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射出成形金型の設計:射出成形金型の問題と原因分析!

Enlarged font  Narrow font Release date:2020-12-24  Browse number:179
Note: ひび割れには、フィラメント状のひび割れ、マイクロクラック、トップホワイト、パーツの表面のひび割れ、またはパーツとランナーの固着によって引き起こされる外傷の危機が含まれます。

射出成形部品の亀裂の原因分析と説明

ひび割れには、フィラメント状のひび割れ、マイクロクラック、トップホワイト、パーツの表面のひび割れ、またはパーツとランナーの固着によって引き起こされる外傷の危機が含まれます。クラッキング時間に応じて、デマルクラッキングとアプリケーションクラッキングに分けられます。主な理由は次のとおりです。

1.処理:
(1)加工圧力が高すぎる、速度が速すぎる、充填される材料が多い、射出および圧力保持時間が長すぎると、内部応力が大きくなり、亀裂が発生します。

(2)開先の速度と圧力を調整して、部品の急速で強力な引き抜きによって引き起こされる離型亀裂を防止します。

(3)金型温度を適切に調整して部品を解体しやすくし、材料温度を適切に調整して分解を防ぎます。

(4)溶接線を防止するため、機械的強度の低下やひび割れによる塑性劣化。

(5)離型剤の適切な使用、ミストやその他の物質に付着したカビの表面を取り除くことに注意してください。

(6)成形直後の焼鈍により、部品の残留応力を除去し、亀裂を低減することができます。

2.金型:

(1)排出量のバランスをとる必要があります。例えば、外力による残留応力集中による亀裂を防ぐために、エジェクタロッドの数と断面積が十分であり、離型勾配が十分であり、キャビティ表面が十分に滑らかである必要があります。

(2)部品の構造が薄すぎないようにし、遷移部品は、鋭い角や面取りによる応力集中を避けるために、可能な限りアーク遷移を採用する必要があります。

(3)インサートと製品の収縮率の違いによる内部応力の増加を防ぐために、金属インサートの使用量を減らすようにしてください。

(4)底部が深い場合は、真空負圧の発生を防ぐため、適切な離型空気入口ダクトを設定する必要があります。

(5)スプルーは、硬化前にスプルーを離型するのに十分であるため、離型が容易です。

(6)スプルーブッシングをノズルに接続する場合、冷たくて硬い材料がワークピースを引きずって固定ダイに付着させないようにする必要があります。

3.材料:

(1)リサイクル材の含有量が多すぎるため、部品の強度が低下します。

(2)湿度が高すぎるため、一部のプラスチックが水蒸気と反応し、強度が低下して亀裂が発生します。

(3)材料自体が加工環境に適さない、または品質が悪いため、汚染されるとひび割れの原因となります。

4.機械側:

射出成形機の可塑化能力は適切でなければなりません。可塑化能力が小さすぎると、可塑化が完全に混合されずに脆くなり、大きすぎると劣化します。

射出成形部品の気泡の原因分析

気泡のガス(真空気泡)は非常に薄く、真空気泡に属します。一般的に、型開時に気泡が見つかった場合、ガス干渉の問題です。真空気泡の形成は、プラスチックの充填が不十分なためです。ダイの急速な冷却の下で、キャビティのあるコーナーで燃料が引っ張られると、体積が減少します。

和解条件:

(1)射出エネルギー(圧力、速度、時間、材料量)を増やし、背圧を上げて金型充填をふっくらさせます。

(2)材料温度を上げてスムーズに流します。材料温度を下げ、収縮を減らし、金型温度、特に真空気泡形成部品の局所金型温度を適切に上げます。

(3)ノズル、ランナー、ゲートの流動状態を改善し、プレスサービスの消費を削減するために、ゲートは部品の厚い部分に設定されています。

(4)ダイの排気状態を改善します。

射出成形部品の反りの原因分析

射出成形部品の変形、曲げ、歪みは、主に垂直方向よりも流動方向の方が収縮率が高いため、各方向の収縮率が異なるために部品が反ります。また、射出充填時の成形品の残留内部応力が大きいため、応力配向性が高いため反りが発生するため、基本的に金型設計により成形品の反り傾向が決まります。成形条件を変えることでこの傾向を抑えることは非常に困難です。この問題の最終的な解決策は、金型の設計と改善から始める必要があります。この現象は、主に次の側面によって引き起こされます。

1.金型:

(1)製品の厚さと品質は均一でなければなりません。

(2)冷却システムの設計では、金型キャビティの各部分の温度を均一にし、ゲートシステムで材料の流れを対称にし、異なる流れ方向と収縮率による反りを回避し、シャントチャネルとメインを適切に厚くする必要があります。難しい部分のチャネル、および金型キャビティ内の密度差、圧力差、温度差を排除しようとします。

