射出成形 左右非対称の物を成形すると…

質問

疑問なことがあったので質問させて頂きます。

成型時に２個取りの製品があるとします。

投影面積は
左：900cm^2 右：600cm^2です。

サイドゲートで左右の投影面積が違うものを同時に成形すると
どのようなことが起きるのでしょうか？

単純に投影面積が小さい方にはバリが発生したり
型が浮いてしまうのでしょうか？

また改善方法等ございましたら
回答よろしくお願い致します。

回答No.1

Susumun-3 · ベストアンサー

射出成形をやっている者です。

設計的な疑問は置いといて、ご質問の情報のみで脳内シミュレーションしてみました。

仮に投影面積の大きい方を幅20cm流動長45cm、小さい方を幅20*流動長30cmとして考えてみた。

両方の厚みは同じで、ゲートサイズやランナー長なども同じとして考える。
成形品自体が大版なので、装置もそれに見合う型締トン数で、また高速度射出も可能とする。

１、射出開始後、ゲートサイズやランナーは同じなので、両方同等に樹脂進入していく。
２、まず右側の体積（小）側が流動末端に到達するが、（大）側はまだ注入中なので、（小）に十分な圧力がかからない。
３、（大）が流動末端に到達し、（大）（小）共に圧力がかかり始める。
４、しかし、（小）側は金型と樹脂が接触している時間が結構経っている為、低温になり粘度が高くなって保圧がかかりにくくなっている
５、結果、（小）側は充填不良となる。

というのがサラッと予測してみた感じです。
バリは・・・ん～出ないと思いますね。

上記の問題点として
じゃあ、（小）側の温度が下がらない内に（大）側も充填させて保圧をかけてやろうと、高速で射出したとします。
すると今度は型のエア排気性が係わってきます。排気性が悪いと型内の空気が樹脂圧で圧縮されて高温になり、
流動末端部の樹脂が茶色く焦げます。型にも焼け焦げた跡が付きます。

どのような樹脂使うかで結果は大きく変わると思いますが、一般的にはこんなプロセスが考えられます。

今回は仮なので、互いの流動長が１．５倍も異なる形状を考えてみましたが、
一言で言えば、左右の体積があまりに違うと“保圧がかかるまでの時間差”が問題になります。

ではこの時間差対策はと言うと、

・両方が同等の充填時間になるようゲート断面積を左右で変える方法もありますが、根本的対策ではない気がします。

・高速度射出は排気性が改善されれば良いですが、今度は（小）側が超高速注入になりジェッティング等が出ると思います
　（ゲート断面積による）

・（小）側に捨てタブをつける。（小）＋捨てタブ体積 ＝ （大）体積　となるようなかんじで。でも無駄樹脂が出ます。

成形品質が最も良いのは捨てタブ式だと思います。コスト上がるけど。
エア排気性改良＋左右ゲートサイズ変更の合わせ技を行なうと無駄樹脂を作ることなく、それなりの品質になると思います。
ただ条件出しと何回かのゲートに作り変えに時間がかかると思います。

長文ですが参考になれば。

お礼

おはようございます。

返信遅くなりましたが、
分かりやすい説明ありがとうございます。

只今、射出成型勉強中なのですが
小さい方はショートになるのですね。

私の意見としましては小さい方が先に充填する分
バリとなる考えを持っていました。

ゲート断面積を変え、
左右の充填バランスを合わて
高速射出を行わなければ
成形不良は起こりにくいと
解釈したのでも大丈夫なのでしょうか？

捨てタブは難しそうです。

回答No.2

Susumun-3

先の回答者です。

>小さい方はショートになるのですね。

ショートではなくヒケになると思います。
樹脂が流動末端まで流れきった後も、樹脂が冷えて固まるまではゲートからどんどん樹脂を流し込む、または圧力をかけてやらなければ望む形状は得られません。

なぜなら樹脂は冷却・硬化するにつれ体積が減るからです。
なので、樹脂が固まるまでは減った体積を補充してやる必要があります。
この体積補充が十分に行なえないと『ヒケ』が発生します。
ご質問の平板のような形の場合、外形辺のエッジは若干出ているけども、平面がうねうねと波打った製品が出てきます。
ショートは流動末端まで樹脂が流れず、キャビティ形状そのものが転写されない状態の事なので、ちょっと違いますね。

このあたりは成形関連のサイトでもっと詳しくプロセス説明されているので、そちらを探してみてください。

>ゲート断面積を変え、
>左右の充填バランスを合わて高速射出を行わなければ
>成形不良は起こりにくいと解釈したのでも大丈夫なのでしょうか？
>捨てタブは難しそうです。

ま、理屈はそうですが、それを調整しながら妥当な条件を探すのはどうでしょう？
ゲートの作り変えや型組替え、そのたびごとに条件調整するのは大変ですよ。

『こんなアンバランスなキャビティじゃ・・』と後悔するような気がするので、
おせっかいですが、もっとバランス良い形状同士にしたほうが。。。

せめて流動シミュレーションや熱解析シミュレーションがやれれば、楽になるのですがね。
頑張ってください。

お礼

おはようございます。
いつもお世話になっております。

左右対称のものでなければ成形は難しいのですね…

ご回答ありがとうございます！
親切な方がいらっしゃって助かりました。

知識習得に励みます。