成形加工：射出成形
ゲートの選択と特徴
プラスチック射出成形金型では、溶けた樹脂をキャビティ内へ注入するためにゲートが必要です。ゲートにはたくさんの種類があり、成形品の品質や形状によって選択がなされます。 以下に主要なゲートの特徴を示します。 名称 利点 欠点 関連事項 ダイレク...
タグ：スプルー・ゲート
プラスチック成形品の接合
射出成形加工されたプラスチック成形品は、2以上の成形品どうしを後加工で接合して製品にすることがしばしば行われます。一回の射出成形で加工できればよいのですが、アンダーカット形状がある場合などは2部品を作ってから、溶接などで接合しなければならな...
ブロー成形金型
ブロー成形法は、中空のボトルや容器を成形するためのプラスチック成形法です。PETボトルやシャンプー容器の製造に多用されています。ブロー成形の代表的な方法は、 コールド・パリソン法 ダイレクトブロー法 があります。 コールド・パリソン法では、...
タグ：熱力学
熱硬化性樹脂の成形
熱硬化性樹脂は、射出成形に使用されている熱可塑性樹脂とは異なり、加熱されると一瞬液化しますがその後硬化する特性を持った樹脂です。 熱硬化性樹脂には下記のような種類があります。 -フェノール樹脂 -ユリア樹脂 -メラミン樹脂 -不飽和ポリエス...
タグ：バリ
射出成形システム
プラスチック射出成形システムの構成は、概ね以下の機器によって構成されています。 【射出成形機】 【金型】 【ホットランナー】 【ホットランナー温度コントローラー】 【バルブゲート開閉アクチュエータ・油圧・空圧・サーボモータ】 【金型温度調節...
金型部品の作動不良
プラスチック射出成形金型を成形加工で連続使用しているとエジェクタピン、エジェクタスリーブとセンターピンスライドコアなど移動する部品の一部が作動不良を起こす場合がります。 作動不良は、摺動面の異常磨耗によって引き起こされる場合が大半です。異常...
ポリ乳酸樹脂の射出成形方法
ポリ乳酸樹脂（Poly Lactic Acid, PLA）は、原材料を植物のでんぷんや糖を100%用いる植物由来樹脂で、石油系原材料を一切使用しない環境に優しい合成樹脂です。しかも、廃棄後は土の中に天然に存在しているバクテリア（微生物）の酵...
タグ：樹脂（熱可塑性）
成形品の離型
プラスチック射出成形加工では、成形品を金型から確実に取り出せる必要があります。 射出成形加工の最大のメリットは、無人で量産加工ができる点になりますので、成形品がもし、金型の中に残ってしまうと、それを人手で取り出さねばならないとすれば、成形機...
タグ：面粗さ
射出成形機の成形条件（その4）
1.スクリュー回転数 プラスチック射出成形条件におけるスクリュー回転数は、ペレットを混練するためのスクリューの回転数のことです。単位はrpm（回/分）です。 スクリュー回転数が早すぎると溶融樹脂内にエアーを巻き込んでしまいガスが発生しやすく...
タグ：型締力
射出成形機の成形条件（その3）
1.冷却時間 プラスチック射出成形条件における冷却時間は、成形品を金型内で固化させておく時間のことです。保圧が終了すると冷却時間に切り替わります。単位はs（秒）です。 冷却時間が短すぎると収縮が大きくなり寸法が小さくなってしまい、突き出し時...
射出成形機の成形条件（その2）
1.充填圧力 プラスチック射出成形条件において、充填圧力は、樹脂を金型内へ充填させるための圧力のことで、一次圧力とも呼ばれています。単位は、MPa、またはkgf/cm 2 です。つまり、圧力の単位となります。射出成形機の最大射出圧力を100...
射出成形機の成形条件（その1）
1.射出成形機の成形条件 プラスチック射出成形機を操作して実際の射出成形加工をするためには成形材料、金型とを用いて成形品の仕様にマッチングさせた状態の成形品を加工しなければなりません。単純に金型内に溶けたプラスチックを射出注入し、固化させて...
射出成形機の動力源と制御方法
1.射出成形機の動力源 射出成形機の動力源としては、次に挙げる3つの方法が主に採用されています。 1）油圧式 2）電動式 3）ハイブリッド式 油圧式は、射出成形機が開発されてから現在まで最も多用されてきた方式です。油圧ポンプを電動モーターで...
