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射出成形金型とは






<目次>

  1. 射出成形金型って?

  2. 何度でも同じものをつくれる!製品を模った金属の型

  3. 地味だけど、大切なランナーの設計!

  4. アンダーカット???

  5. どうやって取り出す?成形品

  6. 材料で変わる!金型性能








射出成形金型って?




射出成形金型とはプラスチック製品を製造する射出成形に用いられる金型のことです。



射出成形とは主に金型という金属の型に加熱して溶かしたプラスチックの材料を流し込んで高圧をかけ冷却して固めることで製品を成形する加工方法です。









何度でも同じものをつくれる!製品を模った金属の型




射出成形で作られる加工物には大きくわけて成形品となる製品部とランナー部(製品まで流れる経路)の2つに分類できます。




ランナー部は基本的には成形品としては不必要なため捨ててしまうのですが、その処理の仕方やゲート方式(注入方式)で大きく構造が変わります。









まず、ランナー部の構造によって分かれる大きな分類としてはコールドランナーとホットランナーがあります。




地味だけど、大切なランナーの設計!










コールドランナーは金型内でランナーが冷やされ、成形品と共に取り出されるランナー方式です。コールドランナーの代表的なものがサイドゲートとピンゲートです。構造的な呼び方として2プレートタイプと3プレートタイプと呼ばれることもあります。



サイドゲートは製品部とランナー部がつながって出来上がるのに対してピンゲートは製品部とランナー部が分離して出てきます。



製品部とランナー部がつながって出来上がるということは後工程で製品部とランナー部を切り離すゲートカットという処理が必要になってきますので手間が増えるということです。





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一方、ピンゲートは製品部とランナー部が別々に出てくるのでゲートカットが必要ありません。よってピンゲートの方がメリットが大きいように感じますがデメリットもあります。



金型内で製品部とランナー部を切り離すために金型の機構が複雑になってしまい金型費用が高くなってしまうので、製品形状や生産数量等を踏まえ総合的判断し金型構造を決める必要があります。










これに対して、ホットランナーはランナーレスとも呼ばれる特殊な金型構造となります。ホットランナーは製品部の近くまで成形材料を溶かした状態で維持する方法で材料のロスが限りなく少なくすみます。



ただし、金型内部まで高温を維持しなければいけないので金型構造がより複雑でイニシャルコストが高くなります。









アンダーカット???




次に金型構造に大きくかかわってくるのがアンダーカットの処理です。お茶碗のような形状の製品を成形する場合に金型はキャビ(凹)とコア(凸)の形状で成り立ちます。



このような形状の場合は金型が開くと製品を簡単に取り出すことができますが、マグカップのように取っ手がついている場合はそのようにはいきません。



これは金型が開く方向に穴が向いていないため当然のことです。こういった金型の開く方向とは違う方向に穴や出っ張りのある形状のことをアンダーカットといいます。





複雑な形状も金型で作れる!





このアンダーカットを処理するためには金型の構造をさらに複雑にする必要がでてきます。可能であればアンダーカットはないことが望まれます。



アンダーカットの処理方法としてはスライドコアや傾斜ピン、回転機構等があり形状に合わせて選択されます。











どうやって取り出す?成形品




製品の押し出し方法は基本的にはピンによって押し出す方法が用いられます。それ以外にはプレートを使った押出方法もあります。また、キャップ等の製品は回転機構で押し出されます。





材料で変わる!金型性能




上記は金型構造のお話ですが構造以外にも金型材料等重要なポイントがたくさんあります。金型に使われる材料の選定は各部品によって異なる材料が選定されます。



製品部に使われる材料から摺動部につかわれる材料、保持部に使用される材料等、部品の役割によって使用される材料が変わってきます。




さらには製品の仕上がりや製品に使われる成形材料の違いによっても使用される材料変わってきます。










このように金型構造だけでなく材料もこだわること初めて良い金型と言えるでしょう。







その他には成形の作業性やメンテナンス性等考え、各社こだわりを持った金型作りが行われています。



すべては射出成形がスムーズに行えるためのこだわりです。射出成形を知れば知るほど良い金型作れることでしょう!










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