射出成形の欠陥：予防と解決策
目次
目的
主に現在の射出成形品の不良原因を分析・判断し、成形機、金型、材料などの参考資料を提供し、不良品を効果的に管理し、生産コストを削減する。
射出成形の欠陥-シルバーストリーク
GATEを中心とした完成品の表面には、銀白色の縞模様が多く見られるが、これは基本的に原料の流れ方向に沿って発生するものである。この射出成形不良は、様々な悪条件の積み重ねの末に発生するもので、本当の原因を特定することが難しい場合もあります。
- 原料に水分やその他の揮発性成分があり、乾燥が不十分な場合、表面に多くの銀筋が生じる；
- また、他の原料が誤って混入した場合、雲母状や針状の銀条が発生することがあり、他の原料による銀条との区別は容易である；
- 射出成形不良（シルバーストリーク）は、原料や材料パイプがきれいでない場合にも発生しやすい；
- 射出時間が長く、金型キャビティに最初に射出される原料の温度が低い。固化の結果、揮発成分が除去されず、特に温度に敏感な原料の場合、このような状況がしばしば発生する；
- 金型温度が低いと、原料の固化が早く、揮発成分の除去が起こりやすい（上記4）；
- 金型の排気が悪いと、原料が入ったときにガスが抜けにくくなり、銀筋の原因になる。この場合、完成品の上面が黒焦げになることが多い；
- 金型に水分が付着すると、充填材から発生する熱によって水分が蒸発し、溶融材料と融合して射出成形の欠陥（シルバーストリーク）を形成し、タンパク質色のミストを呈する；
- ゴム流路のコールドマテリアルピットに冷たい材料や小さな材料があると、射出時に冷却された原材料が金型キャビティに持ち込まれ、その一部がすぐに固まって薄い層を形成する。生産当初、金型温度が低いと、シルバーストリークも発生します。
- 充填中、原料は金型キャビティ表面との接触部で急冷されるために薄い層を形成し、これが後続の原料によって溶融・分解され、薄殻製品によく見られる白や汚れの跡がつく；
- 充填時、原料は乱流状態となり、原料の流路が長くなり、金型キャビティ内の構造の影響で摩擦が発生する。また、充填速度が原料の冷却速度より速いため、射出成形不良が発生しやすい腱部や小径部にGATEが位置する。また、出来上がった肉の厚みが急激に増す部分は潰瘍ができやすい；
- ゲートと流路が小さいか変形しており、充填速度が速いため、瞬時に摩擦が発生し、急激な温度上昇を引き起こし、原料の分解につながる。
- 原料に再生材が含まれ、射出時に乾燥・分解が不十分な場合、射出成形不良（シルバーストリーク）が発生する場合があります；
- 原料は原料管内に長時間滞留し、部分的な過熱と分解を引き起こす；
- 背圧不足と空気の巻き込み（圧縮比不足）
射出成形の欠陥-反りと変形
注入中 射出成形材料 で射出成形の場合、金型側に高圧がかかり、内部応力が発生する。脱型後、完成品の両面に反りや変形が生じ、薄いシェル成形品は変形しやすく、これは射出成形の欠陥として非常に一般的である。
- 成形品の冷却が不十分な場合、成形品が排出され、エジェクターピンから成形品表面に圧力がかかり、反りや変形が生じる；
- 成形品各部の冷却速度にバラツキがあると、冷却が遅いと収縮率が大きくなり、薄肉部の原料は早く冷えるため粘度が高くなり、反りや射出成形不良の原因となる。
- 金型冷却水回路の分布が不均一であり、複数の金型温調機を使用して温度を変更または調整する必要がある；
- 複数の水路がある金型では、金型温度調節機を使用して、所望の温度になるように分割制御するのが最適です。
射出成形の欠陥-フローマーク
金型キャビティ内で原料が流動すると、完成品の表面にGATEを中心としたリング状の小さなシワが発生する。これが射出成形不良のフローマークである。
- 原料温度が低いと、射出成形の欠陥の原因になる。原料温度と金型温度を上げると、原料が流れやすくなります；
- 充填速度が遅いと、充填中に温度が下がり、このような現象が起こります。射出成形機の射出速度を調整してください。
- ノズルが長すぎると、ノズルの温度が低下し、冷却された原料が先に排出され、圧力低下やフローマークが発生します。
- 冷却室が小さく、射出の初期段階で低温の原料が先に充填され、フローマークが発生する。
射出成形の欠陥-ショート・ショット
完成品の充填が不完全で部品が欠けているのは、次のような射出成形の欠陥が原因と考えられる：
1.完成品の面積が大きく、機械の射出能力が可塑化能力に対して不足している。この時、より大きな容量の機械を選択する必要がある；
2.金型の排気効果が悪い。射出時に金型キャビティ内の空気が排除されないと、残留空気により不完全な射出成形となり、時には焼付きや射出成形不良の原因となる；
