成形品の残留応力

高温の溶融プラスチックがゲートからキャビティに充填され、冷却・固化して成形品として取り出されるまでの過程で、成形品の内部にはさまざまな要因によって内部応力が発生します。固化後もこの応力が内部に残り、残留応力となります。

残留応力は、成形品の変形や亀裂の発生原因となることがあります。その発生には成形条件が大きく関与しますが、ゲート部分の設計とも密接に関連しているため、適切な設計が重要です。

成形品の残留応力が発生する主な原因

• 溶融材料の流動配向によって、成形品内部の成形収縮に異方性が生じる。
• 成形品の各部に均等な成形圧力がかかりにくく、特にゲート付近では過剰な圧力がかかりやすい。
• 成形品の肉厚の不均等や冷却方法の不備により、各部の冷却が均一に行われない。特に薄肉部は早く冷却され、厚肉部は冷却が遅れるため、冷却が遅い部分が早く冷却された部分に引っ張られ、残留応力が発生する。
• 金型の突き出しが不均等だと、離型時に成形品に無理な力が加わり、残留応力の原因となる。