射出成形における反り欠陥: 回避方法 (プラスチック部品)

射出成形プロセスにおいて、「反り」は間違いなくメーカーにとって頭の痛い問題です。この問題は、部品の折れ曲がり、ねじれ、曲がりなどの不規則な形状を引き起こす可能性があり、深刻な場合には部品の構造的性能が弱まる可能性があります。この問題の発生は、射出成形プロセス中のさまざまな要因と密接に関係していることがよくあります。

次に、プラスチック射出成形における反り現象を賢く回避する方法を検討します。

ワーピングとは何ですか?

反りとは、プラスチック部品の形状が金型キャビティの形状からずれることを指します。部品が金型から取り出された後、サイズ、形状、デザインに違いが生じます。局所的な表面には、ねじれ、反り、波状の表面、および角度のずれが見られる場合があります。

反り欠陥はどのようにして形成されるのでしょうか?

反りの形成は主に、金型内での冷却中にプラスチック材料が不均一に収縮することが原因で発生します。

溶融プラスチックが金型に射出された後、温度が低下するにつれて、プラスチックは溶融状態から固体状態に徐々に変化します。ただし、金型のさまざまな部分で温度分布が不均一であるため、プラスチックの冷却速度が領域ごとに異なり、内部応力が発生します。これらの内部応力は冷却プロセス中に適切に解放されず、バランスが取れず、最終的には型から取り出した後のプラスチック部品の反り変形につながります。

射出成形における反りの原因と解決策

射出成形品の反りには、不均一な肉厚、過度の射出圧力、過度に長い保圧時間、過度の金型温度、不十分な冷却時間など、さまざまな理由があります。したがって、成形プロセスの調整のみに依存しても効果は限られています。

以下では、BOYI がプラスチック部品の反りに影響を与える要因を簡単に分析し、対応する解決策を提供します。

不均一な冷却

金型の冷却システムが不合理であるか不十分であるため、冷却プロセス中にプラスチック部品のさまざまな部分に大きな温度差が生じ、不均一な収縮が発生します。この収縮差により曲げモーメントが発生し、プラスチック部品が歪む原因となります。

解決策

特に水冷の代替手段を考慮して、冷却水の経路、冷却チャネルの位置を変更するか、冷却スプルーを追加することを検討してください。あるいは、循環水冷却、サーマルオイル冷却などのさまざまな冷却方法を採用して、さまざまな製品の冷却要件を満たすことができます。

無理なゲート設計

射出成形金型ゲートの位置、サイズ、タイプを不適切に選択すると、金型内のプラスチックの流動性に影響を与える可能性があります。

流速の低下は、金型内の樹脂の流れがスムーズでなくなることを意味し、その結果、ゲート点から最終充填点までの圧力損失が大きくなります。

この圧力損失によりプラスチック分子に物理的な圧力がかかり、金型内の応力分布が不均一になります。射出後のリリースプロセス中にこれらの応力のバランスが適切に取れないと、プラスチック部品が歪む可能性があります。

解決策

適切なサイズのゲートを設計します。ゲートのサイズは、製品に使用される形状、サイズ、壁の厚さ、プラスチック材料の種類などの要因に基づいて決定する必要があります。大型または複雑な製品の場合、マルチゲート設計を採用してプラスチックの流動性と充填効率を向上させることができます。

ノズル温度が低い

ノズル温度が低すぎると、ノズルを通過する樹脂（溶融プラスチック）が早期に冷却して流動性が低下し、金型の隅々や複雑な部分を完全に充填することが困難になります。これにより、金型内のプラスチックが不均一に収縮し、内部応力が発生し、冷却プロセス中に反りが生じる可能性があります。

解決策

ノズル温度を適切に上げて、樹脂がノズルを通過する間に十分な流動性と温度を維持できるようにします。一般に、オペレータはノズル ゾーンの温度をその前のゾーンの温度より 6°C 高く設定できます。

低いバレル温度

バレル温度が低すぎると、溶融温度が低くなります。高速で成形を強いられると、応力を解放する時間が十分にとれずに大きな残留せん断応力が発生し、反りが発生しやすくなります。

解決策

反りを軽減するには、材料の温度を上げます。材料の温度設定は、各ゾーンごとに 6°C ずつ上げて徐々に上げる必要があります。必要に応じて、ノズルおよび前ゾーンの材料温度を中間ゾーンと同じ温度に設定する場合があります。

