射出成型机の知识.doc_咨信网zixin.com.cn

资源描述

１．射出成形とは　射出成形（Injection Molding）とは、加熱溶融させた材料を金型内に射出注入し、冷却・固化させる事によって、成形品を得る方法です。　複雑な形状の製品を大量に生産するのに適し、成形加工の一大分野をなしています。　射出成形の工程は大きく分けて、６つあります。 1. 型締め（合模） 2. 射出 3. 保圧 4. 冷却 5. 型開き（开模） 6. 製品の取出し　　の順序で行われ、このサイクルの繰り返しで、製品を連続的に生産できます。２．射出成形機　射出成形機は型締ユニットと射出ユニットに分かれています。　型締ユニットは金型の開閉、突き出し（エジェクター）を行い、図のようなトグル式（连杆式）と、油圧シリンダー（机筒）で直接金型を開閉する直圧式とがあります。　射出ユニットは樹脂を加熱溶融させ、金型内へ射出します。スクリュー(螺杆)を回転させ、図のようにホッパー（料斗）から投入した樹脂を、スクリュー前部へ溜め（計量と呼びます）、必要樹脂量に相当するストローク（击打）溜めた後、射出します。　樹脂が金型内を流動している時は、スクリューの移動速度（射出速度）を制御し、樹脂が充填された後は圧力（保圧力）で制御します。速度制御から圧力制御への切換えは、一定のスクリュー位置や一定の射出圧力に達した時に切換わるよう設定します。タイバー　拉杆クロスヘッド　直角解套　エジェクター　脱模机构シリンダー（机筒）ホッパー（料斗）スクリュー(螺杆) 実際の動きを観てみたい場合はここをクリックしてください⇒ ３．金型金型（Mold）とは、材料樹脂をある決まった形状にするため、樹脂を射出注入する金属製の型です。図には記していませんが、実際には幾つかの孔が空いており、温水や油、ヒーター等で温度管理されています。　溶融した材料はスプルー（注射塑模内主流道）から金型内に入り、ランナー（分流道）・ゲート（浇口）を経てキャビティ（前模）内に充填されます。その後、冷却工程を経て、金型が開き成形機のエジェクタロッド（顶出杆）に金型のエジェクタプレート（顶板）が押されて成形品が突き出されます。エジェクターピン（顶针）　　キャビティ（前模，模腔）エジェクタロッド（喷射器杆）　　エジェクタプレート（顶板）スプルー（注射塑模内主流道）　　　ランナー（分流道）・ゲート（阀门）　　　　　実際の動きを観てみたい場合はここをクリックしてください⇒ ４．成形品　成形品は、溶融樹脂が流れ込むスプルー、キャビティ（模腔）へ導くランナーと製品部分から成っています。1回の成形で製品が１つしか得られないのは効率が悪いので、複数のキャビティがランナーで結ばれ、通常複数個が同時に成形できるようになっています。　その時、各キャビティでランナーの長さが異なると、樹脂が同時に充填されず、キャビティ間で寸法や外観、物性が異なることが多くあるため、通常同じ長さのランナーに設計します。５．再生材（回料）の使用　成形品のうちスプルーとランナーは、製品ではありません。この部分は、廃棄される場合もありますし、細かく砕かれて再び成形用の材料として再利用される事もあります。これを一般に再生材と呼んでいます。　再生材は、単独で成形用の材料として使用される訳ではなく、通常のペレット（新料）に配合して使用されます。これは、一度成形の工程を経ているため、樹脂の様々な特性が変化している可能性があるためです。再生材の配合割合は３０％程度が上限です。あまり配合割合が高いと、樹脂本来の性質が損なわれてしまう可能性があるためです。　再生材を使用した場合の、特性は樹脂データベースの再生特性をご覧ください。ジュラコンの再生特性を見る⇒ ６．成形条件　成形条件とは、必要とする成形品を得るために設定する成形機のシリンダー（料筒）温度や射出速度、金型温度などのことで、その組合わせは無数にあります。