(!)Windows7 は、2020年1月14日のマイクロソフト社サポート終了に伴い、当サイト推奨環境の対象外とさせていただきます。

  • 2021/10/24 17:00 ~ 10/25 0:00 の間、サイトメンテナンスのため当サイトの閲覧・ご利用ができません。あらかじめご了承ください。

プラ成形現場のマメ知識!安定生産に役立つ情報をお届けします

成形品の安定生産のために必要な金型メンテナンスの8項目を紹介します

成形現場の金型メンテナンス8項目

成形現場における金型の重要性

射出成形業において金型とは、射出成形機や周辺機械と同様に無くてはならないものです。金型が壊れてしまえば製品は作れず、金型の不具合は直接製品に影響を及ぼします。パーティングラインのバリが出ていれば、仕上げにバリ取りをしなくてはいけなくなり、冷却水管が詰まれば、冷却不足により製品表面は波打ち(現場用語:メラ)、寸法は小さくなってしまいます。「金型9割」という現場のフレーズがありますが、射出成形において、製品の善し悪しを決めるのは金型と言っても過言ではありません。良品を成形するには「良い金型」が必須です。「良い金型」とは、

  • 成形条件の許容幅が大きい
  • 外因を受けづらい
  • 冷却能力が高い
  • 成形寸法、重量が安定している など

極端に言えば、単純な1速1圧の成形条件で、24時間ノントラブルで稼働できるような金型のことを指します。金型が良ければ、どんな条件・機械・原料でも、良品を成形することができます。「金型9割」とは、それほど射出成形において、金型のウエイトが大きいという意味合いです。
金型の良し悪しを判断でき、射出成形の理解を深めるためにも、射出成形現場でできる金型のメンテナンスについて解説していきますので、ぜひお役立てください。

まず確認!金型メンテナンスの注意点

まずは、金型メンテナンスをして良い範囲を確認しましょう。金型は資産ですので、お客さまの資産でお預かりしているのか、自社の資産なのかを確認しておく必要があります。

<お客さまの資産の場合>

  • 金型メンテナンスの場所(客先、客先指定の金型メーカーなど)
  • 金型メンテナンスの頻度
  • 金型メンテナンスの範囲

などが細かく決まっています。

<自社資産の場合>

  • 自社の場合は、社内の許可を得れば、基本的にメンテナンスを行えます

押さえておきたい!現場でできる金型メンテナンス 8つのポイント!

それでは本題に入っていきます。射出成形の業種で異なりますが、一般的に「現場でここまでやれると良い」という金型メンテナンスポイントを解説していきます。

金型は成形機上に乗せたままではなく、成形機から取り外して、作業台上でキャビティ・コアを分解してメンテナンスをしていきましょう。また、「コツン」と軽く当てただけで製品の形状に影響が出てしまいますし、組み込み向きを逆にしてしまえば、金型を閉めた時に潰してしまいますので、メンテナンスの際は、細心の注意を払って行いましょう。

1ガス汚れ除去

金型内のガス汚れ除去は、金型メンテナンスの基本です。成形ショットが増すごとに、液化、固化したガス汚れがベントに詰まっていきます。金型は、きれいな状態が「正常」であり、ガス抜けが悪くなれば、当然、成形品に影響が出てきます。

  • ウエルドが強くなる
  • 焼け、気泡、ショートが発生する

何万ショットも打ち込んだガス汚れたっぷりの金型では、成形機上で不良トラブルに悩むことは目に見えていますので、規定ショットを決め、定期的に金型メンテナンスを行うことで予防しましょう。

PL、エジェクタピン、ストリッパープレート

成形不良の多くがPL面(パーティング面)で発生するので、キャビティ、コア両方のガスベントをしっかり清掃しましょう。エジェクタピン、ストリッパープレートの合わせ面も同様にガス抜け道なので、ウエス・綿棒・木綿糸・ガス除去剤・パーツクリーナーなどを使用し、しっかりガス汚れを除去していきます。金型取付板、エジェクタプレート、型板、ストリッパープレートのバラシ、組みは細心の注意を払い作業しましょう。特にクレーンで吊る作業は十分に気をつけてください。

