成形不良現象のフローマークとは、射出成形プロセス中に発生する不良現象で、製品の表面に波状の模様や筋状の跡が現れることを指します。これらの跡は、材料が金型キャビティ内を流れる際に生じるため、「流れ跡」とも呼ばれます。フローマークは主に製品の外観に影響を与え、特に外観品質が重視される製品では問題となります。
以下に、フローマークの主な発生原因と対策についてまとめます。
フローマークの外観と特徴
フローマークとは、成形品の表面に樹脂の流れた跡が波打つような模様や線状に現れる現象を指します。
主な見た目の特徴、
- 表面に筋状・波状・渦状の模様が浮き出る
- 光沢や半透明樹脂で特に目立つ
- 製品機能には影響しにくいが、見た目の品質に直結
フローマークの発生原因を分類して考える
フローマークの発生原因は次のように分類されます。
成形条件の問題
- 樹脂の温度が低い：冷えた状態で金型に流入すると、表面で樹脂が一部固まり始め、次に流れてきた樹脂との境界が模様になる。
- 射出速度が遅い：流れが遅いと、樹脂が層状に固まりながら流れていき、フローラインが目視で見えるようになる。
金型構造の問題
- ゲート・ランナー設計の不備：樹脂が金型内で乱流や偏流を起こすような設計だと、スムーズな流れが妨げられ、模様になって現れる。
- 金型表面の状態が悪い：金型が鏡面でない、あるいは冷却不均一だと、表面に流れ模様が定着しやすくなります。
具体的な対策と改善手順
フローマーク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
- 射出速度を上げる：樹脂が早く金型内を流れることで、表面での層形成を防止
- 樹脂温度を上げる：融点ぎりぎりまで温度を上げてフロー性を改善
- 金型温度を上げる：冷却速度を遅らせ、フロー跡が定着しにくくする
- 背圧を上げる：均一な溶融樹脂供給ができるように調整する
金型構造の対策
- ゲート位置の見直し：樹脂ができるだけ均一に前進するように流れ方向を再設計
- ランナー・ゲートのサイズ調整：圧力損失を最小限に抑えて、スムーズな流れを確保
- 樹脂に合わせた表面処理：シボ加工や細かい模様を加えることでフローマークを目立たなくする
現場で効果があった対策例
フローマークは単なる模様ではなく、“樹脂がどのように流れているか”の可視化と考えることもできます。
設計者や成形技術者は、CAEによるフロー解析を活用することで、成形前に不具合の発生リスクを予測可能です。つまり、フローマークは“失敗”ではなく、製品の内部挙動を可視化するヒントにもなり得るのです。
まとめ
フローマークの対策は、現象の根本にある「流れ」を理解することから始まります。単なる外観不良として終わらせず、「なぜそこに出るのか？」を丁寧に紐解くことで、より高品質な成形品を生み出すことができるのです。
コメント