射出成形と射出プラスチック金型の紹介
目次
良い射出成形部品とは？
高品質な射出成形品の加工は、材料選定、金型設計、射出成形設備、工程パラメータの最適化、品質管理などの共同作業を必要とする体系的なプロジェクトです。各方面を厳格に管理し、細部にまで気を配ってこそ、市場の需要に応える高品質の射出成形品を生産することができるのです。
設備-射出成形機(IMM)
マシンショット・サイズ
1.注射量の決定：
G＝製品重量（3Dで算出）＋素材ヘッド重量（ランナー重量で算出）
2.射出量を機械で確認する：
2-1.機械ショット重量＝30～80 %
部品重量＝最大射出量（実機）の30-80%
2-2.本機の最大射出成形能力（実測値）：
機械射出能力（実際）＝機械射出能力（理論値）* PM/PPS
マシンの射出能力（理論値）：機械のパラメータを確認する
PM ---- 原料の比重を使う
PPS - ポリスチレン（PS）の室温での比重（1.06g/cm3）
機械クランプ力
1.機械の最大クランプ力の選択：機械パラメータに従って決定される。
2.製品に必要なロック力の計算：
F=Q*S
F - 製品に必要なロック力
Q - 金型キャビティ内の射出圧力
金型キャビティ内の流路の圧力損失力を調査する必要がある。
S - パーティング面に注湯システムを備えた製品
総投影面積、cm2
3.標準要件：
F<F（機械の最大クランプ力）* 85%
機械設置寸法の確認：
1.マシンノズルとモールドゲートスプルの寸法
2.機械設置寸法の確認
a.スプルーライナーの球面溝の半径Rは、マシンノズルの球面ヘッドの半径rより1～2mm大きくする。
b.スプルーライナーの小端部の直径Dは、機械ノズルの直径dより1mm大きくする。
2.金型位置決めリングのサイズ：
機械と金型の位置決めリングの寸法を比較する。
3.金型の寸法と機械の柱の間隔
4.マシンテンプレートと金型冷却水パイプの固定ネジの位置を確認する。
型厚と型開きストロークの確認：
1.作業方法を確認する：
Sk>=Hm+H1+H2+a+5~10mm.
Sk・・・射出成形機テンプレートの全開距離（移動テンプレートと固定テンプレートの最大開距離）
Hm - 金型厚さ（mm）
H1・・・突出距離、通常はコアの高さに等しい。
H2---- 注湯システムを含む製品高さ
A ---- この値は3プレート金型にのみ必要で、マザープレートとフィーディングプレートが離れているときの距離です。
2. マシン・エジェクターのストローク： 機械パラメータをチェックすることにより、金型のエジェクターピンストロークが金型レイアウトにマークされます。
3. 一般的に、金型エジェクターピンのストロークは、機械エジェクターピンのストロークよりも小さいことが要求される。
Sモールド＜Sマシン
マシンスクリュー入門
射出成形プロセス
1. 緩やかなフィーディングと後退
スクリューは材料管の中で回転し、ホッパーからプラスチックを巻き上げ、徐々に圧縮、排気、可塑化、溶融する。プラスチックはスクリューによって前端に向かって押し出され続け、上部とノズルの間に徐々に溜まっていく。スクリュー自体は、溶融物の圧力を受けてゆっくりと後方に移動し、蓄積された溶融物が1射出量に達すると移動を停止する。
2. 注射
スクリューの移動が停止すると、油圧シリンダーまたは機械的な力の作用の下で、スクリューはノズルを介して金型に溶融物を注入するために前方に押されます。
3. 保持圧力
金型が満たされると、流速は遅くなり、プラスチックは金型のキャビティに押し込まれ続け、溶融物の密度が高くなる。
重要なプロセス変数
- 溶融温度
- 金型温度
- 温度プロファイル
- 滞在時間
- 射出速度
- 射出圧力
- パック圧力
- クランプトン数
- メルトクッション
エンジニアリング・レジン成形のための10ヶ条
- 素材を知る
- 適切に乾燥させる
- 推奨加工条件の使用
- 適切なサイズの機器を使用する
- 適切に設計された工具を使用する
- 適切なランナーを使う
- 適切な換気を行う
- 適切なヒートコントロールを備えたノズルを使用する
- 適切なスクリュー設計
- 年2回の機器メンテナンスの予定
射出成形業界の今後の動向
1. 環境に優しい素材の使用： バイオベースのプラスチックや再生プラスチックの使用は、従来の化石ベースのプラスチックへの依存を減らし、二酸化炭素排出量を削減する。例えば、再生ポリカーボネート素材を使用することで、二酸化炭素排出量を最大50%削減することができます。
さらに、単一素材ソリューションの推進により、プラスチックの使用量を削減し、カーボンフットプリントを削減した。
2. 知的生産： モノのインターネット（IoT）と人工知能（AI）技術により、射出成形企業は生産工程のリアルタイム監視と最適化を実現できる。AI駆動システムは、機械パラメーターを自動的に調整し、製品品質の一貫性を確保することができる。予知保全技術は、設備の状態をリアルタイムで監視し、潜在的な問題を事前に特定し、設備のダウンタイムを削減する。
3. 複合材射出成形プロセスの革新： 熱間プレス射出成形一体化成形技術は、生産サイクルを大幅に短縮し、製品の強度と剛性を向上させる。イン・モデル・エレクトロニクス（IME）技術は、民生用電子機器の分野で広く応用され、製品の性能と生産効率を向上させている。
4. グリーン・トランスフォーメーションと持続可能な開発： 企業は、省エネ設備の採用、工程パラメータの最適化、再生可能エネルギーの利用により、生産工程における二酸化炭素排出量を削減している。例えば、射出成形機のサーボ制御と可変周波数調整装置は、エネルギー消費を21-22%削減し、年間約7トンのCO₂排出量を削減することができます。
5. 再生プラスチックの使用は、徐々に業界の重要な部分を占めるようになってきた。
精密射出成形技術の向上：先進的な金型設計と製造技術により、射出成形企業はより精巧で複雑な製品を生産できるようになった。コンフォーマル冷却技術と最適化された流路システムは、生産効率を向上させ、材料の無駄を削減した。
6. 市場の需要の変化： 新エネルギー自動車やグリーン・ビルディングといった新興産業の急速な発展に伴い、プラスチック製品の応用分野はさらに拡大し、業界にさらなる発展の機会をもたらすだろう。
関連ブログ
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