その条件によっては得られる成形品の外観や寸法、機械的物性等が変化するため、最適な成形条件を出すのには習熟した技術と経験が必要です。当社材料の標準的な成形条件をご紹介します。下の樹脂名をクリックしてください成形機用語：（あ行）　圧縮成形　　アニーリング（退火）　　アフタキュア（后固化，后硫化）　　アンダカット（下切，咬边）　　　　　インジェクション（注射）ブロ－成形インフレーション法(吹塑法)　　ウェルドマーク(焊接痕)　　押出機（か行）　ガイドピン（定位销）　ガイドブッシュ（导环）　　型締時間　　型締力　　型内圧力　　型開き力　可動盤　　金型　　加熱シリンダ（加热机筒）　　　　　　　キャビティ（模腔）　　　　強化プラスチック　　き裂（龟裂）　　ゲート（浇口）　　硬化　　硬化剤　　合成樹脂　　固化　　固定盤　　　　　　　　コールドスラグ（冷块）　コンパウンド（复合物）（さ行）　射出圧力　　射出成形　　射出成形機　　射出速度　　収縮　　充てん剤　　条こん　　ショット　　シリコーンゴム　　　　　　スクリュ　　スプル　　　スプルブッシュ　　成形　　成形圧力　　成形温度　　成形サイクル　　積層成形（た行）　ダイ　　タイバ　　タイバ間隔　　ダイプレート　　多数個取り金型　　突き出し　　デイライト　　トグル式型締機構　　　　　　　トランスファ成形（な行）　ノズル　　ノズルタッチ　　　熱可塑性エラストマー（は行）　背圧　　発泡成形　　パーティングライン　　バリ　　ピンホール　　ＢＭＣ　　フェノール樹脂　　ブッシュ　　プランジャ　　　　　　ブロー成形　ベント式（ら行）　リブ　　ＬＩＭ射出成形不良発生時の対策ガイド不　良　現　象原　　　　因対　　　　策シルバーストリークス成型品表面に樹脂の流動方向に沿って生成する銀条痕で、これは成型品表面をガスが走った跡である成形条件シリンダー温度が高いノズル温度が高い射出速度が速い可塑化工程で空気の巻き込みがある成形サイクルが長く、シリンダー内での樹脂の滞留が長いシリンダー温度を下げるノズル温度を下げる射出速度をおそくするスクリュー回転数を下げる　背圧をかける（10_20Kgf/c_-G）ホッパー側のシリンダー温度を高くする可能な限りシリンダー温度を下げる容量の小さい射出成形機で成形する金　　型金型のガス抜きが不充分金型にガス抜きをつける製品設計ゲートが小さいため摩擦発熱があるゲートを大きくする樹　　脂材料の粒形が小さい材料中の水分率が高い粒状の小さな材料（特に粉砕品）を混入しない材料の予備乾燥を充分に行う（0.1%以下にする）フローマークゲートを中心に発生する細かい円弧状の波紋成形条件金型温度が低い成形温度が低い射出速度がおそい金型温度を高くするシリンダー温度を高くする射出速度をはやくする製品設計ゲート数が少ないゲートが小さいランナーが小さいゲート数を増やすゲートを大きくするランナーを大きくする樹　　脂流動性が足りない（グレード選定の不適切）流動性の良いグレードを使用するヒケキャビティに充填された樹脂が冷却の不均一により体積の収縮差を生じ、表面がくぼんだ状態となる　成形条件成形温度が高い金型温度の高すぎ又は低すぎ射出・保持圧力が低い射出・保持時間が短い冷却時間が不足しているクッションがないシリンダー温度を下げる金型温度を適正にする射出・保持圧力を上げる射出・保持時間を長くする冷却時間を充分とるクッションを5mm_10mmとる製品設計ランナー、ゲートが小さいゲート位置の不良ランナー、ゲートを大きくする内厚に変化のある成型品の場合、ゲートを肉厚部につける成形機逆流防止がなされていない逆流防止機構をつけるそり平板状成型品に見られる凸状変形、凹状変形またはねじれ変形。箱状製品で壁がコア側に張り出してくる変形。