プラスチック射出成形の寸法が不安定になる理由

寸法不安定性とは、 射出成形部品のオーバーモールディング 同じ射出成形機と成形工程条件下での成形品の各バッチ間、または各金型の各成形品間で製品サイズが変化する原因は、設備制御の異常、射出成形条件の不合理、製品設計の不良、材料特性の変化などです。

1. 成形条件の不一致または不適切な操作

射出成形では、温度、圧力、時間などのさまざまなプロセスパラメータをプロセス要件に従って厳密に制御する必要があり、特に各プラスチック部品の成形サイクルは一貫している必要があり、任意に変更することはできません。射出圧力が低すぎる、保持時間が短すぎる、金型温度が低すぎる、または不均一、バレルとノズルの温度が高すぎる、プラスチック部品が十分に冷却されていない場合、プラスチック部品の形状とサイズが不安定になります。一般に、より高い射出圧力と射出速度を使用し、金型充填と保持時間を適切に延長し、金型温度と材料温度を上げることは、寸法不安定性障害を克服するのに有益です。成形後のプラスチック部品の外形寸法が必要な寸法よりも大きい場合は、射出圧力と溶融温度を適切に下げ、金型温度を上げ、金型充填時間を短縮し、ゲート断面積を小さくして、プラスチック部品の収縮率を高める必要があります。成形後のプラスチック部品のサイズが必要なサイズよりも小さい場合は、反対の成形条件を採用する必要があります。周囲温度の変化もプラスチック部品の成形寸法の変動に一定の影響を与えることに注意する必要があります。設備と金型のプロセス温度は、外部環境の変化に応じて適時に調整する必要があります。

2. 成形原料の不適切な選択

成形原料の収縮率はプラスチック部品の寸法精度に大きな影響を与えます。成形設備や金型の精度が高くても、成形原料の収縮率が大きいと、プラスチック部品の寸法精度を確保することが難しくなります。一般的に、成形原料の収縮率が大きいほど、プラスチック部品の寸法精度を確保することが難しくなります。そのため、成形樹脂を選択する際には、成形後の原料の収縮率がプラスチック部品の寸法精度に与える影響を十分に考慮する必要があります。選択した原料については、収縮率の変化範囲がプラスチック部品の寸法精度の要件を超えてはなりません。各樹脂の収縮率は大きく異なるため、樹脂の結晶化度に基づいて分析を行う必要があることに注意してください。一般に、結晶性樹脂と半結晶性樹脂の収縮率は非結晶性樹脂よりも大きく、収縮率の変化範囲も比較的大きいです。成形後の対応するプラスチック部品の収縮率の変動も比較的大きく、結晶性樹脂の場合、結晶度が高く、分子の体積が減少し、プラスチック部品の収縮が大きくなります。樹脂の球晶の大きさも収縮率に影響します。球晶が小さいほど、分子間の隙間が小さくなり、プラスチック部品の収縮が小さくなり、プラスチック部品の衝撃強度が高くなります。また、成形原料の粒度が不均一であったり、乾燥が悪かったり、リサイクル材料と新材料が不均一に混合されていたり、原材料の各バッチの性能が異なっていたりすると、プラスチック部品の成形サイズにも変動が生じます。

3. 金型の故障

金型の構造設計と製造精度は、プラスチック部品の寸法精度に直接影響します。成形工程において、金型の剛性が不十分であったり、金型キャビティ内の成形圧力が高すぎたりすると、金型が変形し、プラスチック部品の成形サイズが不安定になります。製造精度が悪い、または摩耗が激しいために、金型のガイドピンとガイドスリーブのマッチングクリアランスが許容範囲を超えると、プラスチック部品の成形サイズ精度も低下します。成形原料に硬いフィラーやガラス繊維強化材が含まれていると、金型キャビティの摩耗が激しくなります。また、1つの金型に複数のキャビティがある場合、キャビティ間の誤差、ゲートやランナーの誤差、フィードポートのバランス不良などにより、充填が不均一になり、寸法変動も発生します。そのため、金型を設計する際には、十分な金型強度と剛性を設計し、加工精度を厳密に管理する必要があります。金型キャビティの材料には耐摩耗性材料を使用し、キャビティの表面は熱処理および冷間硬化することが望ましい。
プラスチック部品の寸法精度が非常に高い場合は、1 金型多キャビティ構造を使用しない方がよいでしょう。そうしないと、プラスチック部品の成形精度を確保するために、金型精度を確保するための一連の補助装置を金型に設置する必要があり、金型の製造コストが高くなります。プラスチック部品に厚さ誤差がある場合、多くの場合、金型の故障が原因です。1 つの金型と 1 つのキャビティの条件下でプラスチック部品の壁厚に厚さ誤差がある場合、通常は、金型の取り付け誤差と位置決め不良により、金型キャビティとコアの相対位置がずれていることが原因です。このとき、壁厚の要件が非常に正確なプラスチック部品の場合、ガイドピンとガイドスリーブだけでは位置決めできず、他の位置決め装置を追加する必要があります。1 つの金型と複数のキャビティの条件下で厚さ誤差が発生した場合、一般に、成形開始時の誤差は小さいですが、連続運転後に誤差が徐々に大きくなります。これは主に、金型キャビティとコアの誤差によって発生し、特にホットランナー金型成形を使用する場合に発生します。この現象は最も起こりやすい。このためには、金型内に温度差の小さい二重冷却回路を設けることができる。薄肉の円形容器を成形する場合は、フローティングコアを使用することができるが、コアと金型キャビティは同心円でなければならない。また、金型を製作する際には、金型の修理を容易にするために、キャビティを必要サイズより小さくし、コアを必要サイズより大きくして、一定の金型修理余裕を残すのが一般的である。プラスチック部品の成形穴の内径が外径よりはるかに小さい場合は、コアピンを大きくする必要があります。これは、成形穴におけるプラスチック部品の収縮が常に他の部品の収縮よりも大きく、穴の中心に向かって収縮するためです。逆に、プラスチック部品の成形穴の内径が外径に近い場合は、コアピンを小さくすることができます。

4. 機器の故障

成形設備の可塑化能力が不十分、供給システムが不安定、スクリュー速度が不安定、停止機能が異常、油圧システムのチェックバルブが故障、温度制御システムの熱電対が焼損、ヒーターが短絡などの場合、プラスチック部品の成形サイズが不安定になります。これらの欠陥が見つかったら、それらを除去するための的を絞った対策を講じることができます。

5. 一貫性のないテスト方法または条件

大きさを測定する方法、時間、温度が 射出成形部品のオーバーモールディング が異なると、測定されたサイズも大きく異なります。その中でも、温度条件はテストに最も大きな影響を与えます。プラスチックの熱膨張係数は金属の10倍であるためです。したがって、プラスチック部品の構造寸法を測定するには、標準的な方法と温度条件を使用する必要があります。また、測定前にプラスチック部品を十分に冷却して固定する必要があります。一般に、プラスチック部品のサイズは、脱型モードの10時間以内に大きく変化し、24時間後には基本的に固定されます。