2各所点検、消耗品の交換

金型メンテンスは、点検が重要です。

  • 金型内で金属同士が当たる箇所(キャビティ、コアの当たり面、ガイドピン、スライド、アンギュラピンなど)
  • 冷却水の通り道 など

部品の消耗や劣化を発見した時は、消耗部品の交換を行い、入れ子のクラックやカジリが発見された時は、対応しましょう。

3スライドコア(摺動部)点検清掃

スライドコアもガスで汚れていくので、バラして清掃しましょう。

スライドコア点検清掃ポイント

  • 摺動部のカジリや動作不良
  • 冷却水管からの水漏れがないか
  • 水路Oリングが劣化し、ヒビ割れしていないか(不良品は交換する)
  • 清掃後の組み込み時は、グリス塗布しすぎで製品面に溢れてないか
  • スライドコアの向きや場所(刻印を合わせる)に注意

4ガスベントの点検(流動末端部、ガスの巻き込み箇所)

金型構造が複雑になると、極端にガス抜けの悪い所があります。

  • 流動末端部
  • 多点ゲートの樹脂合わさり箇所
  • 樹脂の流れが袋小路になり巻き込んでしまう箇所

重点的にガスベントの点検清掃をしましょう。成形ショットが増すことで、ガスベントは潰れていきます。ガスベントを綺麗に清掃した後でも、生産時に成形不良が発生してしまう場合は、「ガスベントの彫り直し」が必要となります。

5冷却水管清掃

細長い筒状の製品の金型は、入れ子内部に噴水状の冷却水管が通っており、この噴水は時間の経過とともに、汚れが溜まっていきます。サビと水の腐敗した汚れは頑固なので、噴水は錆取洗浄剤などに漬け込んで清掃しましょう。
Oリングも劣化していれば交換します。

※冷却水管の汚れは、工場の水質(温調機/チラー)に大きく影響されるので、点検して都度状態を把握しておきましょう。

6金型磨き

適切なタイミングで金型を磨くことは金型寿命を延ばすために重要です。金型の研磨を全て金型製作者に対応してもらうと、その度に時間と費用が掛かってしまうので、ある程度は自社で対応できるようにすると良いでしょう。
金型磨きの手順は3工程に分かれており、砥石➡ペーパー➡ダイヤモンドの順で磨き材を変えて磨きます。粗い目のものから少しずつ、細かい目のものに変えていきます。

  • 砥石の場合、#180→240→320→400→600→800の順番
  • ペーパーは、#800→1000→1200→1500→2000の順番
  • 最後のダイヤモンド仕上げは#1800→2000→3000→4000→6000→8000

の順番で磨き上げます。

金型磨きのポイント

  • 磨くときはできるだけ軽い力で磨き、力を均等に入れて、磨きムラの無いようにする
  • 磨きは隅から磨き、角部はだらさない
  • 目詰まりを防ぐため、磨く回数は1面あたり10~15回程度にし、磨くたびに出る研磨屑はエアーで飛ばすか、研削液を用いて浮かび上がらせる
  • 研削液を使う場合は、次工程に行く前にしっかりふき取る
  • 磨き目を細かいものに変える度に磨く向きを変える(70度程度)
  • 次工程に進む前にキズを確認し、取り除いてから次工程に進む
  • 砥石がけはスティック砥石を用いると均一にかけやすい
  • ペーパーがけは研磨仕上げ用のスティックに取り付けて行う
  • ダイヤモンドコンバウンドは、鹿皮あるいはネルなどを使用して磨く
  • 磨き材は砥粒、粒度のそろった上質なものを使用する

金型を磨く上で押さえておきたいポイントは、求められる品質、かけられる工数によってある程度変化します。特に磨き目の変え方は金型の材質によって適切なやり方が変わってくるので、専門家に相談しながらベストな方法を探っていくと良いでしょう。

7防錆・油取り

錆は金型の天敵です。錆が発生してしまうと錆取りが必要となり、日頃の手入れよりもずっと手間がかかってしまいます。錆を防ぐためには湿気を防ぐことを心がけましょう。

(1) 利用が終わった金型は、防錆の前処理を行います。まず、防錆油を塗布する箇所を洗浄してください。ゴミや埃などが残っていると防錆効果が十分に発揮されません。

(2) 次にエアなどで充分に乾燥させます。水分が残っていることも錆の原因になります。型冷却用の配管はエアパージして水気を取りましょう。

(3) 乾燥させたら防錆油を塗布します。塗布の方法は、刷毛塗り、スプレーといった方法があります。金型の形状、作業スペースに応じて適切な方法を取りましょう。なお、防錆油には多くの種類があり、保管期間や保管場所、使用目的によって適した防錆油が変わります。適切な防錆油がわからない場合は、メーカーの担当者に相談したうえで型番を決めましょう。