充填された樹脂の不均一収縮による成形機射出圧力が低く、射出速度がおそい射出・保圧時間が短い冷却時間が短い矯正治具を用いていないコア、キャビティの金型温度格差が大射出圧力を高く、射出速度を早くする射出・保圧時間を長くする冷却時間を長くする射出成形後、治具を用いて変形を防止する金型温調機で、コア、キャビティを別個に制御する金　　型成型品の突き出しがアンバランスノックアウトピンの面積が小さい離型が悪い突き出しのバランスをとるノックアウトピンの面積を大きくするテーパーを充分とる。離型剤を塗布する。製品設計ゲート位置の不良成型品の肉厚変動が大きい広い成形面積にゲートが１ケしかないゲート位置を変更成型品の肉厚が均一になるように設計変更する多点ゲートを設ける　ショートショット金型内への樹脂の充填不足状態、成型品末端部にあらわれるさざ波状のしわもショートショットの一種である成形条件成形温度が低い金型温度が低い射出速度がおそい射出圧力が低いクッションがゼロ（樹脂供給が不足）シリンダー温度を上げる金型温度を上げる射出速度を速くする射出圧力を上げるクッションをとる（5_10mm）製品設計スプルー、ランナー、ゲートの断面積が小さいスプルー、ランナー、ゲートの断面積を大きくする樹　　脂樹脂の流動性不足（グレード選定の不適切）良流動性のグレードに変えるクレーズまたはクラック成型品の表面に発生する細い線状のひびまたは割れ成形条件金型温度が低い射出速度がはやい射出・保持圧力が高い型締圧力が不足冷却時間が短い樹脂のオーバーパッキング金型温度を上げる射出速度をおそくする射出・保持圧力を下げる型締圧力を充分とる冷却時間を長くするオーバーパッキングしない金　　型離型不良テーパーを充分とる。離型剤を塗布する。ばり金型の接合部に樹脂がはみ出して固化する現象成形条件シリンダー温度が高い射出速度がはやい射出、保持圧力が高い型締圧力が不足樹脂のフィード量が多いシリンダー温度を下げる射出速度をおそくする射出、保持圧力を下げる型締圧力を上げるフィード量を適正にする（クッション量5mm程度にする）金　　型金型の合わせ面が平滑でない金型を修正する樹　　脂樹脂の流動性が良すぎる樹脂グレードを変更する（流動性の良さを下げる適切なグレードの選定）色調不良本来の無色透明性を失い、成型品が黄色化または黒色化する現象　成形条件シリンダー温度が高いスクリュー回転数が大きい背圧をかけていない樹脂のシリンダー滞留時間が長いシリンダー温度を下げるスクリュー回転数を下げる背圧をかける（10_20Kgf/c_-G）できる限り滞留時間を短くしシリンダー温度を下げる成形機シリンダー、またはノズルに樹脂が滞留する部分がある滞留のない構造にする管　　理樹脂ペレットを乾燥する際、乾燥空気によって汚染されている乾燥機の空気吸込口にフィルターを設ける（フィルターとしては例えばガーゼ、発泡ウレタンなどがよい）光沢不良成形条件成形温度が低い金型温度が低いガスの発生射出速度がおそい射出、保持圧力が低い樹脂の充量不足シリンダー温度を上げる金型温度を上げるシリンダー温度を下げる。背圧をかける（10_20Kgf/c_-G）射出速度をはやくする射出、圧力を上げる樹脂の充填量を調節する金　　型金型のガス抜きが悪い金型のガス抜きを充分とる管　　理金型キャビティ面へのオイル類の付着金型キャビティ面に錆がついたり傷がついたりしているキャビティ面をクリーニングするキャビティ面を磨き、メッキをかける黒条・焼け成型品の一部が過熱により変色する現象で、これは空気が高温で急圧縮されるために樹脂が焼けるものである　成形条件シリンダー温度が高い可塑化工程でのエアの巻き込み射出圧力・射出速度が大きい滞留時間が長いシリンダー温度を下げるスクリュー回転数を下げる　背圧をかける（10_20Kgf/c_-G）射出圧力・射出速度を小さくする　または、ゲートを大きくするシリンダー温度を下げる　