中小企業向け：ショットサイズの設定が製品品質に与える影響

ショットサイズとは何か

ショットサイズとは、射出成形機でプラスチック素材を型に注入する際の一回の射出量を指します。
このショットサイズは、製品の完成品質に直接的な影響を与える重要なパラメータです。
適切なショットサイズを設定することは、製品の均質性、寸法精度、外観品質を左右する要因の一つです。

ショットサイズの基礎知識

ショットサイズはプラスチックの流動特性や射出成形機の能力、製品の形状やサイズに基づき設定されます。
ショットが小さ過ぎる場合、製品に亀裂や形状不良が生じやすくなります。
逆にショットが大き過ぎると、過剰な材料の浪費や充填時の不具合を引き起こします。
最適なショットサイズを見極めるためには、材料特性や成形機の特性を理解する必要があります。

ショットサイズが製品品質に与える影響

ショットサイズは製品の物理的な特性と視覚的な品質に重要な役割を果たしています。
ここでは具体的な影響について説明します。

寸法精度

ショットサイズが適切でないと、製品の寸法に不正確さが生じます。
過少なショットサイズは製品が未充填になり、過大なショットサイズは材料の過剰流入を招くことで、収縮不良や反りが発生しやすくなるのです。
寸法の不正確さは、組み立て不良や機能不全の原因にもなります。

内部品質

ショットサイズは製品内部の一貫性や機械的強度に影響を与えます。
不足する素材は内部に空洞（ボイド）や亀裂を形成し、構造的な脆弱性を引き起こします。
反対に過剰な射出は、内部応力の増加や界面剥離を引き起こす可能性があります。

外観品質

ショットサイズの調整は製品の表面品質にも影響します。
ショットが適切に設定されていないと、表面に溶け残りやバリが発生することがあります。
また、射出速度とショットサイズの不均衡が生じると、フローマークや色ムラといった外観不良の原因になります。

適切なショットサイズの設定方法

ショットサイズを適切に設定するための方法論を探ってみましょう。

試験と調整の繰り返し

製品ごとに最適なショットサイズは異なるため、試験と調整の繰り返しが必要です。
まずは材料メーカーの推奨するパラメータを基に試験を行い、その上で成形結果をもとに細かな調整を行います。
試作段階での調整は、温度や圧力、速度など他の成形条件と並行して行います。

シミュレーションの活用

近年ではCAE（コンピュータ支援工学）を用いたシミュレーションが普及しています。
これにより、ショットサイズを含む射出成形プロセスを事前に予測し、最適化することが可能です。
シミュレーションツールを活用することで試行錯誤の回数を減らし、生産効率の向上を図ることができます。

経験と知識の蓄積

最適なショットサイズの設定には経験と知識の蓄積が欠かせません。
蓄積したデータやノウハウは新しい製品開発や問題解決の手助けとなるでしょう。
また、専門家や他のエンジニアリングチームとの情報交換も有益です。

ショットサイズのトラブルシューティング

ショットサイズに関連する問題が発生した場合のトラブルシューティング方法について説明します。

品質トラブルが発生した場合

製品に寸法不良や外観不良が見られる場合、最初にショットサイズが適切か再確認します。
ショットサイズ調整以外にも、射出圧、温度、冷却時間など関連する全てのプロセス条件を検討します。

計画的なメンテナンスによる予防

計画的なメンテナンスは、予期しないトラブルを防ぐために有効です。
成形機のキャリブレーションや部品の摩耗点検を定期的に行うことで、ショットサイズ関連の不具合を未然に防ぐことができます。

まとめ

ショットサイズの設定は製造品質の重要な要素です。
適切なショットサイズを確立し管理することは、製品の精度と外観を保証するための鍵となります。
中小企業では資源が限られることも多いため、効率的なショットサイズの設定は生産コストを削減し、競争力を高める大きな一歩となるでしょう。
プロセスの最適化には経験とデータに基づく判断が不可欠であり、継続的な教育と技術向上を追求することが求められます。
これにより製品品質を維持しながら生産性を向上させ、マーケットでの競争優位性を確保できるのです。