになります。この閉じ込められたガスは材料の流れによる圧縮を受け、かなりの圧力が発生します。この圧力が射出圧力を超えると、溶湯の充填が妨げられ、ショートショット現象が発生します。

不適切な射出圧力

定格射出圧力が低すぎると、射出成形機の定格射出圧力の 85% に近いまたはそれを超える射出圧力が必要になる場合があります。逆に、圧力が高すぎると、次のような他の欠陥が発生する可能性があります。 フラッシュ or 反り.

温度の問題

射出プロセス中、ノズルは金型と直接接触します。一般に金型温度はノズル温度よりも低く、両者の温度差が大きいため、両者が頻繁に接触するとノズルの温度が低下します。これにより、ノズルで溶融物が凝固し、「コールド スラグ」としても知られる現象が発生します。

不適切な射出速度

射出速度が遅すぎること、溶融物の剪断が不十分であること、流動プロセス中の冷却時間が長いことにより、粘度が急激に上昇し、過剰な流動圧力損失が発生します。

不適切な部品構造設計

部品の全体寸法の比率が一致していない場合 (厚さと長さが不均衡であるなど)、または部品の形状が複雑で成形面積が大きい場合、溶融物は薄肉部分で流動抵抗に遭遇する傾向があります。プラスチック部品が破損し、ショートショット現象が発生することがあります。

ショートショット射出成形を修正する方法

射出成形におけるショート ショットの原因を理解したら、トラブルシューティングを開始できます。射出成形におけるショートショットを修正する方法を以下に示します。

通気

コールド スラグ ウェルが適切に設定または配置されているかどうかを確認します。深いキャビティ金型の場合、ショート ショットが発生する領域にベント溝またはベント ホールを配置する必要があります。金型のパーティング面には深さ 0.02 ～ 0.04 mm、幅 5 ～ 10 mm のベント溝を開けることができます。また、ベント穴はキャビティの最終充填位置に設定する必要があります。

揮発性の高いポリマーや含水量の多いポリマーの場合は、射出成形前に揮発成分を除去または乾燥する必要があります。

金型システムのプロセスパラメータを変更する方法を使用すると、通気不良を改善することもできます。例えば、金型温度を上げる、射出速度を下げる、型締力を下げる、金型クリアランスを増やすなどの対策が考えられます。

金型温度を上げる

金型温度を上げます (冷却速度を下げるか金型を加熱することによって)。金型温度は、材料サプライヤーの推奨値に基づいて最初に設定できます。 6ショット噴射で10℃単位で調整可能です。安定した成形条件が得られたら、その結果に基づいてさらに調整を行うことができます。

金型温度が一貫して低いままである場合は、冷却システムの設計の変更を検討する必要があります。

部品設計

部品の形状と構造を設計するときは、部品の厚さと充填時の溶融物の最大流動長の関係に注意を払う必要があります。

充填中の成形品の厚さに対する溶融物の最大流動長の比率:

樹脂部門	究極の流れの長さ/厚さ
LDPE	280:1
PA	150:1
POM	145:1
PMMA	130:1
PP	250:1
PVC	100:1
PC	90:1
香港PE	230:1
PS	200:1
ABS	190:1

一般的にパーツの厚さは 1 ～ 3 mm、大きなパーツの場合は 3 ～ 6 mm であることに注意してください。通常、部品の厚さが 8 mm を超えるか、0.5 mm 未満であると、射出成形には不利になります。

射出圧力と射出速度の最適化

射出圧力は、射出プランジャの前進速度を遅くし、射出時間を適切に延長することによって高めることができます。射出圧力をさらに高めることができない場合は、(材料の分解を引き起こさない限り) 溶融温度を適切に上げて、溶融物の粘度を下げることもできます。

適切な保持圧力時間 (通常は 30 ～ 120 秒以内に制御されますが、肉厚の部品の場合は時間を増やす可能性があります) を選択すると、ショート ショット現象を防ぐことができます。

適切な射出成形機の選択

装置を選択する場合、射出成形機の射出能力はプラスチック部品とスプルーの総重量より大きい必要があり、射出総重量は射出成形機の可塑化能力の 85% を超えてはなりません。

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まとめ：

射出成形におけるショート ショットはイライラする欠陥ですが、原因を理解し、適切な解決策を実行することで、メーカーはその発生を大幅に減らすことができます。

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タグ： 射出成形ガイド