射出成形部品の寸法ばらつきに関する一般的な問題と解決策
成形部品の寸法のばらつきは、射出成形プロセスでよく発生する問題です。これらのばらつきは製品の品質に重大な影響を与え、製品のフィット感、機能、外観に影響を及ぼす可能性があります。
1. 寸法変動の原因:
①.カビ関連の要因:
金型製造精度: 金型の寸法精度は、成形部品の寸法に直接影響します。金型キャビティとコアの加工における偏差、たとえば工具の摩耗、プログラミング エラー、NC 加工時の機械精度の不足などにより、金型の寸法が設計仕様を満たさなくなる可能性があります。
金型の摩耗: 射出成形を長期間にわたって行うと、溶融プラスチックの浸食と金型を開く際の摩擦により、金型のキャビティとコアが摩耗します。この摩耗は、ガラス繊維などの充填剤を含むプラスチックで特に顕著です。摩耗が進むと、成形部品の寸法が徐々に変化します。
金型の熱膨張: 射出成形プロセス中、金型温度は変動します。金型材料によって熱膨張係数は異なります。金型温度が上昇すると、キャビティとコアが膨張します。金型冷却システムが金型の各セクションの温度を効果的に制御するように設計されていない場合、熱膨張により成形部品の寸法にばらつきが生じる可能性があります。
②.射出成形プロセス要因：
射出圧力と保持圧力: 射出圧力が高すぎると、溶融プラスチックがキャビティ内で過度に圧縮され、成形部品のサイズが大きくなりすぎる可能性があります。
射出速度: 射出速度も成形部品の寸法に影響します。射出速度が速すぎると、キャビティ内の溶融プラスチック内に乱流が発生し、ガスの排出が妨げられ、成形部品にボイドなどの欠陥が生じる可能性があります。
冷却時間: 冷却時間は、成形部品の寸法に影響を与える重要な要素です。冷却時間が不十分な場合、成形部品は取り出す前に完全に固化せず、熱収縮により縮む可能性があります。また、冷却時間が不十分な場合、取り出した後に成形部品が変形する可能性があります。
③.プラスチック材料要因：
プラスチックの収縮: プラスチックの種類によって収縮率は異なります。収縮とは、プラスチックが溶融状態から固体状態に冷却されるときに体積が比例して減少することを指します。さらに、プラスチックの収縮率は添加剤や充填剤によっても影響を受けることがあります。
バッチ間の変動: 同じ種類のプラスチックであっても、原材料の供給元や製造プロセスの違いにより、バッチごとに特性が異なる場合があります。
④.設備要因：
射出成形機の精度: 射出成形機のスクリュー径や射出ストロークなどのパラメータの精度は、溶融プラスチックの射出量に影響します。スクリュー径の偏差は、射出プラスチック量の不正確さにつながり、成形部品の寸法に影響します。
装置の安定性: 運転中に、射出成形機の油圧システム、制御システム、またはその他のコンポーネントが不安定になると、成形プロセスに変動が生じ、部品の寸法に影響を及ぼす可能性があります。
2. 解決策:
金型製造精度の向上: 高精度の加工設備と高度な製造プロセスを使用して金型を製造します。製造後、金型のキャビティとコアを厳密に検査して、寸法が設計仕様を満たしていることを確認します。
金型設計の最適化: 金型設計では、金型の構造が成形部品の寸法に与える影響を考慮します。金型冷却システムを効果的に設計して、金型内の温度分布を均一にし、部品の寸法に対する熱膨張の影響を軽減します。摩耗しやすい領域には、耐摩耗性材料を使用するか、表面硬化処理を施します。
定期的な金型メンテナンス: 定期的な検査、清掃、修理のための金型メンテナンス スケジュールを確立します。摩耗した部品は速やかに交換します。
プロセスパラメータの最適化: 試作成形とプロセス最適化実験を通じて、最適な射出圧力、保持圧力、射出速度、冷却時間を決定します。
成形環境の温度と湿度を制御する: 成形環境の温度と湿度も、成形部品の寸法に影響を与える可能性があります。一般的に、温度が高いほどプラスチックの流動性は向上しますが、収縮も増加する可能性があります。
正確な材料の選択と収縮率の決定: 製品設計と射出成形プロセスの計画中に、プラスチック材料を慎重に選択し、材料の特性と実際の生産条件に基づいて適切な収縮率を決定します。プラスチック材料サプライヤーが提供する技術データを参照し、添加剤や充填剤が収縮率に与える影響を考慮してください。
射出成形機の定期的な校正: 射出成形機のスクリュー径や射出ストロークなどの重要なパラメータを定期的に校正して、正確な射出量を確保します。さらに、機械の油圧システム、制御システム、その他のコンポーネントを保守および点検して、安定性を確保します。
