射出成形製品の反りの原因と解決策を理解する

反りとは、射出成形された製品の形状が金型キャビティに比べて歪むことを指します。これはプラスチック製品によく見られる欠陥であり、金型構造、プラスチック材料の熱物性、射出成形プロセスの条件とパラメータなど、さまざまな要因の影響を受ける可能性があります。高品質のプラスチック製品に対する需要が高まるにつれて、反りの程度は製品の品質を評価する上で重要な要素になっています。

反り欠陥の原因

1. 分子配向の不均衡

熱可塑性プラスチックの反りは、主に分子配向の結果であるプラスチック部品の半径方向と接線方向の収縮の差によって影響を受けます。成形プロセス中、ポリマー分子は垂直方向よりも溶融流動方向に沿って整列する傾向があります。この配向により内部応力が生じ、流動方向に沿った収縮が大きくなり、反りが発生します。この影響を最小限に抑えるには、溶融温度と金型温度を下げることが不可欠です。これにより配向応力が緩和されます。脱型後の熱処理では、部品を温水 (37.5～43 ℃) でゆっくり冷却することで、これらの応力をさらに緩和できます。

2. 不適切な冷却

金型設計の不備や温度制御の不備により冷却が不十分になると、反りが生じる可能性があります。これは、壁厚が異なる部品では特に問題となります。冷却速度が一定でないと収縮率に差が生じる可能性があるからです。これに対処するには、金型設計で壁厚を均一にし、金型内で十分な冷却時間を確保する必要があります。さらに、部品のすべての領域で冷却が均等になるように冷却システムを最適化する必要があります。

3. 不合理な金型ゲートシステム

金型ゲート システムの設計は、プラスチック部品の形状とサイズに大きく影響します。ゲートの設計が適切であれば、溶融材料の流れを制御し、応力と変形を軽減できます。ゲートの位置はコアに直接影響が及ばないように選択する必要があり、反りを最小限に抑えるには、プラスチック部品の形状に基づいて適切なゲート タイプを選択する必要があります。

4. 不適切な脱型および排気設計

型抜き時に大きな不均衡な力がかかると、大きな反りが生じる可能性があります。不十分な型抜き傾斜、不適切なエジェクタ ピンの配置、不均一な排出速度などの要因が、この問題の一因となる可能性があります。スムーズな排出を確実にするために、金型設計には適切な傾斜と、適切に分散された数のエジェクタ ピンを含める必要があります。小型から中型の金型の場合、反り防止設計を組み込むことで、予想される反りを抑えることができます。

5. 不適切なプロセス操作

反りは、射出圧力が低い、射出速度が遅い、保持時間が不十分、可塑化が不均一など、さまざまな操作要因によって発生する可能性があります。特定の条件に基づいてプロセス パラメータを調整すると、これらの問題を軽減できます。

ワーピングとツイストのチェックポイント

1. 金型温度: 金型温度が適切であることを確認し、必要に応じて冷却時間を延長します。
2. 冷却の均一性: 冷却システムを改善して、プラスチック部品の均一な冷却を実現します。
3. ゲートの選択: 適切なゲート形式を選択します。通常はマルチポイント ゲートが優先されます。
4. 金型の位置合わせ: 金型の偏心をチェックして修正します。

反りの原因を理解し、適切な設計および運用戦略を実施することで、製造業者は射出成形製品におけるこの欠陥の発生を大幅に削減し、製品の品質と性能を向上させることができます。