射出成形機の調整実務経験

射出成形機調整のエントリーテクノロジー：射出成形は、プラスチックを本来の性能を維持した有用な製品に変えるエンジニアリング技術です。射出成形の重要なプロセス条件は、可塑化の流れと冷却に影響を与える温度、圧力、および対応する動作時間です。

1. 温度管理

1. バレル温度: 射出成形プロセス中に制御する必要がある温度には、バレル温度、ノズル温度、金型温度が含まれます。最初の 2 つの温度は主にプラスチックの可塑化と流動に影響し、後者の温度は主にプラスチックの流動と冷却に影響します。各プラスチックの流動温度は異なります。同じプラスチックでも、供給源やグレードが異なるため、流動温度と分解温度は異なります。これは平均分子量と分子量分布の違いによるものです。さまざまな種類の射出成形におけるプラスチック 機械内の可塑化プロセスも異なるため、シリンダー温度も異なります。

2. ノズル温度: ノズル温度は通常、バレルの最高温度よりわずかに低くなります。これは、ストレートノズルで発生する可能性のある「唾液分泌」を防ぐためです。ノズルの温度は低すぎてはなりません。低すぎると、溶融物の早期凝固によりノズルが閉塞したり、キャビティへの早期凝固材料の射出により製品の性能に影響を与えたりすることがあります。

3. 金型温度: 金型温度は、製品の内部性能と見かけの品質に大きな影響を与えます。金型温度は、プラスチックの結晶化度、製品のサイズと構造、性能要件、およびその他のプロセス条件 (溶融温度、射出速度と射出圧力、成形サイクルなど) によって異なります。

2. 圧力制御

射出成形工程における圧力には、可塑化圧力と射出圧力があり、プラスチックの可塑化や製品の品質に直接影響します。

1. 可塑化圧力：（背圧） スクリュー射出成形機を使用する場合、スクリューが逆回転するときにスクリューの上部にかかる圧力を可塑化圧力といい、背圧とも呼ばれます。この圧力の大きさは、油圧システムのオーバーフロー バルブによって調整できます。射出時の可塑化圧力の大きさはスクリューの回転数に応じて一定となります。可塑化圧力が増加すると、溶融物の温度は上昇しますが、可塑化の速度は低下します。さらに、可塑化圧力を高めると、多くの場合、溶融物の温度が均一になり、顔料の混合と溶融物中のガスの排出が行われます。一般的な操作では、製品の品質を確保することを前提として、可塑化圧力をできるだけ低く決定する必要があります。具体的な値は使用するプラスチックの種類によって異なりますが、通常は 20 kg/cm2 を超えることはほとんどありません。

2射出圧力： 現在生産しているほとんどの射出機の射出圧力は、プランジャーやスクリュー先端からプラスチックに加わる圧力（油圧換算）を基準としています。射出成形における射出圧力の役割は、バレルからキャビティまでのプラスチックの流れ抵抗を克服し、溶融材料に金型への充填速度を与え、溶融材料を圧縮することです。

3.三、成形サイクル

射出成形プロセスを完了するのに必要な時間は成形サイクルと呼ばれ、成形サイクルとも呼ばれます。実際には次の部分が含まれます。

成形サイクル: 成形サイクルは、労働生産性と設備の稼働率に直接影響します。したがって、生産工程においては、品質確保を前提として、成形サイクル内の時間を可能な限り短縮することが求められます。成形サイクル全体の中で、射出時間と冷却時間は最も重要であり、これらはすべて製品の品質に決定的な影響を与えます。射出時間における充填時間は充填速度に正比例し、生産時の充填時間は一般に 3 ～ 5 秒程度です。

射出時間のうちの保持圧力時間は、キャビティ内のプラスチックの加圧時間であり、射出時間全体の大きな割合を占め、一般的には約 20 ～ 120 秒です (超厚い部品では 5 ～ 10 分にも達する場合があります)。ゲートでの溶融材料が凍結するまでの保持時間は製品サイズの精度に影響しますが、それより遅い場合は影響がありません。保持時間にも最も有利な値があり、材料温度、金型温度、メイン ランナーとゲートのサイズに依存することが知られています。スプルーやゲートの寸法やプロセス条件が正常であれば、通常は製品収縮率の変動幅が最も小さくなる圧力値が優先されます。冷却時間は主に製品の厚さ、プラスチックの熱特性と結晶特性、金型温度によって決まります。冷却時間の終了は、製品を型から外すときに製品に変化が生じないことを保証するという原則に基づく必要があります。冷却時間は通常 30 ～ 120 秒です。冷却時間は長すぎる必要はありません。生産効率が低下するだけでなく、複雑な部品にも影響を及ぼします。離型が難しく、無理に離型すると離型ストレスが発生する場合もあります。成形サイクルのその他の時間は、生産プロセスが連続的かつ自動化されているかどうか、および連続性と自動化の程度に関係します。

一般的な射出成形機は以下の手順で調整が可能です。

材料供給者から提供された温度範囲に従って、バレル温度をその範囲の中間に調整し、金型温度を調整します。

必要な射出量を見積もり、その最大射出量の3分の2になるように射出成形機を調整します。反転ケーブル（接着剤の圧送）ストロークを調整します。二次射出時間を見積もって調整し、二次射出圧力をゼロに調整します。

あらかじめ一次射出圧力を射出成形機の限界の半分（50％）に調整します。射出速度を最高に調整します。必要な冷却時間を見積もって調整します。背圧を 3.5 bar に調整します。バレル内の劣化した樹脂を除去します。半自動射出成形モードを使用します。射出成形プロセスを開始し、スクリューの動作を観察します。

必要に応じて、射出速度と圧力を適切に調整します。充填時間を短縮するには、射出圧力を上げることができます。前述したように、金型への完全充填の前に工程があるため、最終的な金型充填圧力は一次射出圧力の100%に調整できます。最終的には、到達可能な最大速度が設定圧力によって制限されないように、圧力を十分に高く調整する必要があります。フラッシュがある場合は速度を落とすことができます。

サイクルを観察した後、注入量と切り替えポイントを調整します。 1段目射出で射出重量に対して95～98%の充填が得られるようにプログラムを設定してください。

1 段目の射出の射出量、切り替えポイント、射出速度、圧力を適切に調整すると、2 段目の保圧調整手順を実行できます。

必要に応じて保持圧力を適切に調整しますが、キャビティを過剰に充填しないでください。

スクリュー速度を調整して、サイクルが完了する直前に溶融が完了し、射出サイクルが制限されないようにします。

サイクル時間を短縮して生産性を向上