エジェクタピンで射出成形を最適化：タイプ別特徴とベストプラクティス

射出成形エジェクタピンとは？

エジェクタピンは部品作成において不可欠です。これらは金型内の射出システムの不可欠なコンポーネントであり、射出成形プロセスでの製品の最終結果を決定します。
射出成形は溶融プラスチックを金属金型に射出して金型の形状をとらせる製造プロセスです。したがって、射出成形エジェクタピンは完成部品をダイ金型から除去することを含みます。金属金型はA側とB側の2つの部分で構成されます。金型内の溶融材料が冷却されると、金属金型の両部分が分離して固形プラスチックの除去を可能にします。射出金型は、開かれるとA側半分が持ち上げられ、形成された部品とB側が残るように構築されています。

エジェクタピンは金型のB側半分に位置し、そこから形成された部品を金型から押し出します。エジェクタ金型のピンマークは完成品にへこみとして一般的に刻印されます。

エジェクタピンの種類

製品製造で使用されるエジェクタピンには多くの種類があります。以下はプロセスに理想的と思われる最も一般的なタイプです。

貫通焼入れエジェクタピン

これらのエジェクタピンは、ピンの直径全体で硬度の一貫性を確保するために熱処理されています。貫通焼入れピンは200°Cまでの作業温度に耐えられ、主に金型内のプラスチック射出システムに適しています。

表面焼入れエジェクタピン

窒化H13ピンとしても知られ、貫通焼入れピンよりもはるかに硬く、金型内のダイカスト射出システムに適しています。表面焼入れピンは65〜70 HRCに窒化され、200°C以上の温度に耐えられます。

ブラックエジェクタピン

メーカーは窒化H13ピンが600°C以上の作業温度で使用できないため、これらのエジェクタピンを開発しました。ブラックエジェクタピンは黒色表面処理でコーティングされており、自己潤滑性を持ち、1000°Cまでの高温に耐えられます。高価なエジェクタピンで、自動車用の金型内金属射出システムに適しています。

射出成形設計考慮事項

射出金型設計は計画通りに機能するものでなければなりません。設計のエラーは部品のクラックや収縮を引き起こす可能性があり、これは修正にコストがかかりすぎたり、手間がかかりすぎたりする可能性があります。したがって、よく構造化された設計を実行する必要があり、考慮すべき特定の要因があります。

● ドラフト角の作成

ドラフト角は射出金型の両側に適用される傾斜形状です。金型形状のこのわずかな歪みにより、プラスチックを金型から容易に除去できます。

ドラフト金型は、部品を金型から除去する際の摩擦に対する抵抗を提供するために存在する必要があります。より多くのドラフト角を許容することで、金型内射出システムからの部品の容易な離型を保証します。

ドラフト角がないと、除去時に部品に大きなエジェクタピンマークが生じ、金型壁に擦り傷が生じます。

● 均一肉厚

溶融材料が均一肉厚の金型に注がれると、制限なく自由に流れ、壁のキャビティを満たし、定義された形状をとります。

非均一金型壁は溶融材料の薄い部分の冷却を引き起こします。したがって、厚い部分が冷却されると、材料の収縮、応力集中、最終的に除去時のクラックが発生します。

それでも、設計が均一肉厚を許容しない場合、コア抜きとガセット追加で対処できます。（コア抜きは幅広い領域から溶融プラスチックを除去して壁に沿った均一性を確保するプロセスです。ガセットは壁の厚さを減らす補強構造として壁に追加するサポート構造です）

● 丸みを帯びたエッジの確保

部品の内側と外側に丸みを帯びたコーナーを持つことにはいくつかの利点があります。応力集中を減らし、部品のクラックを防ぎます。

鋭いコーナーはダイ内の溶融プラスチック流動を制限し、冷却時にプラスチックが鋭いコーナーに引っ張られ、除去が困難になります。

丸みを帯びたエッジの部品は製造が容易で、より経済的で、製品のより良い形成と除去を可能にします。

● アンダーカットの削減

アンダーカットは金型設計の突出特徴で、金型のどちらかの側の除去を妨げます。アンダーカットは部品を金型から直接射出できないようにするため、金型設計で必要不可欠であり避けられません。

しかし、アンダーカットはインターロックやラッチの作成で対処でき、容易な除去や組み立てを可能にします。設計チームは金型内射出システムのアンダーカット数を可能な限り最小限に抑える必要があります。

