中国の自動車用プラスチック部品メーカー

自動車用プラスチック部品、例えばコイルスケルトン、ベース、ヒューズボックス、ランプホルダー、ブレードヒューズ、中央配電ボックス、シース、プッシュラックなど センターコンソール射出成形 自動車用精密プラスチック部品の外装カバーなどの製造工程のほとんどは射出成形で行われています。これらのプラスチック部品は設計精度が高いため、従来の射出成形は使用できず、精密射出成形技術を使用する必要があります。自動車用精密プラスチック部品の性能、品質、信頼性を確保し、製品設計要件を満たす高品質のプラスチック製品を生産するには、プラスチック材料、射出成形装置、金型、射出成形プロセスを継続的に改善する必要があります。

1. 精密射出成形に影響を与える主な要因 精密射出成形を決定する基礎は、射出成形製品の精度、つまり製品の寸法公差、形状と位置の公差、表面粗さです。精密射出成形には多くの関連条件がありますが、最も重要なのは、プラスチック材料、射出成形金型、射出成形プロセス、射出成形装置の4つの基本要素です。プラスチック製品を設計するときは、まずエンジニアリングプラスチック材料を選択し、精密射出成形できるエンジニアリングプラスチックは、機械的性質、寸法安定性、耐クリープ性、環境応力亀裂に対する耐性が高いものを選択する必要があります。次に、選択したプラスチック材料、完成品のサイズ精度、ピース重量、品質要件、予想される金型構造に応じて、適切な射出成形機を選択する必要があります。加工プロセスでは、精密射出成形製品に影響を与える要因は、主に金型の精度、射出収縮、製品の環境温度と湿度の変化範囲から生じます。精密射出成形では、金型は品質要件を満たす精密プラスチック製品を得るための鍵の1つです。精密射出成形に使用する金型は、製品サイズ、精度、形状の要件を満たす必要があります。ただし、金型の精度とサイズが一致していても、収縮率の違いにより、成形されたプラスチック製品の実際のサイズは一致しません。そのため、精密射出成形技術では、プラスチック製品の収縮率を効果的に制御することが非常に重要です。金型設計が合理的であるかどうかは、プラスチック製品の収縮率に直接影響します。金型キャビティサイズは、推定収縮率にプラスチック製品のサイズを加算して得られ、収縮率はプラスチックメーカーまたはエンジニアリングプラスチックマニュアルで推奨されている範囲内の値であるため、金型のゲート形状、ゲート位置、分布だけでなく、エンジニアリングプラスチックの結晶配向（異方性）、プラスチック製品の形状、サイズ、ゲートまでの距離と位置にも関係します。プラスチックの収縮率に影響を与える主な要因は、熱収縮、相変化収縮、配向収縮、圧縮収縮、弾性回復であり、これらの要因は、精密射出成形製品の成形条件または動作条件に関連しています。したがって、金型を設計する際には、これらの要因と射出成形条件との関係、および射出圧力とキャビティ圧力と充填速度、射出溶融温度と金型温度、金型構造とゲート形状と分布などのそれらの見かけの要因、ならびにゲート断面積、製品の肉厚、プラスチック材料中の強化フィラーの含有量、プラスチック材料の結晶化度と配向などの要因の影響を考慮する必要があります。 上記の要因の影響は、プラスチック材料、温度、湿度、継続的な結晶化、成形後の内部応力、射出成形機の変化などの他の成形条件によっても異なります。 射出成形プロセスは、プラスチックを固体（粉末または粒状）から液体（溶融物）に、そして固体（製品）に変えるプロセスであるため、ペレットから溶融物へ、そして溶融物から製品へ、プロセスは温度場、応力場、流れ場、密度場の影響を経る必要があります。これらの分野の共同作用により、異なるプラスチック（熱硬化性または熱可塑性、結晶性または非結晶性、強化または非強化など）は、異なるポリマー構造形態およびレオロジー特性を持ちます。 上記の「分野」に影響を与える要因は、必然的にプラスチック製品の物理的および機械的特性、サイズ、形状、精度、外観品質に影響を与えます。 このように、プロセス要因とポリマー性能、構造形態、プラスチック製品との間の固有の関係は、プラスチック製品を通じて現れます。 これらの固有の関係を明確に分析することは、射出成形プロセスを合理的に策定し、図面に従って金型を合理的に設計および製造し、さらには射出成形機器を合理的に選択する上で非常に重要です。 精密射出成形は、射出圧力と射出速度においても通常の射出成形とは異なります。 精密射出成形では、より小さな成形収縮率を得るために、高圧または超高圧射出と高速射出を使用することが多いです。 上記の理由から、一般的な金型の設計要素を考慮することに加えて、精密射出成形金型を設計する際には、次の点も考慮する必要があります。 ①適切な金型サイズの公差を使用する。 ② 成形収縮誤差を防止する。 ③ 射出変形を防止する。 ④ 脱型変形を防止する。 ⑤ 金型製造誤差を最小限に抑える。 ⑥ 金型精度誤差を防止する。 ⑦ 金型精度を維持する。

