射出成形では、溶融樹脂を高速・高圧でキャビティ内に射出するため、金型には相応の力が加わります。この力に対抗して金型をしっかり閉じておくのが「型締力」。
本記事では、型締力の意味、使用する単位、そして実際の計算方法まで丁寧に解説します。
型締力とは何か？
- 成形中、溶融樹脂の射出圧力によって、金型が開こうとする力が発生します。
- この型開きを防ぐために、成形機が金型を締め付ける力を「型締力」と呼びます。
- 単位：kN（キロニュートン）またはtf（トンフォース）
型締力に関係するSI単位
| 項目 | 単位 | 意味 |
|---|---|---|
| 射出圧力 | MPa | 成形品にかかる圧力 |
| 投影面積 | cm² | キャビティの押し出し面積 |
| 型締力 | kN | 金型を締め付ける力 |
1 MPa = 10.2 kgf/cm²（目安換算） 1 kN = 約102 kgf
型締力の簡易計算式
型締力（kN）＝ 投影面積（cm²） × 成形圧力（MPa） × 10 ※「×10」は概算係数（MPa → kgf/cm² → kNへの換算含む）
例題：
- 成形品の投影面積：150 cm²
- 射出圧力：60 MPa
→ 型締力 ≒ 150 × 60 × 10 = 90,000 kN（理論値） → 実際は安全率をかけて1.2倍〜1.5倍に設定 → 推奨型締力：約110〜135 kN
型締力不足によるトラブル
- バリ発生（型がわずかに開く）
- 製品寸法のバラつき
- 金型破損（特定部位の負荷集中）
実務における留意点
- 投影面積は「金型全体」ではなく「製品形状＋ランナー＋ゲート部」も含めて算出
- 金型設計段階で必要型締力を把握しておくと、成形機選定もスムーズ
まとめ
- 型締力は、成形品にかかる圧力に応じて正しく計算する必要があります
- MPa（圧力）とkN（力）の関係を把握し、投影面積と射出圧力から型締力を予測することが、成形の安定化とトラブル回避の第一歩です
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