一般的な射出成形の欠陥を回避する:7 つの主要な落とし穴と予防戦略

2024 年 1 月 18 日に公開

射出成形は、同一部品を大量に必要とする場合に効率的な製造方法です。ただし、使いこなすには高度な技術的専門知識も必要です。非常に多くのさまざまな変数が影響するため、製品開発の初期段階での小さな、一見些細な間違いが、将来的には大きな問題につながり、さらには製品の完全性が損なわれる可能性があります。

欠陥は製品開発プロセス全体の速度とコスト効率を低下させる可能性があり、チェックしないままにしておくと製品の寿命が短くなる可能性があります。射出成形の問題や欠陥は、不適切な設計、製造プロセスのミス、品質管理の失敗など、さまざまな理由によって発生する可能性があります。したがって、潜在的な射出成形欠陥の可能性を減らすために、製品開発プロセス全体を通じてリスクを軽減するための積極的なアプローチをとることが重要です。

ここでは、プラスチック射出成形で発生する可能性のある最も一般的な欠陥のいくつかと、製品チームがそれらを回避する方法を示します。

1.動線

フロー ラインは、部品の表面に現れるオフカラーの線、縞、およびその他のパターンです。これらは、射出成形金型内で異なる速度で移動する溶融プラスチックのショットによって引き起こされ、最終的には樹脂が異なる速度で固化します。これは多くの場合、射出速度や圧力が低すぎることを示しています。

熱可塑性樹脂が壁厚の異なる金型の部分を移動するときにも流れ線が発生することがあります。そのため、壁厚を一定に維持したり、面取りやフィレットを適切な長さにすることが重要です。ツール キャビティの薄肉セクションにゲートを配置すると、フロー ラインを減らすのにさらに役立ちます。

2.ヒケ

ヒケは、部品の厚い部分にくぼみ、へこみ、またはクレーターとして現れます。厚いセクションは冷却に時間がかかり、パーツの内側部分が外側セクションとはかなり異なる速度で収縮するという予期せぬ副作用が生じる可能性があります。

ほとんどの場合、プラスチックが適切に冷却され硬化するまでに金型内でより多くの時間が必要であることを示しますが、ヒケは最も厚い壁部分の厚さを減らすことで改善される場合があり、これはより均一で完全な冷却を確保するのに役立ちます。金型キャビティ内の圧力が不十分であったり、ゲートでの温度が望ましい温度よりも高かったりすることも、欠陥の発生に寄与する可能性があります。

設計面では、適切な射出成形リブの厚さと壁の厚さを確保することで、ヒケのリスクを最小限に抑えることができます。これらのアクションは、パーツの全体的な強度を高めるのにも役立ちます。

3.表面剥離

デラミネーションとは何ですか?層間剥離とは、部品の表面が薄い層に分離する状態です。これらの層は、剥がすことができるコーティングのように見えますが、プラスチックと結合しない材料内の汚染物質の存在によって引き起こされ、局所的な欠陥が生じます。離型剤に過度に依存すると、層間剥離が発生する可能性があります。

剥離の修復と防止を促進するには、チームは金型の温度を上げ、離型剤への依存度が低くなるように金型の取り出し機構を調整する必要があります。離型剤は剥離のリスクを高める可能性があるためです。成形前にプラスチックを適切に予備乾燥させることも役立ちます。

4.ウェルド ライン

ニット ラインとも呼ばれるこれらの欠陥は、溶融樹脂の 2 つの流れが金型の形状内を移動する際に合流した場所を示します。これは、穴のあるジオメトリのあらゆる部分の周囲で発生します。プラスチックが流れて穴の両側を包み込むと、2 つのプラスチックの流れが合流します。流れの温度が適切でないと、2 つの流れが適切に結合せず、目に見えるウェルド ラインが発生します。これにより、コンポーネントの全体的な強度と耐久性が低下します。

溶融樹脂の温度を上げることは、射出速度と圧力を上げることと同様に、固化プロセスが早すぎることを防ぐのに役立ちます。粘度が低く、融点が低い樹脂は、射出成形でウェルド ラインが発生しにくくなっています。これは、金型設計からパーティションを削除することによっても解消できます。

5.ショートショット

「ショート ショット」とは、樹脂が金型キャビティを完全に満たさず、その結果、部品が不完全で使用不能になる場合を指します。

射出成形におけるショートショットの原因は何ですか?通常、これらは金型内の流動制限の結果であり、ゲートが狭すぎたり、ゲートが閉塞したり、エアポケットが閉じ込められたり、射出圧力が不十分なことが原因で発生する可能性があります。材料の粘度や金型温度も影響します。金型温度を上げ、空気を適切に逃がせるように金型設計に追加の通気機能を組み込むと、ショート ショットの発生を防ぐことができます。

6.ワーピング

射出成形の反りとは、冷却プロセス中の不均一な内部収縮によって生じる意図しないねじれや曲がりを指します。射出成形における反り欠陥は一般に、不均一または一貫性のない金型冷却の結果として発生し、材料内に応力が生じます。

射出成形における反り欠陥を防ぐには、内部応力が発生して部品が損傷するのを防ぐために、部品に十分な時間をかけて、十分に緩やかな速度で冷却することを保証する必要があります。金型設計における均一な肉厚はさまざまな理由から重要ですが、その中でも重要なのは、プラスチックが金型キャビティ内を確実に一方向に流れるようにするためです。

半結晶構造の材料は反りが発生しやすいことに注意してください。

7.ジェッティング

射出成形における噴射欠陥は、不均一な凝固プロセスによって生じるもう 1 つの潜在的な結果です。ジェッティングは、樹脂の最初のジェットが金型に入り、キャビティが満たされる前に硬化を開始するのに十分な時間があったときに発生します。これにより、部品の表面に目に見える波状の流れのパターンが生じ、部品の強度が低下します。

射出圧力を下げることが、より緩やかな充填を確実に行うための最良の方法である場合が多いですが、金型と樹脂の温度を上げることも、ジェットの先制的な硬化を防ぐのに役立ちます。材料の流れが金型の最短軸を通過するように射出ゲートを配置することも、ジェッティングを最小限に抑える効果的な手段です。

射出成形の欠陥とその原因を防ぐ

射出成形は、再現性の高いプラスチック部品を製造するための非常に効率的な製造方法ですが、多くのプロセスと同様、高品質の最終部品を製造するには、細部への高いレベルの注意とリスク管理への積極的なアプローチが必要です。初期設計や概念実証の段階から完成に至るまで、製品開発プロセスに関わる全員がデューデリジェンスを行って、製品が最高の品質基準を満たしていることを確認し、プラスチック射出成形に関する一般的な問題を回避する必要があります。

射出成形における一般的な欠陥とそのトラブルシューティングに精通した SyBridge のような製造パートナーを選択することは、期日どおりに予算内で生産される高品質部品と、ウェルド ライン、ジェット、バリ、ヒケ、その他の欠陥のある部品との違いを意味します。経験豊富なオンデマンド製造工場であることに加えて、当社は設計コンサルティングと最適化サービスも提供し、すべてのチームが機能的でエレガントな高性能部品を可能な限り効率的に作成できるように支援します。 射出成形サービスの詳細については、今すぐお問い合わせください。