射出成形金型：基本設計
ホットランナーの種類（ゲート構造）
ホットランナーの種類（ゲート構造） オープンゲート バルブゲート ホットランナーの種類（ゲート構造） ホットランナーにおけるゲート構造は、以下図1に示す2パターンに分けることができる。 図1．ゲート構造 １）オープンゲート（ホットチップ/サ...
ホットランナー化のメリット紹介
ホットランナーとは？ コールドランナーのデメリット ホットランナーのメリット ホットランナーとは？ 射出成形金型において、成形機のノズルから成形品部(キャビティ)まで溶融状態の樹脂を供給するためのシステムである（図1）。樹脂温度、流速、圧力...
現役金型設計者が基礎知識から実務の注意点などを紹介する「虎の巻」連載中
3DCADデータアップロードで、即時見積もりと加工、最短1日出荷の meviy（メヴィー） 。 このサイト内にて、プラスチック金型設計を主要事業とする株式会社モールデック石田氏による 「金型設計『虎の巻』」 が連載中です。金型設計における重...
ミスミ専用カッター 推奨切削条件
ピンポイントゲート用カッターによる加工 型番 C－PGSRC 型番 C－PGC／C－PGTC サブマリンゲート用ドリルによるゲート加工 型番 C－SMGC／C－SMBGC／C－SMEGC Oリング溝用カッターによる切削 ●機械、チャックは剛...
熱の伝導
物質は熱を伝える性質を必ず持っています。熱の伝わり方が良好であってほしい場合と、熱を伝えにくいほうが好ましい場合がありますので、その目的によって材質を選定することが必要です。 プラスチック射出成形金型でも、その部品の用途によって熱伝導率の選...
キャビティ・コアの締結方法
通常、キャビティ・コアは、モールドベースの型板やバッキンｸグプレートに締結されますが、その締結方法として代表的な例を紹介します。 【図1】に4種類の事例の説明図を示します。 A.ボルト締結 ボルト締結は、キャビティ・コアにねじ穴やボルト固定...
タグ：キャビティ・コア
キャビティ表面温度が高い金型の設計のヒント
エンジニアリング・プラスチック（エンプラ）やスーパー・エンプラの中には、キャビティの表面温度が100℃を超える種類の樹脂が増えてきています。 キャビティの表面温度が90℃ぐらいを超えてしまいますと、水（お湯）による温度調節では通常、昇温と温...
金型設計のアルゴリズム
アルゴリズム（algorithm）とは、計算方法のことです。金型設計を行うためには様々な技術項目を検討し、計算し、判断して最終的な設計を完成させます。この一連の設計作業は、単純にステップごとに検討を進めればよいわけではなく、一度検討した結果...
タグ：アンダーカット
応力集中の回避方法
応力集中は、金型部品に限らずあらゆるジャンルの機械部品において発生しうる現象です。応力集中が起きることで機械部品は一般の設計応力より低い応力で破壊に至る危険があり、想定された機械の性能発揮や安全確保ができなくなる危険があります。 機械設計技...
タグ：材料力学
モールドベース用鋳物材料
大型のモールドベースでは市販の圧延鋼材では対応ができないため、鋳造により鋳物モールドベースを製作します。鋳物は、材料金属を溶解して、砂型等の鋳型で鋳造して製作されます。 鋳物の材料には各種の素材があり、強度や硬さによって選定がなされます。 ...
インサート成形金型
インサート成形金型は、金属インサート（金属製の端子や接点などの部品のこと）をあらかじめキャビティ内に挿入（インサート）しておいて、金型を閉じて樹脂を射出成形して金属インサートを樹脂で包んだ射出成形品を作るのに用いられます。 成形品にめねじを...
円筒成形品の突き出しに必要な力
前提条件 F ：突き出しに必要な力（kgf） d ：円筒成形品直径(cm) t ：成形品肉厚(cm） l ：成形品高さ(cm) μ ：金型表面と成形品内側の静摩擦係数 σ ：成形品の引張応力（kgf/cm 2 ） E ：成形材料の縦弾性係数...
タグ：材料力学
金型用工作機械の加工精度
プラスチック成形品の精度を保証するためには、金型のキャビティ、コアやモールドベース等の金型部品を精度良く機械工作する必要があります。工作機械は、金型部品の形状や材質、硬度などによって選択されますが、工作機械や工作法自身の要因によって加工精度...