成形サイクルを短くする　容量の小さな射出成形機で成形する金　　型金型のガス抜きが悪い金型にガス抜きをつける製品設計ゲート位置が不良ゲートが小さいため摩擦発熱があるゲート位置を変更する（ウェルドがパーティングの方に集まるように）ゲートサイズを大きくする成形機シリンダーまたはノズルに樹脂が滞留する部分がある滞留のない構造にする気泡成型品厚肉部にみられる真空泡、あるいは残存モノマー、水、空気の膨張による気泡成形条件成形温度が高い金型温度が低い（成型品の厚肉中心部の冷却に伴う体積収縮）可塑化工程での空気の巻き込み射出・保圧時間が短い射出・保持圧力が低いクッションがないシリンダー温度を下げる金型温度を上げるスクリュー回転数を下げる　背圧をかける（10_20Kgf/c_-G）　ホッパー側のシリンダー温度を高くする射出・保圧時間は少なくともゲートシール時間以上とる射出・保持圧力を高くするクッションをゲートシール時で5_10mmに設定する製品設計ランナー、ゲートが小さい（体積収縮に見合う樹脂が充填されない）ランナー、ゲートを大きくする成形機逆流防止がされていないノズル径が小さい。又は、ノズル平行部ランドが長い（射出圧力損失が大きい）逆流防止装置をつけるノズル開口部の径を大きくし、ノズルランドを短くする（約15mm）。ノズル径は2_3mm ウェルドライン二つの流動先端が合流した部分の融着が不充分で、外観上目立ったり強度が著しく低下する現象　成形条件シリンダー温度が低い（樹脂温度が低い）金型温度が低い射出速度が遅いシリンダー温度を高くする金型温度を高くする射出速度をはやくする（一たん分流した溶融物が合流して融着するときの樹脂温度を高くする）製品設計ゲート位置の不良スプルー、ランナー、ゲートでの流動抵抗が大きいウェルドがパーティングの位置にくるようにゲート位置を変更するスプルー、ランナー、ゲートの断面積を増すか、スプルー、ランナーの長さを短くする金　　型金型のガス抜きが不充分金型にガス抜きをつける「合金分散高導電性プラスチックの製造技術」本新技術の背景、内容、効果は次の通りである。（背景）望まれていた高導電性プラスチック　プラスチックは軽量で成形性が高く、射出成形により様々な形状に加工できることが知られている。また、プラスチックは一般に絶縁性が高い材料であるが、逆に金属並に高い導電性をたすことができれば、射出成形により自在に部品を製作することができ、これまでの技術では製造が難しい立体配線や家電製品の内部配線のプラスチックケースとの一体化が簡単にできるようになると期待できる。　しかし、従来の導電性プラスチックは体積固有抵抗が１０－２Ω･ｃｍ以上と大きいため、通電した場合に発熱して導電性プラスチックが溶解するので、電磁波シールドとしての使用には充分であっても通電用途には利用できなかった。また、プラスチックと金属成分の熱膨張差があるため、高温になると樹脂の膨張に伴い、金属の接触箇所が減少し、その結果として導電性が劣化するといった問題が生じていた。そのため、金属並に高い導電性を持つプラスチックの出現が望まれていた。（内容）金属微粉末を分散補助剤とし、プラスチック中に錫合金を分散させることに成功。これにより、高導電性プラスチックを実現。　本新技術は、熱可塑性プラスチック、錫合金及び分散助剤となる金属微粉末を混練することにより、射出成形が可能な高電導性プラスチックを製造する技術に関するものである。　プラスチックに高い導電性を付与するためには、プラスチック中に低融点の金属が細かく分散し、連続して接続した状態である必要がある。しかし、溶融した金属と熱可塑したプラスチックは分離してしまうため、両者を混練することはできないと考えられていた。本研究者らは、まず、鉛合金を用い、液層と固層が混在する半溶融状態であれば、熱可塑性プラスチックと充分に混練できることを見いだした。