射出成形の成形不良について

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＜目次＞

• 射出成形の成形不良にはどんなものがあるのか？

• ショート（充填不足）

• フローマーク

• シルバー

• ウェルドライン

• ボイド

• ヒケ

• ヤケ

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射出成形の成形不良にはどんなものがあるのか？

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射出成形においてさまざまな要因よって成形品に悪影響を及ぼす現象が発生します。ショート、フローマーク、シルバー、ウェルドライン、ボイド、ヒケ、焼け等、原因をしっかりと見極めないと問題は解決しません。

今回は射出成形でよくみられる事象についての原因と対策を合わせてご紹介します。

• 『プラスチック射出成形』について詳しく知りたい方はこちら！

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ショート（充填不足）

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ショートとは金型キャビティに完全に充填されていない不完全な形状となる現象。原因としては出成形機の射出容量不足や可塑化能力等、他には成形材料の流動性の悪さ、ゲート断面積の小さすぎることや、成形品の肉厚の薄さなどがあげられる。またガス逃げ不足によっても発生する。

対策として、成形機としては成形材料の射出容量を増したり、射出圧力を高く、射出速度を早める。シリンダー温度の設定点を高くすることでも流動性が良くなり良化する。

他には逆流防止弁付のスクリュー を取付ける。ヒーター断線がないか確める。ノズルづまりがないか等があげられます。

金型の対策としては金型温度を高くしたり、金型のガス逃げを大きくしたり、ゲート断面積を大きくすると流動性がよくなります。また製品形状の変更が可能であれば成形品の肉厚を増したりリブを設け成形品の流動性をよくすることも対策になります。

• 『ゲートの種類』について知りたい方はこちら！

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フローマーク

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フローマークとはゲートまたは細ぐ絞られた個所を中心とする年輪状の細稿が成形品表面に発生する現象で原因としては成形材料が金型中で冷却されて凝固はじめた時に後続する成形材料に押されて細い稿状 になるためである。

対策として、成形機としては射出スピードを早くしたり、射出圧力を高くすることで良化する。また、クッションを少なくすることでも良化します。流動性を上げるためにノズル径を大きくしたり、ノズル温度を高くすることも対策になります。

金型の対策としては金型温度を高くすることで良化します。金型の改造が可能であれば、コールドスラグをつけたり、ゲート断面積を大きくすると良化します。金型冷却水の位置をゲートから遠ざけることも良いかもしれません。

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シルバー

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シルバーとは材料の流動方向に銀白状の条痕が発生する現象。原因としては材料が吸湿、吸水していたり、材料に異種の材料が混入している場合に起こる。また、成形中に空気混入が起こっていたり、漆加剤が多量に混入している場合にも起こりうる。

対策として、成形機としてはスクリュ背庄をかけたり、射出速度を遅くすることで改善する。また、成形機のシリンダーの洗浄をすることでも改善される。

金型としての改善方法は金型温度を上げることである。金型の改造が可能であればランナー 、ゲートを大きくしたり、あるいは小さくしたり、ゲート位置を変えることで変化が見られるようになる。

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ウェルドライン

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ウェルドラインとは材料が二方向以上にわかれて流れた後に再び合流する時に生ずる細線のことをいい、強度が低くなったりする成形不良現象。

原因としては材料がキャビティ内を分岐して流れ、再び合流するためであるが、成形材料温度が低すぎて、完全に融合しない場合やガスや空気の逃げが困難なため場合にも起こる。

対策として、成形機としては樹脂温度を高くする、射出圧力を高くする、射出速度を早くすると言ったように充填まで時間をかけないようにすることで改善する。

金型の対策としてはガス逃げをつける、または強化する。ゲート位置を変えたりゲート数をふやす、もしくは1点ゲートにすること有効な対策である。

また、製品形状の変更が可能であれば、ウエルド・ラインの生じる個所へコールドスラグウェルをつけることも対策の一つになる。

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ボイド

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ボイドとは成形品の内部に空孔ができる現象のことである。原因としては成形材料の溶融状態から固化にいたる過程の密度変化が原因で成形品の表面は金型から熱をとられ、材料が固化する。

そのため外側から材料を引きつけ、その結果肉厚部に全収縮量が集中して空孔が生じる。製品肉厚6mm以上の成形品ならば一般にボイドの発生を防ぐことは難しい。その他、空気を巻き込んで空孔を作る場合にも発生することがある。

対策として、成形機としては射出圧力を高くし(二次圧も高める)、射出時間を長くする。

シリンダー設定温度を下げることも有効である。

金型としては金型温度を低くする、もしくは均一にすることが有効である。金型の改造が可能であればゲートを大きくしたり、ランナーを短くすると良い。

空気の巻き込みを起こさないようにゲートの位置を変えることも有効である。製品形状が変更可能であれば成形品の肉厚を6mm以下にすることが一番の対策である。

• 『スプルー・ランナー・ゲートの役割』について知りたい方はこちら！

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ヒケ

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ヒケとは成形品の表面が凹む現象、とくに厚肉成形品に多く見られる。原因としてはボイドの発生原因と同じであるが、ヒケの場合は表面の冷却が遅れる場合に生じる。

対策として、成形機としては材料の充填量を増す、キャビティ内圧力（二次圧）を高くする、シリンダー設定温度を下げる、射出速度を早くする、射出時間を長くするといったように成形条件でかなり良化する。

金型としては金型温度を低く、もしくは金型温度を均一にする。金型の改造が可能であればゲートの位置を変えたり、ゲートを大きくしたり、ランナーを短くするといったような対策が考えられる。

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ヤケ

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ヤケとは成形品が変色したり、茶褐色のすじが入る現象である。原因は材料の熱分解である。

対策としてはシリンダ設定温度を下げ、射出速度をさげる。金型としてもガス逃げを大きくしたり、ゲートを大きくすることで改善される。

成形不良の原因は複合していることが多いので一つづつ整理して対策を講じることをお勧めします。

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