2. 成形収縮率の誤差を防ぐ 射出圧力によって収縮率が変化するため、シングルキャビティ金型の場合、キャビティ内のキャビティ圧力は可能な限り一定にする必要があります。マルチキャビティ金型の場合、キャビティ間のキャビティ圧力は非常に小さくする必要があります。 複数のゲートを持つシングルキャビティまたは複数のゲートを持つマルチキャビティの場合、キャビティ圧力を一定にするために同じ射出圧力を注入する必要があります。 このためには、ゲート位置のバランスを確保する必要があります。 キャビティ内のキャビティ圧力を一定にするには、ゲート入口の圧力を一定に保つことが最善です。 ゲートでの圧力のバランスは、流路内の流動抵抗に関係しています。 したがって、ゲート圧力のバランスをとる前に、流動のバランスをとる必要があります。 溶融温度と金型温度は実際の収縮率に影響を与えるため、精密射出成形金型のキャビティを設計するときは、成形条件の決定を容易にするために、キャビティの配置に注意を払う必要があります。溶融プラスチックは金型内に熱を持ち込み、金型の温度勾配分布は一般にキャビティの周囲に、主流路を中心とした同心円状になる。そのため、キャビティ間の収縮誤差を減らし、成形条件の許容範囲を広げ、コストを削減するには、流路バランス、キャビティ配置、主流路を中心とした同心円配置などの設計対策が必要である。精密射出成形金型のキャビティ配置は、流路バランスと主流路を中心とした配置の要件を満たす必要があり、主流路を対称線とするキャビティ配置方法を採用する必要があります。そうしないと、各キャビティの収縮率に差が生じます。金型温度は成形収縮率に大きな影響を与えるため、射出成形品の機械的性質にも直接影響し、製品の表面が花模様になるなどのさまざまな成形欠陥を引き起こします。そのため、金型は指定された温度範囲内に保たれ、金型温度は時間とともに変化してはなりません。マルチキャビティ金型のキャビティ間の温度差は変化してはなりません。このため、金型設計では金型の加熱または冷却の温度制御対策を講じる必要があり、金型キャビティ間の温度差を最小限に抑えるために、温度制御冷却回路の設計に注意を払う必要があります。キャビティとコアの温度制御回路には、主に直列冷却と並列冷却の2つの接続方法があります。熱交換効率の観点から、冷却水の流れは乱流である必要があります。ただし、並列冷却回路では、分流となる回路の流量が直列冷却回路の流量よりも小さくなるため、層流になり、各回路に入る実際の流量が同じにならない場合があります。各回路に入る冷却水の温度は同じであるため、各キャビティの温度も同じになるはずですが、実際には、各回路の流量が異なり、各回路の冷却能力が異なるため、各キャビティの温度を一定にすることはできません。直列冷却回路を使用する場合の欠点は、冷却水の流動抵抗が大きく、前部キャビティの入口の冷却水温度が最終キャビティの入口の冷却水温度と大きく異なることです。冷却水の入口と出口の温度差は、流量の大きさによって異なります。自動車のプラスチック部品を加工するための小型精密射出成形金型の場合、金型コストを削減するために、直列冷却回路を使用する方が一般的に適切です。使用する金型温度制御装置（機械）の性能が冷却水の流れを2℃以内に制御できる場合、各キャビティの最大温度差も2℃以内に維持できます。金型のキャビティとコアには、独自の冷却水回路システムが必要です。冷却回路の設計では、キャビティとコアからの熱摂取量が異なるため、回路構造の熱抵抗も異なり、キャビティの入口とコアの水温に大きな温度差が生じます。同じシステムを使用すると、冷却回路の設計も難しくなります。一般的な自動車用プラスチック部品に使用される小型射出成形金型のコアは非常に小さく、冷却水システムを使用することは非常に困難です。可能であれば、コアを青銅材料で作り、固体ベリリウム青銅コアをインサート冷却で冷却することができます。また、射出成形品の反り防止対策を講じる際には、キャビティとコアの間に一定の温度差を維持できることも望まれます。そのため、ジュースキャビティとコアの冷却回路を設計する際には、温度を個別に調整・制御する必要があります。

3. 自動車用プラスチック部品メーカーの金型精度の維持 射出圧力と型締め力の下での金型精度を維持するために、金型構造を設計する際に、キャビティ部品の研削、研磨、研磨の実現可能性を考慮する必要があります。キャビティとコアの加工は高精度の要求に達しており、収縮率も予想どおりですが、成形時の中心オフセットにより、成形品の内外の関連寸法がプラスチック部品の設計要件を満たすことが困難です。パーティング面上の移動型キャビティと固定型キャビティの寸法精度を維持するために、従来の金型でよく使用されるガイドコラムとガイドスリーブのセンタリングを設定することに加えて、テーパード位置決めピンやウェッジブロックなどの位置決めペアを追加して、正確で信頼性の高い位置決め精度を確保する必要があります。精密射出成形金型の材料は、機械的性質が高く、熱クリープが少ない高品質の合金工具鋼である必要があります。キャビティとランナーを作るための金型材料は、高硬度、優れた耐摩耗性、強力な耐腐食性、および厳格な熱処理後の熱変形に対する耐性を備えたものを選択する必要があります。同時に、機械加工と電気加工の難しさと経済性も考慮する必要があります。金型の寸法精度が経年変化によって変化しないようにするには、金型を設計するときに、熱処理中に金型材料の残留オーステナイト組織の焼き戻し処理または低温処理を指定する必要があります。精密射出成形金型の脆弱な部分、特にキャビティ、コアなどの脆弱な部分については、修理後も金型の高精度を維持するために、設計時に修理の可能性を考慮する必要があります。

IV. 結論 精密射出成形技術は自動車プラスチック部品の主な鍵となる生産技術であり、精密射出成形金型の設計はこの生産技術の主要部分です。精密射出成形金型の合理的な設計は、精密製品を得るための基礎であり、必要な前提条件です。金型のサイズと公差を合理的に決定し、射出成形製品の収縮誤差、射出変形、脱型変形、オーバーフローなどを防ぐ技術的措置を講じ、金型の精度を確保し、正しい精密射出成形プロセス、適用可能なエンジニアリングプラスチック材料、精密射出成形装置を使用して最適な組み合わせを実現することにより、自動車の精密プラスチック部品の品質、信頼性、性能を向上させ、生産コストを削減し、生産効率を向上させることが非常に重要です。