一般的な射出成形欠陥を回避：7つの主要な落とし穴と予防戦略

2024年1月18日公開

射出成形は、同一パーツの大量生産が必要な場合に効率的な生産方法です。しかし、それをマスターするには高度な技術的専門知識が必要です。これほど多くの異なる変数が関わる中で、製品開発の初期段階での些細なミスが、ラインの下流で大きな問題を引き起こし、製品完全性を損なう可能性さえあります。

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、放置すれば製品寿命を短くする可能性があります。射出成形の問題と欠陥は、不良設計、生産プロセスミス、品質管理失敗など、さまざまな理由で発生します。そのため、製品開発プロセス全体を通じてリスク軽減へのプロアクティブなアプローチを取り、潜在的な射出成形欠陥の可能性を減らすことが重要です。

プラスチック射出成形で発生しうる最も一般的な欠陥と、製品チームがそれらを回避する方法をいくつか紹介します。

1. フローライン

フローラインは、パーツ表面に現れる色の異なる線、筋、その他のパターンです。溶融プラスチックのショットが金型内で異なる速度で移動し、最終的に樹脂が異なる速度で固化することで発生します。これは多くの場合、射出速度と/または圧力が低すぎる兆候です。

フローラインは、熱可塑性樹脂が異なる壁厚の金型部分を通過するときにも現れます。これが、一定の壁厚を維持するか、面取りとフィレットが適切な長さであることを確保することが重要である理由です。ゲートをツールキャビティの薄肉部分に配置すると、フローラインをさらに減らすのに役立ちます。

2. シンクマーク

シンクマークは、パーツの厚い部分に窪み、へこみ、クレーターとして現れます。厚い部分は冷却に時間がかかるため、パーツの内部部分が外部部分とは大きく異なる速度で収縮・収縮するという、しばしば予期しない副作用をもたらします。

ほとんどの場合、プラスチックが金型内で適切に冷却・硬化するためにより多くの時間が必要であることを示しますが、シンクマークは最も厚い壁部分の厚さを減らすことで、より均一で完全な冷却を確保することで解決することもあります。金型キャビティ内の不十分な圧力や、ゲートでの望ましくない高温も欠陥の発生に寄与する可能性があります。

設計側では、適切な射出成形リブ厚と壁厚を確保することで、シンクマークのリスクを最小限に抑えられます。これらのアクションはパーツの全体的な強度を高めることにも役立ちます。

3. 表面剥離

剥離とは？剥離は、パーツ表面が薄い層に分離する状態です。これらの層は剥がせるコーティングのように見え、プラスチックと結合しない材料中の汚染物質によって引き起こされ、局所的な欠陥を作ります。金型離型剤への過度の依存も剥離を引き起こす可能性があります。

剥離の修復と予防を促進するには、チームは金型温度を上げ、金型離型剤への依存を減らすよう射出機構を調整すべきです。これらの剤は剥離リスクを高める可能性があるためです。成形前のプラスチックの適切な予備乾燥も役立ちます。

4. ウェルドライン

ニットラインとも呼ばれ、金型形状を通過する際に2つの溶融樹脂フローが合流した場所を示します。これは穴がある幾何学的形状のあらゆる部分で発生します。プラスチックが流れ、穴の両側を包み込むと、2つのプラスチックフローが出会います。フローの温度が適切でない場合、2つのフローは適切に結合せず、代わりに目に見えるウェルドラインを引き起こします。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で、固化プロセスが早すぎるのを防止できます。射出速度と圧力を上げることも有効。粘度と融点が低い樹脂は射出成形でのウェルドラインが発生しにくく、金型設計からパーティションを削除することでも排除できます。

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、不完全で使用不能なパーツができることを指します。

射出成形でショートショットを引き起こす原因は？通常、金型内の流れの制限が原因で、ゲートが狭すぎるか塞がれている、トラップされたエアポケット、または不十分な射出圧力によって引き起こされます。材料粘度と金型温度も寄与要因です。金型温度を上げ、金型設計に追加のベントを組み込んで空気が適切に逃げられるようにすることで、ショートショットの発生を防止できます。

6. 変形

射出成形変形とは、冷却プロセス中の不均一な内部収縮によって引き起こされる意図しないねじれや曲がりを指します。射出成形の変形欠陥は一般的に、材料内に応力を生む不均一または一貫性のない金型冷却の結果です。

射出成形の変形欠陥を防ぐのは、パーツに十分な冷却時間を与え、十分に緩やかな速度で冷却することで、内部応力が形成されパーツを損傷するのを防ぐことです。金型設計での均一な壁厚は多くの理由で重要ですが、その中でも重要なのは、プラスチックが金型キャビティを単一方向に流れることを確保するのに役立つことです。

半結晶構造を持つ材料は変形を起こしやすいことに注意が必要です。

7. ジェッティング

射出成形のジェッティング欠陥は、不均一な固化プロセスのもう一つの潜在的な結果です。ジェッティングは、樹脂の初期ジェットがキャビティが満たされる前に固化を始めるのに十分な時間を持って金型に入るときに発生します。これにより、パーツ表面に目に見えるうねうねしたフローパターンが生じ、パーツの強度が低下します。

射出圧力を減らすのが、より緩やかな充填を確保する最良の方法であることが多いですが、金型と樹脂の温度を上げることも、ジェットが早期に固化するのを防ぐのに役立ちます。射出ゲートを配置して、材料の流れが金型の最短軸を通るようにすることも、ジェッティングを最小限に抑える効果的な手段です。

射出成形欠陥と原因を防ぐ

射出成形は、高い繰り返し精度でプラスチックパーツを生産する高効率製造方法ですが、多くのプロセスと同様に、高品質な最終パーツを生産するには高いレベルの細部への注意とリスク管理へのプロアクティブなアプローチが必要です。初期設計と概念実証段階から納品まで、製品開発プロセスに関わるすべての人が、製品が最高品質基準を満たし、これらの一般的なプラスチック射出成形問題を回避するためにデューデリジェンスを行う必要があります。

SyBridgeのような、射出成形の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製造パートナーを選ぶことは、高品質なパーツ（オンタイム、予算内で生産）と、ウェルドライン、ジェット、フラッシュ、シンクマーク、その他の欠陥のあるパーツとの違いを生みます。経験豊富なオンデマンド製造ショップであることに加え、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パーツを可能な限り効率的に作れるよう支援します。今すぐご連絡いただき、射出成形サービスについて詳しくお知りください。