射出成形製品の表面欠陥の原因

波や溝は、 ルーター射出成形製品一般的に、射出圧力不足や射出速度低下によるフローピークの一時停止によって生じる表面欠陥は、製品の応力誘導の結果です。表面欠陥の形態が異なれば、原因も異なります。これらの原因を探り、回避することが、高品質の製品を得る唯一の方法です。
射出成形製品の場合、表面欠陥は一般的な品質問題です。一般的に、目に見える表面欠陥には、亀裂、銀色の縞、溝、波紋、波紋、脆化などがあります。これらの欠陥は、製品の外観に影響を与えるだけでなく、より重要なことに、製品の成形プロセスが失敗したことを示しています。通常、これらの表面欠陥は、製品の内部および外部応力が製品自体の強度を超えることによって発生します。この応力誘起欠陥は、生産環境、加工技術、ポリマー材料自体に関連しており、金型または製品の設計に関係する場合もあります。したがって、製品の欠陥の外観を詳しく調べると、問題の解決策を見つけることができます。一般的な表面欠陥には独自の特徴があります。たとえば、溝（または波紋、波紋）は通常、流体の先端に現れます。フローフロントが一時停止すると、圧力が蓄積され、次に短い距離を前方に流れてから再び一時停止すると、溝が形成されます。この欠陥は、フローフロント圧力が不十分であるか、射出速度が遅いことに関連しています。脆化は、充填過多または充填不足によって引き起こされます。また、ポリマーの汚染または劣化、または環境応力亀裂媒体との接触も、脆化の問題を引き起こす可能性があります。亀裂は、製品の一部または全体に発生する可能性があります。銀色の縞は、細い線または小さな亀裂によって引き起こされる白化であり、通常は小さな領域に限定されます。プロセスとポリマーを確認してください。通常、表面の波紋は、圧力または体積の問題、位置または転送の問題、およびいくつかのケースでは温度の問題を含む、次の3つの処理問題のいずれかによって引き起こされる可能性があります。一般的に、第1段階の充填圧力の制限または速度制御の欠如が波紋の根本的な原因です。したがって、第1段階の最大圧力を慎重にチェックする必要があり、第1段階の制限圧力値より200〜400psi（14〜28kg / CM2）低くする必要があります。さらに、第2段階の保持圧力、速度、または溶融体積が低下すると、波紋が発生します。このとき、保持圧力と速度をできるだけ高くする必要があります。第一射出段階から第二射出段階への移行時に位置が間違っていると、目に見える欠陥が発生することもあります。たとえば、第二段階の保持圧力を300psi（21kg / CM2）下げて可塑化圧力に変換した場合、または機械がこの変換を完了できないときに第二段階の保持時間を0に短縮した場合、製品は95%〜99%しか充填されません。薄肉製品の場合、ゲート付近でわずかな充填不足として現れます。
割れ欠陥、特に薄肉製品の割れは、射出速度が速すぎることが原因である可能性があります。このため、射出速度を変更したり、ゲート位置を移動したりする必要があります。明らかに、第 1 射出段階から第 2 射出段階への移行時に不適切な充填を行うと、目に見える欠陥が発生します。これを補うには、油圧変換の応答性を向上させることが重要です。変換中は、圧力を変換点まで上げ、次に第 2 段階の設定圧力値まで急速に下げる必要があります。圧力が第 2 段階の設定点以下に低下すると、フロー フロントが停止し、粘度が上昇する可能性があります。これが発生すると、機器を修理する必要があることを意味します。溶融温度または金型温度が低すぎることも、欠陥のもう 1 つの原因です。熱プローブ技術または適切な赤外線センサーを使用して溶融温度をチェックし、溶融温度が材料サプライヤーの推奨範囲内であることを確認できます。

ひび割れ、銀条、脆化の問題については、射出が速すぎる、または遅すぎるなど、処理に関連する応力原因を探す必要があります。射出が速すぎると、分子配向が過剰になり、特に薄肉製品に当てはまります。したがって、ゲート分布の合理性を考慮して、適切な分子配向とウェルドライン分布を提供します。製品をすばやく、またはゆっくりと射出して、配向結果を観察することができます。製品が型から取り出された直後にひび割れたり銀条が出たりした場合は、製品を取り出す前に確認し、その後、完全に取り出し速度を遅くして、問題が続くかどうかを確認するのが最善です。問題が取り出しにある場合は、金型の型から取り出す面取りが適切かどうかを確認する必要があります。通常、この種の問題は、取り出し方向の研磨が不適切、取り出し速度が速すぎる、および取り出し面積が不十分な場合に発生します。過剰充填または不足充填は、部品の脆化を引き起こす可能性があります。これは、どちらの状況でも、特にゲート付近で部品に過度の応力が生じる可能性があるためです。通常、ゲートでの過剰充填により、ポリマー鎖が過度に圧縮されます。室温では、過剰充填された部品の分子鎖はまだある程度自由に動きますが、低温では部品が収縮して分子鎖が過度に圧縮され、亀裂が発生します。