通常、プラスチックに固体の粉末を混練することは容易である。半溶融状態の鉛合金では、微細に晶出した合金成分が熱可塑したプラスチックとの分散性を高めるため、混練できるものと推測される。しかしながら、鉛合金は環境上の問題から工業的に使用することができない。このため、熱可塑性プラスチックが熱分解しない温度域で溶融する低融点合金として錫合金を使用する必要があるが、錫合金はほぼ液層のみとなる状態しか存在しない。そこで、本研究者らは銅粉等の金属微粉末を分散補助剤として混入することにより、固相と液相が共存する半溶融状態となり、均一に混練されることで、プラスチック中に錫基合金を均一に分散した構造とすることができる。本技術による導電性プラスチックの製造工程は以下の通りである。 ① 混練：錫合金が溶融し、かつプラスチックが熱可塑する温度域で銅微粉末等の分散補助剤とともに混練する。 ② 押出・切断：押出成形し、切断し、射出成形に対応するよう、ペレット状にする。 ③ この粒状の導電性材を通常のプラスチック用の二色射出成形機にかけ、三次元配線基板等を製造する。　本技術による高導電性プラスチックは、射出成形が可能であるとともに、体積固有抵抗が１０－５Ω･ｃｍオーダーであり、導電材料として充分に高い導電性を有するため、自動車・家電製品等の電気系統におけるプラスチック筐体との一体配線、電気電子機器の三次元配線基板等における導電材料等として利用されることが期待される。（効果）プラスチックケースとの一体配線や３次元配線基板などへの利用が期待本新技術による高導電性プラスチックは、 (1) 体積固有抵抗が銅の１０分の１程度であり、非常に高導電性である。 (2) 射出成形することが可能である。 (3) 鉛を含まず、環境に優しい。などの特徴を有するため、 (1) 自動車・家電製品などの電気系統におけるプラスチックケースとの一体配線 (2) 電気、電子機器等の３次元配線基板 (3) スイッチ、コネクタ等の電子部品などに利用されることが期待される。成形不良現象：ヒケ（ＳＩＮＫ　ＭＡＲＫ、ＳＨＲＩＮＫ　ＭＡＲＫ）　　成形品外表面に発生する凹（窪み）を言う。　主に高外観を要求される外観モールド部品の要求品位によって、その発生が問題視されるか否かは異なります。時として製品品位上、外観不良として判断されるケースも少なくありません。　ヒケは、樹脂の体積収縮（等温ＰＶＴ特性）に依存する挙動で、射出成形行程内における各部位の時刻歴的な履歴、即ち射出時の溶融状態から保圧行程・冷却行程の固化状態に至る過程に発生します。　金型内に充填された溶融樹脂は、金型表面を通じ冷却固化されます。この成形品外表面から固化が進む冷却固化（保圧、冷却）の過程において、設定射出条件（保圧圧力／時間）により、ＰＶＴ特性に伴う体積変化（体積収縮）を補う事ができない場合、成形品表面に位置する樹脂が内部の溶融状態にある樹脂の体積収縮に伴う引張り（収縮力）により、成形品外観に品位を損なうヒケ（凹痕）を発生させます。　一方、成形品外表面が収縮力に絶えうる強度（固化層を有する）を有する場合には、内部にヒケ巣（ボイド）が発生し、外観上問題には至らないケースもあります。又、製品形状（ボス、リブ、板厚、偏肉等）や金型構造（冷却管デザイン、金型材質、冷却媒体等）に起因する潜在的要因については製品設計、金型設計の段階で事前対策を講じなければヒケは解消しません。　