射出成形のスプルー: 設計と位置

射出成形プロセスでは、射出機のノズルと金型キャビティを接続するブリッジの役割を果たすスプルーの重要性を無視することはできません。スプルーの設計と配置は重要な役割を果たします。適切に設計されたスプルーと適切な配置により、溶融プラスチックの均一な流れが促進され、共通のトラブルを効果的に防止または最小限に抑えることができます。 射出成形の欠陥 ボイド、ヒケ、反りなど。

射出成形におけるスプルーとは

スプルーは、 射出成形 このプロセスは、液体プラスチック材料 (ABS やナイロンなど) を金型に導入するための最初の垂直チャネルとして機能します。その主な役割は、注入槽からランナー システムまでの材料のスムーズで制御された流れを確立し、金型全体に均一に分配されるようにすることです。

射出段階では、スプルーは溶融プラスチックの流量と圧力を調整し、最終製品の品質を損なう可能性のある過度の乱流や気泡の形成を防ぐという重要な役割を果たします。設計により、スプルーは通常、下向きに先細になっており、流動安定性がさらに向上し、成形品に欠陥が生じる可能性が最小限に抑えられます。

成形サイクルが完了し、プラスチックが冷えて固まると、スプルーは成形品の一体部分になります。ただし、スプルーは最終製品では機能的な目的を果たさないため、多くの場合、完成品からスプルーを除去する必要があります。スプルー トリミングとして知られるこのプロセスにより、成形品の望ましい形状と寸法のみが確実に残ります。

スプルーの位置が重要な理由

スプルーの位置は、プラスチック材料の流動性と充填性に直接影響します。適切なスプルー位置により、溶融プラスチックが適切な速度と圧力で金型キャビティに均等に流れ込み、部品のすべての特徴と詳細が適切に充填されます。逆に、スプルー位置の選択が不適切だと、塑性流動が低下し、不完全な充填、ボイド、 ヒケ、その他の欠陥。

射出成形では、プラスチック材料は溶融状態から冷えるにつれて固化しますが、冷却速度は金型温度、プラスチックの種類、スプルーの位置などの要因に影響されます。適切なスプルー位置により、金型内の冷却が均一になり、次のような問題が回避されます。 反り と変形。

スプルーの位置は、部品の取り出しやその後の処理にも影響します。射出成形中、通常、スプルーは部品に取り付けられており、成形後に取り外す必要があります。スプルーの位置が不適切だと、取り出しが困難になり、さらには成形品に損傷を与える可能性があります。

さらに、プラスチック材料は流動プロセス中にガスを放出します。スプルーの位置が不適切であるとガスの放出が妨げられ、その結果、金型キャビティ内に過剰なガスが蓄積し、プラスチックの流れや充填効率に影響を与える可能性があります。

流動性や冷却性の考慮に加えて、機能要件、美的要件、および 金型加工 要件を考慮する必要があります。たとえば、美的要件が高い製品の場合、製品の外観への影響を最小限に抑えるために、スプルーの位置はできる限り目立たないようにする必要があります。高い機能性が求められる製品の場合、スプルーの位置を選択することで、使用中に製品がスプルーの残留物によって悪影響を受けないようにする必要があります。

スプルーの場所は、次の 5 つの要件を満たす必要があります。

1) 美的要件 (スプルーマーク、 ウェルドライン)
2) 製品の機能要件
3) 金型加工要件
4) 製品の反り・変形について
5) 成形時のスプルー取り外しの容易さ

スプルー位置選択のヒント

最適な充填効果と保圧効果を得るために、製品の最も厚い部分にスプルーを配置します。最も厚い部分から注ぎ出すと、保圧圧力が不十分な場合、薄い部分が厚い部分よりも早く固化する可能性があるため、より良好な保圧が保証されます。ためらいやショート ショットの発生を防ぐため、厚さが急激に変化する場所にスプルーを配置しないでください。

可能な限り、製品の中心からスプルーを出してください。スプルーを中心に配置すると、等しい流れの長さが得られ、必要な射出圧力に影響します。中央のスプルーイングにより、全方向に均一な保圧圧力が確保され、不均一な体積収縮が回避されます。

スプルーの設計方法

スプルーの設計には厳密なルールはなく、主に経験に依存します。ただし、次の 2 つの基本要素を考慮する必要があります。

1. プラスチックが通過するときの圧力損失を減らすために、スプルーの断面積はできるだけ大きく、ランナーの長さはできるだけ短くする必要があります。
2. 凝固を促進し、過度のプラスチックの逆流を防ぐために、スプルーは狭くする必要があります。したがって、スプルーは通常ランナーの中心に位置し、その断面は可能な限り円形である必要があります。ただし、スプルーの開閉は通常、金型の設計によって決まります。