(4) 防錆油を塗布して保管し、再度金型を利用する場合は、利用前に十分な油取りが必要です。油取りを怠ると、キャビティやコアなどあらゆる部分から油が染み出し、成形品不良に繋がります。特に透明度が重要となる成形品の場合、相当なショット数が不良品となり、時間と材料の損失がより大きくなります。油取りに使用するのは、金型洗浄剤、ミネラルスピリットやシンナーといった有機溶剤です。手が入らない箇所については、流し込んでエアでふき取ります。

加熱時に腐食性のガスが発生する塩化ビニル樹脂を成形する場合は、ガスにより、金型はすぐに錆びついてしまいます。したがって、塩化ビニル樹脂を成形する場合、より頻繁に金型の洗浄やメンテナンスが必要となります。

その他の防錆方法

金型の防錆は、防錆油を塗布して、保管し、使用時に油をふき取るという流れが一般的ですが、他に行われる防錆法としては、以下の方法があります。

  • メッキなどの表面処理を利用する
  • ふき取り不要の防錆剤を利用する
  • 防錆剤が含まれているフィルムを利用する

金型にメッキを施すと、防錆効果が上がるだけではなく、耐摩耗性も向上します。コストがかかる反面、金型を長持ちさせるのに有用です。金型に施すメッキとしては、硬質クロムメッキなどがあります。また、金型を磨く際にイエプコ処理を事前に行い、磨き時間を短縮させる方法もあります。

ふき取りが不要な防錆剤を利用する場合、気化性の防錆剤を金型にスプレーして保管し、ふき取ることなく捨てショットを打てばそのまま成形できます。コストはかかりますが、削減できる工数などを考慮し利用するのも一つの手です。また、気化性の防錆剤が含浸されているフィルムを利用する方法もあります。フィルムが箱型になっているものの場合、フィルムに包まれているところ全てが防錆されるので、防錆油などをどうしても塗布できない内部まで防錆効果があります。フィルムで覆うだけなので、手軽で効果の高い防錆法です。

 

8金型の保管と記録

金型の保管場所は、湿度の低く換気の良いところを選択しましょう。湿度は70%以下に保つことが望ましく、 70%を超えると発錆が急速に進みます。型の置き場所は、型替え作業をスムーズに行えるよう、金型を利用する頻度などに応じて配置します。
最近では金型保管用の整理棚など便利なものが市販されており、金型の整理に利用すると良いでしょう。少し値は張りますが、スライド式の棚を利用するとスペースを有効活用できます。現状の型の数、型替え頻度、配置スペースなどに応じて検討しましょう。金型を保管する場合、防錆、防塵のためビニール袋に入れます。袋で密閉できるとより良いでしょう。スプール部などの開口部にはテープを貼り密閉しておきましょう。

射出成形は従来の少品種大量生産から、多品種少量生産へとシフトしており、金型の数が増えてきています。金型が増えればそれだけ型替えの機会も増え、型替えごとの時間のロスが生産時間全体に与える影響が大きくなります。型がどんどん増加している今日では、金型の適切な管理、運用なしでは効率の良い生産はできません。金型の適切な管理には、金型管理台帳と金型管理ラベルをセットで活用することが有効です。

●金型管理台帳
金型管理台帳には、製作番号、金型名、機種、取り数、重量、成形品単位重量、購入(製作)年月日、製作会社名、購入価格、図面番号、受注先、金型の写真、成形品の写真、修理履歴などを記入します。管理台帳を見れば、どういう金型なのかすぐに分かるようにしておきましょう。

●金型管理ラベル
金型管理ラベルは、主に現物を特定するのに利用します。金型が増えて、現物と管理台帳を紐づけるものがないと、利用したい金型がどれかわからないという事態が起こってしまいます。金型に管理ラベルを取り付ける場合、熱にさらされるので一般的なラベルでは貼り付けできません。金型で管理ラベルを活用するには、金型に直接ラベルを貼らずに、金型を保管する棚に貼ったり、熱に耐えうる耐熱ラベルを利用する方法があります。なお、保管する棚にラベルを貼る場合は、決まった場所に必ず戻すというルール決めが必要です。また、破損している金型には破損している旨と、破損箇所を記載した札などをつけておくと、管理しやすくなります。管理台帳と管理ラベルをうまく活用すれば、作業開始時のロスを大幅に削減可能です。

※金型磨き/防錆・油取り/金型の保管と記録
技術情報提供:株式会社モリヨシ技研
情報掲載サイト:金型よろず支援ネット

成形不良を未然に防ぐ!