原因と対策ヒケ　チェックポイントと項目　部分的なヒケ　（裏面形状の影響／流動末端）　　　影響項目原因対策製品肉厚厚い・偏肉（薄い）肉盗み・均肉化・厚くゲート位置・方式不備（デザイン制限）点数追加・方式変更成形条件／成形機性能材料温度高い（低い）下げる（上げる）金型温度高い（低い）下げる（上げる）射出速度速い（遅い）下げる（上げる）Ｖ／Ｐ切替え切替え早い位置を遅く保圧圧力低い上げる保圧時間短い延長背圧低い（計量バラツキ）上げるスクリュー回転数回転による昇温下げるクッション量計量不足・バラツキ増す（過剰ＮＧ）機械的バックフロー正常部品に交換計量不足増す型締め力不足（バリ発生）増す金型ノズル穴断面小（小さい）増すスプルー断面小（小さい）増すランナー断面小（小さい）増すゲート断面小（小さい）増す冷却回路不足（温度ムラ）増やす／均一化方式不適合（効率）方式変更流量小／圧損大効率改善金型材質冷却効果不備良熱伝導材料使用　成形品全体のヒケ　　影響項目原因対策製品肉厚厚い（薄い）適正板厚ゲート位置・方式不備（デザイン制限）点数追加・方式変更成形条件／成形機性能材料温度高い（低い）下げる（上げる）金型温度高い（低い）下げる（上げる）射出速度速い（遅い）下げる（上げる）Ｖ／Ｐ切替え切替え早い位置を遅く保圧圧力低い上げる保圧時間短い延長背圧低い（計量バラツキ）上げるスクリュー回転数バックフロー下げるクッション量計量不足・バラツキ増す（過剰ＮＧ）機械的バックフロー正常部品に交換計量不足増す型締め力不足（バリ発生）増す金型ノズル穴断面小（小さい）増すスプルー断面小（小さい）増すランナー断面小（小さい）増すゲート断面小/点数少/位置増す・追加・変更冷却回路不足（温度ムラ）増やす／均一化方式不適合（効率）方式変更流量小／圧損大効率改善金型材質冷却効果不備良熱伝導材料使用射出成形機の洗浄のポイントここでは、射出成形機の洗浄のポイントについて解説します。洗浄のポイントは何でしょうか？どのアサクリンを使えばよいのでしょうか？アサクリンはどれくらい必要でしょうか？ ■　洗浄のポイントは何でしょうか？　■ 基本的な操作としては、「アサクリンを投入して、パージする」だけですが、次のポイントを守っていただくと効率的に洗浄がおこなえます。使用するアサクリンの、使用温度を厳守する洗浄前に前の樹脂を十分に排出しておく次材がある場合は、必ず次材でアサクリンを置換する［このページのトップへ］ ■　どのアサクリンを使えばよいのでしょうか？　■ １．使用温度が１８０～３６０℃の場合「Ｕ」でほとんどの樹脂に使用できます２．使用温度が高温・低温の場合３００～３９０℃では、「ＵＸ（ＳＸ）」１６０～２７０℃では、「newＥ」３．特殊な場合ＰＰの洗浄には「newＵＰ（ＵＰ）」（使用温度１７０～３００℃）透明樹脂の洗浄には「newＥ」（使用温度１６０～２７０℃）異物除去には「newＥＸ」（使用温度２００～３６０℃）［このページのトップへ］ ■　アサクリンはどれくらい必要でしょうか？　■ 下記の２表は、黒着色品をアサクリンで洗浄して黒色が抜けるまでのアサクリンの使用量を測定した結果です。（データは標準的な使用量であり、実際の使用量は使用目的・洗浄する樹脂・成形機によって異なりますので、目安としてご参照ください）１．成形機の容量とアサクリン（注塑机专业清洗剂）の使用量（・洗浄温度：２４０℃　・使用樹脂：ＡＢＳ）成形機容量（型締力）アサクリンの使用量Ｕ newＥ８０トン０．４ｋｇ１．０ｋｇ１２５トン０．６ｋｇ１．５ｋｇ５５０トン２．５ｋｇ６．０ｋｇ８００トン５．０ｋｇ１０．０ｋｇ１,２５０トン７．０ｋｇ１５．０ｋｇ３,０００トン１６．０ｋｇ２５．０ｋｇ２．洗浄温度とアサクリンの使用量（成形機：型締力１２５トン）成形温度アサクリンの使用量適応樹脂例Ｕ newＥ１８０～２３０℃ ０．４ｋｇ０．７ｋｇ PS・PP・PMMA・POM 等２３０～２５０℃ ０．６ｋｇ１．５ｋｇ ABS・AS 等２５０～３１０℃ ０．８ｋｇ（注） PA・PPE・PC・PBT 等（注）　newＥは、２７０℃以上では洗浄力が低下しますので、Ｕのご使用をおすすめします

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