スプルー設計の重要なポイントは次のように要約できます。

1. プラスチック部品の断面の最も厚い部分にスプルーを配置し、溶融材料が厚い部分から薄い部分に流れるようにして完全に充填します。
2. プラスチックの流動長を最小限に抑え、圧力損失を低減するスプルー位置を選択します。
3. 金型キャビティからの空気の除去を容易にするために、スプルーの位置を選択します。
4. 渦の形成を防ぐために、溶融した材料を金型キャビティに直接導くことは避けてください。渦の形成は、特に幅の狭いスプルーの場合、成形品にらせん状の跡を残す可能性があります。
5. プラスチック表面にウェルド ラインが形成されないようにスプルーの位置を選択します。特に、円形または円筒形の部品では、スプルー表面の溶融物収束点にコールド スラグ ウェルを追加します。
6. 長くて薄いコアを備えた射出成形金型の場合、材料の流れの影響による変形を防ぐために、スプルーをコアから離して配置します。
7. 大型または平坦なプラスチック部品の場合は、反り、変形、または不完全な充填を防ぐために複合スプルーの使用を検討してください。
8. スプルーは、エッジの下部など、プラスチック部品の外観に影響を与えない位置に配置します。
9. スプルーのサイズは、パーツのサイズ、形状、プラスチックの特性によって異なります。
10. 設計するとき 複数個取り金型、溶融材料の均一かつ同時充填を実現するために、ランナーのバランスと併せてスプルーのバランスを考慮してください。

射出成形におけるスプルーの正確な利用方法

ステップ1：準備

1. 射出成形プロセスを開始する前に、金型が清潔で、破片や破片がないことを確認することが重要です。
2. 金型は適切に位置合わせされ、成形機にしっかりとクランプされている必要があります。
3. 溶融プラスチックが金型キャビティ内にスムーズに流れるように、スプルー (入口とも呼ばれます) を金型のゲート システムに正確に接続する必要があります。

ステップ2：注射

• 金型の準備が完了すると、射出成形機が稼働を開始します。機械は、ノズル、ランナー システム、およびスプルーを介して、溶融プラスチックを金型キャビティに射出します。
• 射出プロセス中、金型キャビティを均一かつ完全に充填するには、射出速度、圧力、温度を正確に制御することが重要です。

ステップ 3: 梱包と冷却

• 溶融プラスチックが金型キャビティに充填された後、成形機は冷却時のプラスチックの収縮による欠陥を防ぐために一定の圧力 (保圧) を維持します。
• その後、金型が冷え始め、溶けたプラスチックが徐々に固まります。プラスチックの種類、金型のサイズ、複雑さに応じて、冷却プロセスには数秒から数分かかる場合があります。

ステップ 4: 取り出しとトリミング

• プラスチックが完全に固まると、金型が開き、完成した部品が金型から取り出されます。
• この時点で、完成品に取り付けられているスプルーの部分をトリミングする必要があります。これは通常、専用の切断ツールを使用するか手動で行われます。
• トリミングされた部分は、次のようなさらなる処理を受けることができます。 バリ取り、クリーニング、検査。

ステップ 5: クリーンアップと次のサイクルの準備

• 射出成形サイクルの完了後、金型を洗浄して残留プラスチックや破片を除去する必要があります。
• 金型を洗浄したら、次の射出成形操作のために再度準備する必要があります。これには、スプルーの位置を変更したり、金型の他の部分も最適な状態にあることを確認したりすることが含まれます。

あなたにぴったりのスプルーはどれですか?

適切なスプルーの選択は、主に使用される材料と製造される製品の特性など、さまざまな要因によって決まります。たとえば、次のような作業をしている場合、 ABSは一般的な射出成形材料であるため、ナイロンなどの材料と比較して大きなランナーが必要になる可能性があります。さらに、製品のサイズと厚さは、ランナーに適切なデザインを決定する際に重要な役割を果たします。

より大きなキャビティの場合は、より大きく、より正確に設計されたスプルーを使用することが不可欠です。これらのスプルーは、プラスチックが金型に流れ込む最終チャネルとして機能し、最終製品の適切な充填と品質を保証します。したがって、スプルーの設計を選択するときは、材料特性、製品サイズ、厚さ、およびゲート システムの必要な精度を考慮してください。

まとめ

要約すると、スプルーは射出成形プロセスにおける重要な要素であり、金型への溶融プラスチックの制御された導入を容易にし、最終的には完成品の品質と完全性に貢献します。

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