射出成形機の装置
1.射出装置 プラスチック射出成形機の射出装置は、射出プランジャーやスクリューがシリンダー内を前進して金型内へ溶融したプラスチックを射出する装置です。 射出装置の性能は、射出率（1秒間に射出される溶融樹脂の体積、cm 3 /s）や射出速度（...
射出成形機の基本構造
プラスチック射出成形機は、プラスチック材料を流動状態にして金型のキャビティへ射出注入し、固まった成形品を金型を開いて取り出す加工をするための機械です。射出成形機は今日では世界の主要工業国で競うように多数のメーカーがさまざまな種類の機械を製造...
タグ：空圧機器
プラスチックの二次加工
プラスチック成形品を射出成形加工した後に、塗装や機械加工などの二次加工を行う場合があります。成形加工のみでは表現できない形状や色彩などはこれらの二次加工を行って最終的な商品に仕上げていきます。二次加工がある場合には、金型の設計においてはこれ...
プラスチック成形取出し自動化と品質向上（ローコストオートメーションと品質-3）
プラスチック成形取出し自動化と品質向上の解説 溶融プラスチックは溶融温度により流動性が大きく変動します。この溶融プラスチックの溶融温度は流動状態で金型内部に注入された後に接触する金型の接触面温度の影響を大きく受けることになります。 金型は冷...
プラスチック成形とは（ローコストオートメーションと品質-2）
プラスチック射出成形プロセスとは（【図1】） ・プラスチック成形品は、熱可塑性樹脂の成形材料をプラスチック射出成形機（【図2】）の樹脂加熱溶融部（【図2】）で溶融させ、その流動化したプラスチック樹脂を高圧で金型（【図3】）に射出注入し、金型...
自動化と品質向上の関係（ローコストオートメーションと品質-1）
自動化により製造物の品質を高度に安定化させることは、自動化の一つの重要な成果です。また、自動化の副次的効果で品質が向上する生産プロセスがあります（【図1】）。この講座では後者の事例について解説します。 解説事例：プラスチック射出成形プロセス...
タグ：品質管理
手仕上げ作業
プラスチック金型部品は、炭素鋼材を機械加工して製作される場合が大半を占めていますが、機械工作を終えた後には、手仕上げによる最終調整を大なり小なり行う必要があります。最近の機械加工は、NCデータはCAD／CAMによって平易に供給され、CNC工...
ホットランナーの構造と特性
ホットランナーは、射出成形加工時にランナー部を加熱溶融させておいて、スクラップを排出させないで成形加工ができる方法です。ホットランナーの構造は、加熱や射出方式などでいろいろな種類の構造が実用化されています。 主なホットランナーの構造と特徴は...
プラスチック射出成形機の推移
プラスチック射出成形機は、1921年にドイツで発明されたとされています。当初は、成形材料として、ポリスチレン樹脂、アセチルセルロース樹脂（酢酸繊維素プラスチック）、ポリメタクリル酸メチルエステル樹脂（PMMA、アクリル樹脂）が使用されていた...
梨地処理によるかじり
成形品の表面に意図的に凹凸模様を施す処理を梨地処理（シボ加工、エッチングとも呼びます）と呼んでいますが、梨地処理は、キャビティの表面をある種の酸と接触させて、化学反応によって凹凸を形成させる処理になります。 梨地処理をすることにより、成形品...
金型の溶接補修
金型のキャビティ、コアやモールドベースの一部分が、打撃や落下、磨耗等により凹んでしまったり、欠けてしまった場合の暫定補修の方法の一つとして溶接があります。 溶接は、超大型の金型などの特殊な構造を除いては、通常の金型製造方法では使用されず、修...
油圧コア抜き構造
油圧コア抜き構造は、アンダーカット量が長い成形品のアンダーカット部を、油圧シリンダーを用いて強制的に離型させる構造です。 配管パイプ継手、円筒状成形品、異形状成形品などの金型で利用されます。 油圧シリンダーは、大きな力でスライドコアを閉じ続...
焼き入れと質量効果
コアピンやエジェクタピンなどの特殊鋼製プラスチック射出成形金型用部品の多くは、焼き入れをして硬度を上げ、強度を改善して使用されています。 鋼材の焼き入れは、炭素鋼特有の変体温度以上の温度域から急冷することにより、マルテンサイト組織を得る熱処...