3.金型キャビティ内での原料の流動距離が長い場合や薄肉部品がある場合は、原料の充填が完了する前に冷却固化させる；
4.金型温度が低いとショートショットの原因になりやすいが、金型温度を上げると冷却時間が長くなり、成形サイクルタイムが長くなる。したがって、生産効率の観点から適切な金型温度を決定することを検討する必要がある；
5.溶融した原料の射出温度が低かったり、射出速度が遅かったりすると、金型キャビティに充填する前に原料が固化してショートショットなどの射出成形不良が発生することがある；
6.ノズル径が小さいか長い場合は、ノズル温度を高くして流路抵抗を小さくする。ノズルはできるだけ短いものを選ぶべきである。ノズル径が小さいか、ノズルの長さを選ぶと、その流れの摩擦抵抗が大きくなるだけでなく、抵抗の影響で速度が遅くなり、原料の凝固が早くなる；
7.出来上がった製品に型穴が多く、流量のバランスが悪い。GATEの大きさを調整してコントロールする必要がある。GATE小さな金型穴の抵抗は、しばしば不十分な肉につながる。ホットラバーチャネルシステムがある場合は、特定の不十分な肉の型穴の温度はまた、それを制御するために別々に調整することができます；
8.射出圧力が低いと充填が不十分となり、射出成形不良が発生する。
射出成形の欠陥- 発火/バリ
完成品に余分なプラスチックが混入する現象はフラッシュエッジと呼ばれ、射出成形の一般的な欠陥の一つで、金型の閉塞部、エジェクターピン、スライダーなどの可動部によく発生する。
- スライダーと位置決めブロックが摩耗すると、バリが発生しやすくなり、この射出成形の欠陥を防ぐために、金型は生産期間後に予備部品を交換する必要があります。
- 金型の表面に異物が付着すると、バリが発生することもある、
- 型締力が不足すると射出時に金型が開き、バリが発生する。このような射出成形の欠陥は、金型設計時に型締力の一部を確保するか、適切なIMMに変更する必要があります；
- また、原料温度と金型温度が高すぎると粘度が低下し、金型の隙間にバリが発生しやすくなる；
- 過剰な原料供給は、過剰な原料投入によるバリの発生につながる。
射出成形の欠陥-気泡
出来上がった製品の肉厚の内側に発生した隙間は、不透明な製品の表面では見ることができず、スライスしないと見ることができない。肉厚の中心部は最も冷却が遅い部分であるため、急冷して表面が急激に収縮すると、原料が引っ張られて隙間ができ、気泡が形成される。一部の外装部品にとって、この射出成形の欠陥現象は極めて重要である。
- 射出圧力は、材料の収縮を抑えるためにできるだけ高くする；
- 成形品の厚みが急激に変化する場合、各部品の冷却速度が異なるため、気泡が発生しやすくなります。この射出成形の不具合は、顧客との事前のやり取りが必要となり、製品設計の変更が必要となる場合があります。
- 気泡は空気の淀みによって発生する；
- ゲートが小さすぎて、仕上がりの厚みがすぐに変わってしまう。
- ゲートを硬化させる前に、十分な圧力を維持しなければならない。
射出成形の欠陥-焼け跡
射出成形品の焼けとは、射出成形時に金型の排気が悪かったり、射出速度が速すぎたりして、金型内の空気の排出が間に合わない射出成形不良のことである。瞬間的な高圧により空気が急速に加熱され、溶融物が黄色く焼けたり、特定の位置で焦げたりする。
1.成形条件のコントロールが不適切で、射出速度が速すぎたり、射出時間が長すぎたりすると、溶融温度が高くなりすぎて燃焼することがある。
2.金型の排気が悪く、空気の断熱圧縮により高温になり、焼ける。射出成形の欠陥は、金型の排気を増やすことで解決できる。
3.水分や揮発分が多い、メルトインデックスが高い、潤滑剤を過剰に使用しているなど、原材料が要件を満たしていないため、焦げやペースト斑点などの射出成形不良が発生する。
4.離型剤や原料の固化物による排気孔の閉塞、空気の断熱圧縮による高温ガスの発生など、金型からの排出が間に合わず、金型が破損すること。 射出成形材料 分解とコーキング。
5.過剰な処理温度、長い処理時間、添加物の不均一な分散は、過剰な局所添加物や燃焼につながる可能性がある。
結論
上記の射出成形不良のほかに、射出成形の製造工程で、ウエルドライン、千切れ、キズ、噴流、ヒケなどの射出成形不良が発生することがあります。射出成形不良が発生した場合、その原因を調査する必要があります。一般的に、射出成形機、原材料、射出成形設定と補助機械、周辺環境などの順番で調査する。金型交換は複雑で不可逆的であるため、金型交換は射出成形不良の最終的な解決策であるべきである。
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