(3)ワークの厚さの遷移ゾーンとコーナーは十分に滑らかで、優れた離型性能を備えている必要があります。たとえば、ストリッピングの冗長性を高め、ダイ表面の研磨を改善し、排出システムのバランスを保ちます。

(4)よく排気します。

(5)肉厚を厚くしたり、反り防止方向を大きくしたりすることで、リブを補強することで成形品の反り防止力を高めることができます。

(6)金型に使用されている材料が十分に強くありません。

2.プラスチックの場合:

さらに、結晶化プラスチックは、冷却速度の増加に伴って結晶化度が低下し、収縮速度が低下する結晶化プロセスを使用して、反り変形を修正することができます。

3.処理:

(1)射出圧力が高すぎる、保持時間が長すぎる、溶融温度が低すぎる、速度が速すぎると、内部応力が増加し、反りが発生します。

(2)金型温度が高すぎ、冷却時間が短すぎるため、部品が過熱し、射出変形が発生します。

(3)最小チャージを維持しながら、スクリュー速度と背圧を下げ、密度を下げることにより、内部応力を制限します。

(4)必要に応じて、反りや変形しやすい部品に対して、ソフトセットや離型を行うことができます。

射出成形製品のカラーストライプ、ライン、フラワーの分析

この欠陥は、主にプラスチック部品のカラーマスターバッチカラーリングが原因です。カラーマスターバッチカラーリングは、色の安定性、色品質の純度、色の移行の点でドライパウダーカラーリングやダイペーストカラーリングよりも優れていますが、分散特性、つまり希釈プラスチック中のカラーグラニュールの混合均一性の程度は比較的劣っています。そして完成品は当然地域の色の違いがあります。主な解決策:

(1)供給セクションの温度、特に供給セクションの後端の温度を上げて、温度が溶融セクションの温度に近いかわずかに高くなるようにして、カラーマスターバッチがすぐに溶融するようにします。それが溶融セクションに入るときに可能であり、希釈による均一な混合を促進し、液体混合の可能性を高めます。

(2)スクリュー速度が一定の場合、背圧を上げることでバレル内の溶融温度とせん断効果を向上させることができます。

(3)金型、特にゲートシステムを変更します。ゲートが広すぎると、乱流効果が弱くなり、溶融物が通過するときの温度上昇が大きくなりません。したがって、カラーベルトの金型キャビティを狭くする必要があります。

射出成形部品の収縮抑制の原因分析

射出成形の過程で、収縮の低下が一般的な現象です。これの主な理由は次のとおりです。

1.機械側:

(1)ノズル穴が大きすぎると、溶融材料が戻り収縮します。小さすぎると抵抗が大きくなり、材料量が不足します。

(2)型締力が不十分な場合、フラッシュが収縮しますので、金型ロック方式に問題がないか確認してください。

(3)可塑化量が不足している場合は、可塑化量の多い機械を選び、スクリューやバレルが摩耗していないか確認してください。

2.金型:

(1)肉厚は均一で、収縮は一定でなければなりません。

(2)金型の冷却および加熱システムは、各部品の温度が一定であることを保証する必要があります。

(3)ゲートシステムは滑らかで、抵抗が大きすぎないようにする必要があります。たとえば、メインランナー、ディストリビューター、ゲートのサイズは適切で、仕上げは十分で、トランジションエリアは円形である必要があります。

(4)薄い部品の場合は、材料の流れをスムーズにするために温度を上げ、厚い壁の部品の場合は、金型温度を下げる必要があります。

(5)ゲートは対称に設置し、ワークの厚肉部にできるだけ設置し、冷間材の量を増やしてください。

3.プラスチックの場合:

結晶性プラスチックの収縮時間は、非結晶性プラスチックの収縮時間よりも悪いです。結晶化を促進し、収縮の低下を減らすために、プラスチックに材料の量を増やすか、添加剤を追加する必要があります。

4.処理:

(1)バレルの温度が高すぎて体積が大きく変化する場合、特にフォアハースの温度が高い場合は、流動性の低いプラスチックの温度を適切に上げて、スムーズな操作を確保する必要があります。

(2)噴射圧力、速度、背圧が低すぎて噴射時間が短すぎると、収縮圧力、速度、背圧が大きすぎて時間が長すぎて、フラッシュによる収縮が発生します。

(3)クッションが大きすぎると、噴射圧力が消費されます。クッションが小さすぎると噴射圧力が不足します。

(4)精密性を必要としない部品は、射出・圧力維持後、外層は基本的に凝縮硬化し、サンドイッチ部は柔らかく排出可能です。空気やお湯でゆっくりと冷やすと、収縮の落ち込みがやさしく目立たなくなり、使用に影響がありません。