タグ：計測工学
金型の表面粗さと突き出し力
プラスチック射出成形加工では、金型のキャビティ内に射出されてある程度の強度が得られるまで冷却固化がなされた成形品を金型を開いて突き出すことによって成形品を取り出すのが一般的なプロセスです。 成形品をキャビティから離型させる、あるいはコアから...
タグ：面粗さ
基準強さ
プラスチック射出成形金型の設計では、樹脂の充填、保圧による瞬間的に作用する巨大な圧力に耐えて、大変形や破壊がおきないように十分な機械強度を維持したキャビティ、コアやモールドベース、スライドコアの設計を行っておかねばなりません。 プラスチック...
タグ：材料力学
柱の座屈
プラスチック射出成形金型の構造では、円柱や角柱形状の部品が柱状に組み合わされて使用されるケースがあります。たとえば、サポートピラやエジェクタピン、エジェクタスリーブ、傾斜突き出しピンなどがあります。 柱には先端部に力が作用することが考えられ...
可塑化スクリュー
プラスチック射出成形機でプラスチック材料を溶かして射出できる状態することを可塑化と呼んでいます。今日の射出成形機ではスクリューインライン方式（Screw In-Line）が可塑化装置の大半を占めています。 スクリューは、耐摩耗性、耐食性、高...
タグ：成形条件
金型材料の引張強さの目安
材料名 熱処理 組成 引張強さ（MPa） 純鉄 N 99.96Fe 196 SS400 N Fe-0.1C 450 S45C Q,T Fe-0.45C-0.25Si-0.8Mn 828 SCM440 Q,T Fe-0.4C-0.7Mn-1....
物質の熱伝導率λ
金型やプラスチック材料では、加熱したり冷却したりして、熱の出入りによって加工や変形をさせる物理現象が起きています。熱を伝える特性は、物質の構造によって決まってきます。物質の熱の伝えやすさ（伝えにくさ）を表現する性質に熱伝導率があります。熱伝...
タグ：熱力学
ホットランナー・マニホールドの受ける熱応力（計算練習）
問題 以下の設例におけるマニホールドに作用する熱応力σを求めよ。 ただし、以下の前提条件に基づくものとする。 マニホールドの全長 L = 150mm 12月の日本の成形工場の室温 = 18℃ 使用樹脂 = ABS樹脂 マニホールド鋼材 = ...
ホットランナー・マニホールドの受ける熱応力
ホットランナー金型では、射出成形機のノズルから射出された溶融樹脂を、ホットランナーへ分岐させるためのマニホールドが通常使用されます。マニホールドとは、ランナーの分岐をさせるための板で、加熱ヒーターが組み込まれていて、マニホールド内の樹脂は、...
サイドゲートの寸法決定（計算練習）
今回は、前回解説したサイドゲートの寸法決定の計算練習をします。 問題 ポリアセタール樹脂（POM）を用いた射出成形品であって、成形品の平均肉厚が1.5mm、成形品の面積が4900mm 2 の1点ゲートをサイドゲートで設計したい。 この場合、...
サイドゲートの寸法決定
射出成形金型で多用されるサイドゲートの寸法の決定の方法を紹介します。サイドゲートは、最もシンプルなゲートデザインで、成形品とゲートは接合していますので、二次加工でゲートは切断されます。サイドゲートは溶融樹脂を安定してキャビティ内に流入させる...
置き中子
成形品のデザインでは、アンダーカット形状（パーティング面の開閉だけでは取り出すことができない形状のこと。例えば、横穴、突起、凹みなど）がどうしても必要になることがしばしばあります。 アンダーカット形状は、スライドコアや傾斜ピンなどの特殊な金...
タグ：アンダーカット
プラスチック射出成形機の仕様
射出成形機の仕様は、機械メーカーによって異なっているのが普通ですが、実際には機械のサイズや大きさ、能力をメーカーごとに比較しておくことが、実務的には重要になります。 射出成形機の仕様を比較するためには、以下の仕様を確認しておくと良いでしょう...
プラスチック射出成形金型の設計に必要な知識群
プラスチック射出成形金型の設計技術を体系的に習得するためには、工学の知識をできるだけ満遍なく蓄積をすることが大切です。金型設計に要求される知識やノウハウは、知らないうちにだんだん進歩しており、基礎をきちんと理解していないと周囲の状況が変化し...
ホットランナー用金属材料
ホットランナーは、成形材料のスクラップを発生させない射出成形技術として多用されるようになってきているが、コールドランナー金型とは異なり、金型に加わる熱の出入りについては極めて精密に温度制御が必要になる。金型の部材の熱の出入りを支配するのは、...
