注射時の美容上の欠陥を回避する 6 つの方法

Lucas Tofteland 氏、Protolabs 射出成形製品マネージャー | 2023 年 8 月 24 日

私たちは長年にわたって何十万もの金型を作ってきました。 それだけの経験があるため、射出成形の専門知識が明らかな設計や、機能的なツールや高品質の部品を製造できない他の設計を見てきた領域にも当てはまります。 成形部品で見られる可能性のある、設計者が認識すべき回避可能な 6 つの美的問題 (ひけ、反り、抗力、渦巻き、ニット ライン、バリ) について説明します。 これらについて理解すればするほど、構造的に健全で、見た目にも魅力的な部品や製品を入手できる可能性が高くなります。

こちらはシンクの一例です。

ある意味、パーツの成形はスフレを焼くことに似ています。 内部がすぐに固まらないと、上部がゆっくりと崩れてしまい、食べられるほど美しいデザートが残ります。 成型部品も同様です。

シンクは、成形部品の表面にあるディンプルのように見えます。 これは、通常よりも厚い断面、不均一な部品設計、または不適切なゲート配置 (高温のプラスチックが最初に金型キャビティに入る出入り口) によって発生します。 ポリプロピレンとアセタールはどちらも沈みやすいです。 繊維またはガラス入りの素材を選択すると、より強力な結合が形成され、沈みにくくなります。 設計の観点から見ると、この問題を回避する 1 つの方法は、各材料に対する肉厚の推奨事項に従うことです。この推奨事項では、ワークピースの最小肉厚はその最も厚い部分の 40 ～ 60% 以上であることが推奨されています。 さらに、可能な限り、金型内の材料の流れは厚いものから薄いものに移動する必要があるため、金型キャビティの向きを変更するか、もともと化粧面用に予約していた領域にゲートを配置する必要がある場合があります。

厚いフィーチャは確かに問題となる可能性がありますが、逆の方向に進みすぎる可能性もあります。 薄いフィーチャは、部品を設計する際に留意すべきもう 1 つの重要な点です。 たとえば、サポートのために部品にリブが組み込まれている場合、そのリブが薄すぎると、周囲の材料よりもはるかに速い速度で冷却されます。 この急速な冷却は、厚い領域と同様に現れ、成形品の外側にヒケやシャドウ マークとして現れます。 また、薄い領域は突き出すのが難しく、部品の変形やピンパンチが発生する可能性があります。 断面が非常に薄い領域は、プラスチックを充填したり押し込んだりするのが難しく、成形品の充填が不完全になったり、ウェルド ラインが完全に結合しない弱い領域が発生したりする可能性があります。

均一な肉厚を発揮しヒケを防止する部品です。

先ほど、繊維またはガラス入りの材料が材料内の結合を強化して、沈みを回避できると述べました。 欠点としては、これらを選択すると、ワープに対処する可能性が高くなります。 その理由は次のとおりです。部品が冷えるにつれて、ガラス繊維は同じ方向に並ぶ傾向があり、内部応力が発生します。 また、ターゲット材料に対して薄すぎる部品を設計すると、ポテトチップのように丸まってしまう可能性があります。 うーん？ いいえ、それは反りであり、シンクで使用されているのと同じルールに従うこと、つまり一般的な壁の厚さのガイドライン内にとどまることで簡単に回避できます。 内部支持構造（薄肉を支えるガセットや大きな平らな面のリブ）を備えた部品は、反りに対して最もよく耐えます。

ここに表示されているような抜き勾配角度は、部品の取り出しには不可欠です。

射出成形部品を観察するときに最も満足できることの 1 つは、エジェクター ピンがひっかかることなく部品を飛び出すときです。 十分なドラフトを追加することで、これを確実に行うことができます。 ケーキ型が上部に向かって広がっているのには理由があります。それは、デザートをひとまとめにして取り出しやすくするためです。 これはドラフトであり、金型設計の重要な部分です。 垂直壁 (金型の動作方向に平行な表面を持つ壁) は、最小抜き勾配 1/2 度が必要です。 本当に安全になりたいですか？ 2 度であればさらに良く、パーツの満足のいく飛び出しを実現するには、テクスチャーの激しい表面には 5 度以上が必要になる場合があります。 適切な抜き勾配がないと、パーツの取り出しが不可能ではないにしても困難になり、醜いドラッグやスクレープ ラインによってパーツの美観が損なわれる可能性があります。