不均一な肉厚

壁の厚さが不均一であると、厚い部分では冷却が遅くなり、薄い部分では冷却が速くなり、応力が発生します。部品を金型から取り外すときに、不均一な応力により異なる領域での収縮と膨張の差異が生じ、反りが発生します。

解決策

設計段階では、部品の壁の厚さを均一にし、厚さの大きな違いを避けるように努める必要があります。さらに、コーナーのデザインについては、応力集中を軽減するために可能な限り滑らかにする必要があります。

結晶材料

結晶性プラスチックの反りは、主に結晶化度の変化に起因します。急冷すると結晶化度が低下して成形収縮率が小さくなり、ゆっくり冷却すると結晶化度が高くなり成形収縮率が大きくなります。

一般に結晶性樹脂（ポリオキシメチレン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、PET樹脂など）は非結晶性樹脂（PMMA樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂など）に比べて反りが発生しやすくなります。

解決策

結晶性プラスチックの反りを修正するには、金型内に温度差を設定して、反った側に歪みを誘発して応力のバランスをとることができます。この温度差は少なくとも 20°C である必要があり、均一な分布が確保される必要があります。

結晶性プラスチックを使用した成形品や金型を設計する際には、事前に反りを防止する対策を講じる必要があります。そうしないと、たとえ成形条件を最適化しても、反りを完全に修正することは困難です。

射出圧力または射出時間が不適切

射出圧力または保圧時間が不十分であると、金型内でのプラスチックの充填と圧縮が不十分になり、冷却プロセス中に反りが発生する可能性があります。

解決策

射出圧力を適切に高めて、プラスチックが金型のすべての部分に完全に流れ込み、完全に充填されるようにします。さらに、梱包時間を増やします。

プラスチック部品の反りを回避するにはどうすればよいですか?

反りは、プラスチック射出成形における一般的かつ重大な問題であり、不適切な温度制御、不適切な材料選択、金型設計の欠陥などのさまざまな要因に起因する可能性があります。反りを効果的に緩和および回避するには、複数の側面に対処する必要があります。

早期予防

設計段階では、材料の選択、 金型ツーリング 反りを防ぐために、設計、プロセス、機械の設定が徹底的に検討され、テストされています。早期に予防策を講じることで、その後の修理にかかるコストと時間を大幅に削減できます。

プロトタイプの設計とテスト

プロトタイプの設計段階で、エンジニアは選択した材料、工具設計、プロセス、機械設定が連携して反りを防止することを確認する必要があります。さまざまな設計オプションをテストおよび検証することで、潜在的な反りリスクを特定し、それらを調整および最適化するための事前の措置を講じることができます。

経験豊富なパートナーを選ぶ

プラスチック射出成形における反りを回避するには、経験豊富なメーカーを選択することが重要です。反りはさまざまな理由で発生する可能性があるため、問題を特定して対処するには豊富な経験と専門知識を備えたチームが必要です。このようなチームと提携することで、生産リスクを軽減しながら製品の品質と信頼性を確保できます。

At ボーイ、私たちは高品質を提供することに尽力しています プラスチック射出成形サービス お客様へ。当社チームは豊富な業界経験と専門知識を有しており、金型の開発から生産、品質保証までワンストップのソリューションを提供できます。高品質の最終製品を製造するための信頼できるパートナーをお探しの場合は、お気軽にお問い合わせください。 お問い合わせ。当社はお客様にサービスを提供し、生産の品質と効率を確保することに専念しています。

射出成形の欠点とは何ですか?

射出成形は一般的なプラスチック加工方法です。上記の反り欠陥に加えて、製造プロセス中に発生する可能性のある他の欠陥も考えられます。これらの欠陥には、動線、 ヒケ, ウェルドライン、ジェッティング、真空ボイド、 ショートショット、 等々。したがって、これらの問題を防止および解決するには、射出成形プロセスで一連の対策を講じる必要があります。

または、射出成形の欠陥の予防策について詳しくは、次の記事をご覧ください。 15 の一般的なタイプの射出成形欠陥、原因、解決策

まとめ

反りはプラスチック射出成形プロセスにおいて細心の注意を必要とする複雑な問題です。これは、温度を正確に制御し、適切なプラスチック材料を選択し、金型やツールを合理的に設計し、経験豊富なメーカーと緊密に連携することによって、効果的に軽減および回避できます。

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