通常、過剰充填された分子鎖は残留圧縮応力を生成し、部品を脆くします。さらに、ゲート付近の金型の充填不足により、冷却時にポリマー分子鎖が緩みすぎて引張応力が発生し、ゲート付近の強度が弱まります。金型の充填不足または過充填を確認するには、ゲートシール解析を実行して、部品が冷却されるかゲートが閉じるまでにかかる時間を調べ、ゲートシールの有無（アプリケーションのニーズによって決定）による部品の性能が異なるかどうかをテストできます。さらに、製品の反り欠陥を回避するには、熱サイクルテストが非常に重要です。反り欠陥は、製品が高温から低温に、そして再び高温に変化するプロセスによって引き起こされるためです。分子は力を受けると応力を排除しようとするため、熱サイクルによって分子が応力状態にあるか緩和状態にあるかがわかります。 設計上の欠陥 場合によっては、ウェルド ラインの亀裂は、不適切なゲート位置によって引き起こされることがあります。通常、適切なゲート位置は、ウェルド ラインを最も応力の少ない領域にすることです。可能であれば、ゲートをフロー フロントの交差点から一定の距離に設計すると、ウェルド ラインの強度が向上します。さらに、局所的な欠陥は、鋭い角など、金型や製品の設計に関連している場合もあります。鋭い角は応力集中を引き起こし、カットのように応力を生成してから周囲に広がり、角の半径によって荷重を分散させることができます。一部の樹脂はノッチ効果に非常に敏感であるため、たとえばポリカーボネートは ABS よりもノッチ効果に敏感であるため、多くの製品では PC/ABS ブレンドの使用が選択されます。 劣化の問題 製品全体に亀裂や脆化が発生する場合、ポリマーの加工中に特定の加工条件が原因である可能性があります。最も可能性の高いのは、加工温度が高すぎるか加水分解が起こり、分子鎖が劣化することです。一般的に、劣化により分子鎖が短くなり、溶融流動性が向上しますが、材料特性は大幅に低下します。科学的な成形理論と粘度制御方法を使用して、加工業者は、第 1 射出段階から第 2 射出段階に切り替えるときに溶融圧力をチェックして、通常よりも低くなっているかどうかを確認する必要があります。一般的に、溶融粘度が低すぎると、劣化が発生したことを示している可能性があります。劣化の問題が温度によって引き起こされているかどうかを知りたい場合は、熱プローブまたは IR センサーを使用して溶融温度を確認し、必要に応じて温度を調整できます。さらに、バレル全体の加熱状態とデューティ サイクルをチェックして、コントローラーの PID ループが正常かどうかを確認する必要があります。ヒーターに定期的に電源を入れる必要がありますか?ヒーターを継続的にオンまたはオフにする必要がありますか?同時に、バレル内の樹脂の滞留時間も非常に重要です。一般的に、樹脂が高温に長時間留まると、劣化の問題も発生します。バレルとスクリューが損傷すると、樹脂が長く留まりやすくなります。したがって、バレルとスクリューの状態、および保持リングまたはチェックバルブが破損またはノッチされていないかどうかを常に確認してください。劣化が加水分解によって引き起こされる場合は、ポリマーが耐加水分解性であるかどうか、およびバレル内の水と反応する水の最小レベルを確認します。一般に、水は長い分子鎖を短い鎖に切断する可能性があります（ポリエステル、ポリカーボネート、アセタール、ナイロン、TPUはすべて加水分解の影響を受けますが、ポリスチレン、ポリオレフィン、アクリレートは影響を受けません）。
このような問題を回避するには、乾燥機が正常に動作しているかどうか、および乾燥した樹脂が水分を再吸収するかどうかを常に確認してから、射出成形機に追加してください。リサイクルと着色リサイクル材料が劣化または汚染されている場合、製品が割れたり脆くなったりする可能性があります。そのため、リサイクル材料の量と品質を確認し、100%原材料で作られた製品と比較する必要があります。通常、上記の問題は、局所的な着色不良や異物、またはリサイクル材料と原材料の不一致が原因で発生します。さらに、ポリマーのメルトインデックス（MFR）を決定する必要があります。
このためには、ペレットの供給元に連絡して、ポリマーの MFR が供給元が提供する MFR と一致するかどうかを確認してください。樹脂にフィラー (ガラス繊維など) を追加すると、スクリューがガラス繊維を破断するため、処理前後の MFR に大きな差が生じます。着色剤の種類や量を誤って使用すると、ひび割れの問題も発生します。したがって、マスターバッチの希釈率とマスターバッチキャリア樹脂の種類も検出する必要があります。また、溶剤、界面活性剤、化学添加物によって、局所的なひび割れや全体的なひび割れが発生する場合があります。このため、金型や製品の洗浄および取り扱い手順をチェックして、石鹸、油、界面活性剤などの考えられる影響要因を見つける必要があります。