射出成形部品の透明欠陥の原因分析

光を通して、溶融スポット、ひび割れ、ひび割れたポリスチレン、プレキシガラスの透明な生成物が見えることがあります。これらのひび割れは、輝点またはひび割れとも呼ばれます。これは、引張応力の垂直方向の応力によるものです。使用権のあるポリマー分子は流動配向が大きく、ポリマーと非配向部分の収率の違いが示されています。

レゾルベント:

(1)ガスなどの不純物の干渉を取り除き、プラスチックを十分に乾燥させます。

(2)材料温度を下げ、バレル温度をセクションごとに調整し、金型温度を適切に上げます。

(3)噴射圧力を上げ、噴射速度を下げます。

(4)プレモールディングの背圧を増減し、スクリュー速度を下げます。

(5)ランナーとキャビティの排気状態を改善します。

(6)ノズル、ランナー、ゲートが詰まっていないか清掃します。

(7)離型後、アニーリング法を使用して、Craze:ポリスチレンを78℃で15分間、またはポリカーボネートの場合は50℃で1時間、160℃以上に数分間加熱して除去することができます。

射出成形部品の色むらの原因分析

射出成形品の色ムラの主な原因と解決策は次のとおりです。

(1)着色剤の拡散が悪く、ゲート付近に模様が現れることが多い。

(2)プラスチックや着色剤の熱安定性が悪い。製品の色を安定させるためには、製造条件、特に材料温度、材料量、製造サイクルを厳密に固定する必要があります。

(3)結晶性プラスチックの場合、製品の各部分の冷却速度は可能な限り一定でなければなりません。肉厚差が大きい部品の場合、着色剤を使用して色差を補うことができます。肉厚が均一な部品の場合、材料温度と金型温度を固定する必要があります。

(4)成形品の形状、ゲート形状、位置がプラスチックの充填に影響を及ぼし、成形品の一部で色差が生じるため、必要に応じて修正する必要があります。

射出成形製品の色と光沢の欠陥の原因分析

通常の状態では、射出成形部品の光沢は主にプラスチックの種類、着色剤、表面仕上げによって決まりますが、多くの場合、表面の色や光沢の欠陥、表面の暗い色などの欠陥もあります。原因と解決策は次のとおりです。

(1)金型の仕上がりが悪く、キャビティ表面の錆があり、排気が悪い。

(2)金型のゲートシステムに欠陥があるため、冷却ウェル、ランナー、研磨スプルー、スプリッター、ゲートを増やす必要があります。

(3)材料温度と金型温度が低い場合は、必要に応じてゲート局所加熱法を使用できます。

(4)加工圧力が低すぎ、速度が遅すぎ、射出時間が不十分で、背圧が不十分であるため、緻密性が低下し、表面が暗くなる。

(5)プラスチックは完全に可塑化する必要がありますが、材料の劣化を防ぐ必要があります。特に厚い壁の場合、加熱は安定し、冷却は十分でなければなりません。

(6)冷間物質の侵入を防ぐため、セルフロックスプリングを使用するか、必要に応じてノズル温度を下げてください。

(7)リサイクル材料が多すぎる、プラスチックや着色剤の品質が悪い、水蒸気やその他の不純物、使用する潤滑剤の品質が悪い。

(8)クランプ力は十分でなければなりません。

射出成形製品のひび割れの原因分析

表面気泡や内部細孔などの射出成形品のクレージング欠陥の主な理由は、ガス(主に水蒸気、分解ガス、溶剤ガス、空気)の干渉です。具体的な理由は次のとおりです。

1.機械側:

(1)バレルやネジが摩耗したり、ゴムヘッドとゴムリングが通過したりすると、材料の流れのデッドアングルが発生し、長時間加熱すると分解します。

(2)発熱体が制御不能の場合は、発熱体が制御不能になっていないか確認してください。ネジの設計が不適切な場合、個別の解決策が発生したり、空気が入りやすくなることがあります。

2.金型:

(1)排気不良。

(2)金型内のランナー、ゲート、キャビティの摩擦抵抗が大きく、局所的な過熱や分解を引き起こします。

(3)ゲートとキャビティの不均衡な分布、および不合理な冷却システムは、不均衡な加熱と局所的な過熱または空気通路の遮断につながります。

(4)冷却通路がキャビティ内に漏れている。

3.プラスチックの場合:

(1)プラスチックの湿度が高い場合、リサイクル材料の添加量が多すぎる場合、または有害なチップがある場合(チップは分解しやすい)、プラスチックを十分に乾燥させ、スクラップを除去する必要があります。