はじめに

連休明けに、成形機がうまく立ち上がらなくて悩んだ経験はありませんか?

  • 連休前まで動いていたのに、連休明けに立ち上がらない
  • 立ち上がったけど、不良率が高い
  • チョコ停が多い
img

さまざまな経緯から、連休明けにトラブルが発生してうまく立ち上がらないことがあります。
「連休明けはいつものことだよ」と当たり前のことと見過ごすことなく、予見できるものは未然に防ぎましょう。
"転ばぬ先の杖"
成形不良を未然に防ぐためにも連休前後にやっておくべきことを紹介いたします。
ぜひ当ページをブックマークして必要なときにいつでも参考にしてください。

1機械トラブル

成形機および取出機 内部メモリの消失

通常の生産時、成形条件、取り出し条件は、各機械の内部メモリから呼び出していると思います。機械の電源が入っていれば、保存されている内部メモリは保持されます。電源が切られている時は、電池式のバッテリーで電力を供給して保存しています。連休時は各成形機、取出機をはじめ工場全体の電源を切るため、バッテリーの電力が低い機械は、連休期間分の電力が足らず、内部メモリが消失してしまいます。この内部メモリが消失すると、すべての条件がなくなります。とても大変なのは容易に想像できます。

取出機サーボモーター位置消失

上記の内部メモリ同様に、サーボモーターを搭載している取出機は各軸ごとに位置記憶用のバッテリーを持っています。5軸サーボの取出機なら、基盤内の5つのサーボアンプ(製品上下軸、ランナー上下軸、製品引き抜き軸、ランナー引き抜き軸、横行軸)1つ1つにバッテリーがついています。各サーボモーターの位置記憶が飛ぶと、原点を再設定しなくてはなりません。原点位置あわせは「フレームとアームの矢印に合わせて手作業」になるため、記憶が飛ぶ前と多少ズレてしまいます。内部メモリーで記憶していたすべての条件に、このズレがそのまま影響してしまうので、位置消失した軸の取り出し位置再設定も必要になります。

これで解決!

2成形トラブル

成形品の練り込み異物

一般的に、成形機のシリンダーはヒーターを切ってしまうと、その後の生産で練り込み不良が増えます。
これは、シリンダー内スクリューに付着蓄積していた樹脂の炭化物が、冷えたことで剥がれ出てくるからです。
連休明けに生産する成形品が、練り込み異物不問の製品や黒色の製品であれば問題はないですが、透明や色物の製品は練り込み異物はNGです。

周辺機器 スイッチON忘れ

生産をスタートする上で、すべての周辺機器が稼働しなければ立ち上がりません。
クーリングタワー、成形機、取出機、金型温調機、コンベアなど電源が入っていても、始動スイッチが入っていなければ稼働しません。よくありがちなミスは以下の通りです。

  • 原料輸送機の輸送ON忘れ→材料切れ
  • コンベアON忘れ→コンベア上製品がタクト運転せず積み重なり、取り出しチャック破損
  • 金型温調機コック開け忘れ→製品寸法NG、金型破損

連休明けは「早く稼働させたい」と焦ったり、工場内数十台の成形機を立ち上げるとなると、見落としが出てしまうものです。また、交代勤務で稼働している工場は停止した人と立ち上げる人が別になり、トラブルになることもあります。

これで解決!

