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成形不良現象:反り

アイキャッチ画像 成形不良現象
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成形不良現象の反り(Warping)とは、射出成形プロセス中や成形後に製品が予定通りの形状を維持できず、曲がったりねじれたりする現象を指します。この現象は、製品の寸法精度や外観、機能に重大な影響を与えるため、特に精度が要求される部品では問題となります。

発生原因

  1. 不均一な冷却:
    • 製品が冷却される際に、部分的に異なる速度で冷却されると、冷却の速い部分と遅い部分で収縮率が異なり、反りが発生します。
  2. 肉厚の不均一:
    • 製品の肉厚が不均一だと、冷却速度や収縮率が異なるため、反りが生じやすくなります。
  3. 残留応力:
    • 射出成形中に発生する残留応力が均一でない場合、成形後に応力が解放される際に反りが生じることがあります。
  4. 材料の選定:
    • 使用する材料の特性(収縮率、粘度、冷却特性など)が反りに影響を与えます。特にガラス繊維強化プラスチックなど、収縮率が異なる材料を使用する場合に反りが発生しやすくなります。

対策

製品デザインの対策:

  1. 均一な肉厚設計:
    • 製品の肉厚を均一にすることで、冷却速度や収縮率を均一に保ち、反りの発生を防ぎます。
  2. リブや補強の適用:
    • リブや補強を適切に配置することで、製品の剛性を高め、反りを防止します。ただし、リブ自体も均一な厚さに設計することが重要です。

金型の対策:

  1. 均一な冷却系の設計:
    • 金型内の冷却系を均一に配置し、製品全体が均一に冷却されるようにします。冷却回路の設計を最適化することが重要です。
  2. ゲート位置の最適化:
    • ゲートの位置を最適化し、材料が均一に流れるようにします。これにより、製品内部の応力が均一になり、反りを防止します。

成形条件の対策:

  1. 適切な冷却時間の設定:
    • 冷却時間を適切に設定し、製品が均一に冷却されるようにします。冷却時間が短すぎると、不均一な冷却が発生しやすくなります。
  2. 適切な成形温度の管理:
    • 成形温度を適切に管理し、材料が均一に溶融し、均一に冷却されるようにします。特に金型温度と材料温度のバランスを保つことが重要です。
  3. 材料選定の見直し:
    • 収縮率が低く、反りに強い材料を選定することで、反りの発生を抑えます。必要に応じて、ガラス繊維などの強化材料を使用することも検討します。

これらの対策を講じることで、反りの発生を最小限に抑え、製品の寸法精度や品質を向上させることができます。

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