最適キャビティ取数判断のアルゴリズム
プラスチック射出成形金型の取数の意志決定は、成形品の製造コストや金型投資コストを左右する大変重要な判断です。 一般に、取数が多くなれば成形加工コストは低減します。一方、取数が増大しますと金型の設計製作の難易度が上がります。金型の設計製作の難...
乾燥摩擦係数
プラスチック成形金型の部品どうしは、直線運動をしたり、回転運動をしたりして、なんらかの摩擦を発生している関係にあります。摩擦による摩擦抵抗の発生や摩擦熱の発生は、部品の作動状態を左右しますので、摩擦の状態は設計の意図するような状態にあるべき...
タグ：材料力学
成形品編（金型設計のチェックリスト）
今回は、プラスチック射出成形金型設計におけるチェックリスト、成形品編です。 金型によって成形加工される成形品の設計は、射出成形加工に適した内容に研ぎ澄まされたデザインレビューが重要になります。 以下に成形品に関する設計チェック項目を挙げてみ...
ホットランナー編（金型設計のチェックリスト）
今回は、プラスチック射出成形金型設計におけるチェックリスト、ホットランナー編です。 射出成形金型のキャビティ内に溶融した樹脂を充填するためには、射出成形機の射出ノズルから樹脂を導入させなければなりません。そのためにランナーがある訳ですが、ラ...
アンダーカット編（金型設計のチェックリスト）
今回は、プラスチック射出成形金型設計におけるチェックリストのアンダーカット編です。 成形品の側面に穴形状や爪形状などの単純なパーティング面の開きだけでは成形品を金型から取り出すことができない部分の名称をアンダーカットと呼んでいます。アンダー...
突き出し編（金型設計のチェックリスト）
今回は、プラスチック射出成形金型設計におけるチェックリスト、突き出し編です。 通常、金型のキャビティから成形品を取り出すためには、突き出し構造が必要になります。 以下に、成形品の突き出しに関する設計チェック項目を挙げてみます。 （1） 成形...
ランナー・ゲート編（金型設計のチェックリスト）
今回は、プラスチック射出成形金型設計におけるチェックリスト、ランナー・ゲート編です。 プラスチック射出成形金型では、成形材料であるプラスチックを溶かして金型内に射出注入するための流路であるランナー、ゲートが必要です。 以下に、以下にランナー...
金型温度管理編（金型設計のチェックリスト）
今回は、プラスチック射出成形金型設計におけるチェックリスト、金型温度管理編です。 プラスチック射出成形金型は、成形加工を行う際に、樹脂固有の金型温度に保持をしておかなければなりません。そのためには、使用する樹脂の金型温度範囲を正確に把握して...
成形機編（金型設計のチェックリスト）
プラスチック射出成形金型の設計は、たくさんの部品が組み合わされた金型を設計することから、様々な観点から設計内容を審査する必要があります。2または3つ以上の部品どうしの組み合わせ－はめあい関係、熱膨張による環境変化時の状態、重力による部品の位...
タグ：型締力
金型図面のチェックリスト
金型図面のチェックリストは、2層構造で作成するのが効果的です。 まず、設計者自身と第三者が、それぞれチェックするチェックリストを作成します。これは、重要項目で重大な思い違いがないことを、第三者のニュートラルな目線を用いて確認するために使用し...
材料の発火点
多くの物質は、大気中の酸素と結合することで発火して燃焼します。プラスチック成形材料、中でも熱可塑性樹脂は、発火点を越えると燃焼してしまいます。燃焼まで至らなくても、金型の中でエアーベントが不十分な場所で密閉された空間に、溶融樹脂が短時間に圧...
タグ：熱力学
材料の熱伝導率
熱可塑性プラスチックの射出成形は、熱力学的に考えますと、高温で溶融した樹脂を溶解した樹脂温度よりも低温の金型内へ射出注入して熱エネルギーを取り除いて固化させるプロセスをたどります。ということは、溶融した樹脂の熱エネルギーを取り除くプロセス如...
材料の線膨張係数
金型を製作するためには、炭素鋼を中心とした鋼材が使用されていますが、最近の金型では、断熱の目的等で非鉄金属や非金属素材が使用されることがあります。金型を組み立てる際には室温で寸法調整をすることができますが、射出成形加工時には金型温度を下げた...