3金型トラブル

錆び、スライドコア、エジェクタピンなどの摺動不良

連休明けに、成形機上の金型を開いてみたら錆びていたことはありませんか?
特に夏場チラーを使用する金型は、成形室と金型の温度差がある時、「結露」で金型がびしょびしょになってしまいます。
生産を停止する時、金型温度を徐々に室温に合わせてからチラーを切る必要があります。びしょびしょに濡れた金型は錆びて、製品面の外観不良やキャビティ・コアの合わせ、スライド部の摺動不良につながります。

水管の詰まり、水漏れ

一般的に、連休中は、金型水管内はエアーパージにて空にしておくものです。連休前に冷却水が回っていたからといって、連休明けも回っているとは限りません。金型水管内、温調機・チラーの継手内で腐食したゴミ、金型切削くずの劣化したものなどがいたずらをして水管内で詰まることがあります。連休明けも通常の立ち上げ作業確認同様に、冷却水の戻りは触診して確認しましょう。高温の温調機を使用している金型は、冷えた時、タッチチューブが収縮して水漏れを起こします。始動後また高温になれば水漏れが止まるレベルもありますが、劣化が進んだタッチチューブやワンタッチ継手は交換が必要です。

これで解決!

4その他のトラブル

在庫不足

連休時は、各取引先も休みになります。備品を使おうとしても「いつの間にかなくなっていた」ことはありませんか?
特に、みんなが使用する物は誰かが発注しているだろうと他人事になってしまいがちです。

  • パージ剤
  • ウエス
  • ガスヤニ除去剤
  • グリス
  • シリコンスプレー
  • 防錆剤  など

連休明けに使用する分が不足しないように在庫管理しましょう。

これで解決!

これで解決!連休前後にやっておきたいこと

連休明けのトラブルに見舞われないように、やっておきたいことをまとめました。

1機械トラブルはこれで解決!

成形条件/取り出し条件のバックアップとバッテリー交換

保存してある内部メモリが飛んでもいいように、バックアップできるものはバックアップしておきましょう。また、交換時期を迎えたバッテリーは交換しておきましょう。それぞれメーカーから交換目安が決められています。とはいえ、毎日稼働しているとバッテリー交換は忘れがちです。連休前は「前回いつ交換したのか?」を確認し、必要であれば交換しておくと安心です。

  • 成形機、取出機内部メモリーのバックアップ
  • サーボモーター搭載取出機 位置記憶用バッテリーの確認

2成形トラブルはこれで解決!

成形機シリンダーパージ剤(休日シール)

連休で、シリンダーのヒーターを切る場合、シリンダー内はパージ剤に置き換えておきましょう。
もちろん、連休明けに生産する製品が、黒色や練り込み異物が不問であれば、原料はそのままで問題ありません。

  • ガラスフィラー入りは休日シールに使用できません。

リスト管理

停止した人と連休明けに立ち上げる人が異なる現場では、言った言わないの些細なことから重大な問題になってしまうことがあります。連休前後での申し送りが的確に把握できるようにリスト作成がおススメです。

  • 成形機、乾燥機、原料輸送機、金型温調機、チラーなどそれぞれの設備に必要な項目ごとのチェックリスト
  • 電源や基盤内ブレーカーのON/OFF
  • 各コックの開閉
  • 連休前段取りから連休後に立ち上げとなる製品は、進捗状況など

3金型トラブルはこれで解決!

金型メンテナンス

  • 金型が結露しないように、室温と金型の「温度差」に気を付けて停止する
  • 水管内はエアーパージにて冷却水は抜いておく
  • 立ち上げ前にあらかじめ水管の詰まりがないかを確認し、詰まっているようなら水管のエアパージでゴミ取りしてから通水する
  • 交換が必要なチューブやワンタッチ継手を確認しておく

4その他のトラブルはこれで解決!

在庫品の確認

連休明けに使用する分が不足しないよう事前にチェックし補充しておきましょう。特に専門性の高いものは一般のホームセンターでは手に入りません。仕入れ先も連休になってしまうので余裕をもって発注しておきましょう。

  • パージ剤
  • ウエス
  • ガスヤニ除去剤
  • グリス
  • シリコンスプレー
  • 防錆剤

など金型メンテナンスケミカル関連のもの

まとめ

「連休明けは成形機が立ち上がって当然」と生産予定を組んでいるものと思います。
いざ立ち上げてみるとトラブルは多いものです。計画的に連休を迎えることでトラブルの確率は激減します。意識的に【連休前後でやっておきたいこと】を実施してみてください。

射出ユニット炭化物メンテナンスの基礎も見る

ミスミ 成形事業部

Tel 0120-343-615

営業時間:8:00~20:00(日曜日・年末年始は除く)

Fax 03-5805-7191