キャビティ表面形状の転写性について
精密な成形品を得るためには、金型のキャビティ表面に加工されている形状や面粗度を、可能な限り忠実に転写させることが求められます。 表面形状の転写が問題となるケースとしては、以下のような事例が挙げられます。 鏡面仕上げを要求される光学部品（レン...
小型成形、マイクロ成形
プラスチック射出成形機の型締め力が5～20トンクラスの小型成形機が、国内外で好調に導入されるようになってきています。 これらの小型成形機を使用して、微細で精密な樹脂成形品を生産する需要が急速に伸びているためです。 また、さらに1ランク小さな...
離型抵抗と成形品取り出し
成形品を金型から取り出すためには、一般的にエジェクタピンやストリッパープレートを使用します。 成形品を取り出すためには、成形品が金型に密着して残存しようとする力（離型抵抗）よりも大きな力で成形品を移動させる必要があります。 成形品が金型から...
ジェッティング
ジェッティング（ジェットフロー）は、成形品の表面に蛇行した「くねくね模様」が現れる外観不良です。 ジェッティングは、ゲートからキャビティ内に射出された樹脂が、一気に猛スピードでキャビティ内を流動し、ゲートと反対側の壁に衝突した後に、ゲート近...
プリ・プランジャー式射出成形機
プラスチック射出成形機は、そのほとんどがインライン方式射出成形機です。この方式は、射出シリンダーの内部に、可塑化スクリューが組み込まれており、スクリューは前進することによって樹脂を射出することが可能です。一般の射出成形加工を行うためには、コ...
ガス焼けの原因と対策
プラスチック射出成形では、細いリブの先端部等にガス焼けが発生し、成形品の一部が黒変し炭化してしまう現象が見られる場合があります。 ガス焼けの発生メカニズムは、金型のキャビティ内部の空気が、キャビティ内部に流入してきた溶融プラスチックによって...
樹脂の流動比（L/t）について
樹脂をキャビティ内に充填させるためには、射出シリンダーから圧力を加えながら押し込んであげる必要があります。 樹脂は、加熱されて溶融している状態では、粘り気のある（粘性のある）流体となっています。しかし、粘性は、樹脂がスプルー、ランナーを流れ...
金型設計と成形材料特性
プラスチック射出成形金型を設計するためには、使用する成形材料の特性を十分に知り尽くすことが重要です。 特に微妙な品質管理を必要とする成形品の場合にはなおさらです。 成形材料の特性データは、材料メーカーが提供する樹脂データと、実際にユーザーが...
成形品の突き出し
成形品を金型のコアから取り出すためには、一般的にはエジェクタピンが使用されています。 エジェクタピンの配置、本数、形状、突き出し手段等が適切に考慮されている金型では、成形品を理想的な形で取り出すことができます。 具体的には、下記のポイントを...
プラスチック成形材料の予備乾燥方法
プラスチック成形材料のペレットは、一般的に空気中の水分をある割合で吸水しています。 吸水量が多いと、射出成形機のシリンダーの中で溶融混練している過程で樹脂が加水分解を起こしたり（水を引き金として化学分解を起こす樹脂もあります）、射出成形した...
接合（プラスチック成形品の二次加工）
プラスチック成形品を、他のプラスチック部品と接合して使用する事例もたくさんあります。プラスチック部品どうしを接合する手段には、以下のような方法があります。 （1）接着 接着剤を使用して接合する方法です。プラモデルの接合と原理は同じです。ホッ...
表面処理（プラスチック成形品の二次加工）
金型から生み出されたプラスチック成形品は、その表面に着色したり、文字を印刷したりして、機能を向上させる二次加工がなされる場合があります。 プラスチック成形品に施される表面処理には、以下のような種類があります。 （1）塗装 有機系の塗料（いわ...
光沢不良（成形不良の解決対策）
成形品の表面は、キャビティの表面が転写されて美しい形状と光沢が得られるのが理想ですが、場合によっては表面の光沢がくもっていたり、光沢むらが発生することがあります。 特に化粧面であって外観品質が重要な成形品では、光沢不良は重大な欠陥になってし...
気泡（成形不良の解決対策）
気泡（bubble、void）は、成形品の内部に空気の泡が発生する現象です。レンズやプリズムのような透明な成形品では、外観不良や光学特性不良になってしまいます。機械部材では、強度の低下や破壊の原因になったりします。 気泡には、発生原因別に2...