(2)大気または着色剤から水分を吸収します。着色剤も乾燥させる必要があります。機械に乾燥機を設置することをお勧めします。

(3)プラスチックに添加する潤滑剤や安定剤の量が多すぎる、または混合が不均一である、またはプラスチック自体に揮発性溶剤が含まれている。加熱の程度を考慮することが難しい場合、混合プラスチックは分解します。

(4)プラスチックが汚染され、他のプラスチックと混ざっている。

4.処理:

(1)設定温度、圧力、速度、背圧、接着剤溶解モーター速度が高すぎて分解できない場合、または圧力と速度が低すぎる場合、噴射時間と圧力が不十分で、背圧が高すぎる場合低圧、高圧が得られないために密度が不足しているためにひび割れが発生するため、適切な温度、圧力、速度、時間を設定し、多段噴射速度を採用する必要があります。

(2)背圧が低く、高速であるため、空気がバレルに入りやすくなっています。溶融材料が金型に入ると、サイクルが長すぎると、バレル内で加熱しすぎると溶融材料が分解します。

(3)材料の量が不十分、供給バッファーが多すぎる、材料温度が低すぎる、または金型温度が低すぎると、すべて材料の流動と成形圧力に影響を与え、気泡の形成を促進します。

射出成形部品の溶接継手の原因の分析

溶融プラスチックがインサート穴、不連続な流速の領域、および金型キャビティ内の充填材の流れが中断された領域に出会うと、不完全な溶融のために線形溶融継手が生成されます。さらに、ゲート射出の場合充填、溶接シームも形成され、溶接継手の強度が非常に低くなります。主な理由は次のとおりです。

1.処理:

(1)射出圧力と速度が低すぎ、バレル温度と金型温度が低すぎるため、金型に入る溶融材料が早期に冷却され、融着継手が現れます。

(2)噴射圧力と噴射速度が高すぎると、スプレージョイントとフュージョンジョイントが発生します。

(3)プラスチックの粘度と密度は、速度と背圧の増加とともに減少します。

(4)プラスチックは十分に乾燥させ、リサイクル材料の使用量を減らし、離型剤が多すぎたり、品質が低下したりすると、融着が発生します。

(5)クランプ力を弱め、排気しやすい。

2.金型:

(1)同じキャビティ内にゲートが多すぎる場合は、ゲートを対称的に、または溶接継手にできるだけ近づけて設定する必要があります。

(2)フュージョンジョイントの排気が不十分な場合は、排気システムを設定する必要があります。

(3)ランナーが大きすぎる場合、ゲートシステムのサイズが適切でない場合、インサート穴の周りに溶融物が流れないようにゲートを開くか、インサートの使用をできるだけ少なくする必要があります。

(4)肉厚の変化が大きすぎたり、肉厚が薄すぎたりする場合は、成形品の肉厚を均一にする必要があります。

(5)必要に応じて、融着継手を部品から分離するために、融着継手に融着ウェルを設置する必要があります。

3.プラスチックの場合:

(1)流動性や熱に弱いプラスチックには、潤滑剤や安定剤を添加する必要があります。

(2)プラスチックには、プラスチックの品質を変えるために、必要に応じて多くの不純物が含まれています。

射出成形部品の振動亀裂の原因の分析

表面近くのゲート内のPSおよびその他の硬質プラスチック部品、密な波紋の形成の中心としてのゲート(ジャーリングと呼ばれることもあります)。流れが停滞すると、フロントエンドの材料はキャビティの表面に接触するとすぐに凝縮および収縮し、その後の溶融材料は膨張および収縮し、冷たい材料は前進し続けます。プロセスを継続的に変更すると、前進するプロセスで材料の流れが表面のチャタリングマークを形成します。

レゾルベント:

(1)バレル温度、特にノズル温度を上げるには、金型温度も上げる必要があります。

(2)射出圧力と速度を上げて、キャビティをすばやく充填しました。

(3)ゲートのサイズを改善し、ゲートが大きくなりすぎないようにします。

(4)金型の排気が良好で、十分な冷間材を設置する必要があります。

(5)部品を薄く設計しないでください。

射出成形部品の膨潤と気泡の原因分析

一部のプラスチック部品は、成形および離型後に金属インサートの背面または非常に厚い部品に膨潤または気泡が発生します。これは、プラスチックから放出されたガスの膨張が原因で、完全に冷却および硬化されていないためです。内圧ペナルティ。

ソリューション:

1.効果的な冷却。金型温度を下げ、金型開放時間を長くし、材料の乾燥および処理温度を下げます。

2.充填速度、成形サイクル、および流動抵抗を低下させる可能性があります。

3.保持圧力と時間を増やします。

4.壁が厚すぎる、または厚さが大きく変化する状態を改善します。


 
 
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