ヒケは製品の表面が凹んだり凹凸ができる現象です。これは、冷却過程でプラスチック材料が収縮することにより、特に金型内の厚い部分や冷却が遅い部分で発生します。
以下に、ヒケの主な発生原因と対策についてまとめます。
ヒケの外観と特徴
ヒケとは、成形品の表面が凹んで見える現象です。これは主に、製品内部で樹脂が冷却・収縮した際に体積変化が補われず、表面が内側に引っ張られることで発生します。
主な特徴は次の通りです。
- 表面がへこんでいるように見える（特に光沢のある材料では目立つ）
- リブの裏面や肉厚変化の大きい部分に出やすい
- 強度には大きく影響しないが、見た目の品質に重大な問題
ヒケの発生原因を分類して考える
ヒケの発生原因は大きく分けて次のように分類されます。
成形条件の問題
- 保圧時間または保圧圧力が不足：保圧が十分でないと、溶融樹脂の補充が追いつかず、内部の空間が空いたままになってしまいます。
- 金型の冷却不良：特に肉厚部分やリブのある箇所で冷却が不均一だと、局所的な収縮が発生しやすくなります。
- ゲートの固化タイミングが早い：ゲートが早く固まってしまうと、保圧で補填できなくなり、ヒケが発生します。
製品形状の問題
- 不適切な設計：肉厚の不均一、過剰なリブ高さ、急な肉厚変化などはヒケを助長します。
具体的な対策と改善手順
ヒケの具体的な対策は次のように分類されます。
成形条件の対策
- 保圧圧力の強化：樹脂が収縮する前に十分に補填できるように圧力を上げる
- 保圧時間の延長：ゲートが固まるまで十分に保圧を維持する
- 金型温度の最適化：過度に冷やしすぎず、冷却バランスを取る
- 射出速度の最適化：早すぎるとガス巻き込み、遅すぎると冷却されて補填が追いつかない
製品形状の対策
- 肉厚を均一化：急激な肉厚変化を避けることで冷却収縮の差を最小限に
- リブの高さや厚みを制御：リブ厚は本体厚の0.5～0.6倍が目安
- 樹脂フローをシミュレーション：CAE解析でヒケが出やすい場所を事前に確認
現場で効果があった対策例
ヒケを完全にゼロにするのが難しい場合、“目立たない場所に誘導する設計”も一つの戦略です。
例えば、
- 表面にテクスチャ加工（シボ）を施してヒケを目立たなくする
- ヒケが発生する箇所を構造部品（外から見えない）に配置する
- リブ構造を分割して小さく複数配置することで局所肉厚を減らす
また最近では、ヒケ低減に特化した射出機能（サーボ制御・保圧段階制御など）を備えた射出成形機も登場しています。
まとめ
ヒケは、射出成形における冷却と補填のバランスの乱れによって発生する「内部構造の声」です。
製品の外観品質だけでなく、設計・成形・金型の全てのバランスを見直すことが大切です。CAEを活用した設計段階での予防設計や、樹脂特性に合った条件最適化がヒケ対策の鍵になります。
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