● ゲート位置

ゲートは溶融プラスチックの金型へのエントリーポイントです。しかし、部品冷却時にゲートはピンマークを残し、これは多くの場合、へこみ除去後でもまだ見えます。

設計チームはエッジゲートを使用してこれを対処でき、その結果生じるへこみは目立ちにくくなります。溶融材料は射出ピンに位置する延長部を通じて射出することもできます。部品冷却時に、射出ピンは部品の金型からの除去中にゲートから生じるピンマークを押し出せます。

● 材料の性質

使用される材料の種類は製品の機能に依存すべきです

一部の材料は厚く、一部は柔軟、他は硬いまたは脆いです。選択される材料の種類は部品の目的とその設計を決定します。

一部の材料は厚くできますが、形状に曲げることも可能です。また、材料タイプを選択する前にこれらを考慮すべきです。

一般的な欠陥と解決策

エジェクタピンを使用した射出成形にはいくつかの欠陥が伴います。以下は可能性のある欠陥と必要な解決策です。

破損

エジェクタピン破損の主な理由は、金型から部品を射出するために必要な力とピンの強度の差です。

金型からの部品射出には力が必要です。時々、非支持長さのために必要な力がピンの強度を超え、破損につながります。

したがって、エジェクタピン破損を解決する最も効率的な方法は、より大きな直径のエジェクタピンを大量に使用することです。これにより、必要な力がさまざまなピンに均等に分散し、破損を減らせます。

エジェクタピンマーク

これらは射出時にエジェクタピンによって部品に残される「へこみ」です。このピンマークは使用中の製品クラックにつながる可能性があります。したがって、金型内射出システムを設計してエジェクタピンマーク欠陥を防ぐことが重要です。

• 部品全体で射出力が一定になるようにエジェクタピンを配置します。
• 金属インサート、柱、リブなどの硬い部分にエジェクタピンを配置してエジェクタピンマーク欠陥を回避します。
• エジェクタピンの位置を部品の傾斜面ではなく平らな面に設計します。

ジェッティング

ジェッティングはゲートサイズが小さい、または溶融材料の金型への高速射出の結果として発生し、歪んだ形状になります。

これは以下で対処できます：

• ゲートサイズの増加
• 金型への溶融材料流動の制御

その他のエジェクタタイプ

多くの機械技師には一般的ではないかもしれませんが、他のタイプのエジェクタもあります。以下はいくつかの例です。

エジェクタスリーブ

これらは単に中空のエジェクタピンです。穴のある硬質表面スリーブピンと、穴にフィットするコアピンで構成されます。エジェクタスリーブの穴はピンをガイドし保護するためのものです。

エジェクタプレート

金型内射出システムでは、エジェクタプレートはエジェクタピンと共に機能します。ピンのヘッドを保持し、エジェクタピン射出成形プロセス中にそれらが飛び出さないようにします。

エジェクタブロック

潤滑用の中空溝があり、エジェクタピンマーク欠陥で損なわれる高表面仕上げを必要とする薄い製品の表面に適用されます。また、高反り製品の表面での使用にも適しています。エジェクタピンマークを制限します。

結論

設計専門家は射出成形プロセスにおけるエジェクタピンの重要性を無視できません。これは金型内で形成された製品がエジェクタピンマーク欠陥を避けるためのエジェクタピンの効率に依存するためです。

したがって、Design for Manufacturingの知識、エジェクタピンの使用方法、エジェクタピン射出成形設計の処理における優れた実績を持つ会社を信頼することが重要です。
RapidDirectでは、あなたのエジェクタピン射出成形プロセスの最適化設計を保証できます。製造アドバイスについてはサポートチームにご相談ください。CADファイルをお持ちの場合は、今すぐアップロードして設計のインスタント見積もりを取得してください。

よくある質問

表面積が限られている場合、どの射出成形設計が使用できますか？

部品で金型からの射出を許可するポイントがないほど表面積が限られている設計ケースでは、以下で設計を最適化できます：
– ボスを追加して射出パッドとして機能させる
– エジェクタピンを液体シリコーンゴム部品に置き換え、冷却後に液体シリコーンゴムを介して手動で金型から部品を射出する

部品に使用する最適な材料は何ですか？

材料を選択する際、製品の機能とそれが持つべき特性を考慮するのが最善です。安価な代替案は長期的には失敗します。したがって、製品ニーズを満たす高性能材料を使用するのが最善です。