射出成形のトラブルの主な種類と要因

射出成形とは

射出成形は、製品を大量に安定して生産するための最も一般的な成形方法の一つです。
プラスチック材料を溶かし、金型に流し込んで冷却することで、さまざまな形状の製品を作り出します。
この技術は、自動車部品、電子機器、家庭用品など、多方面で使用されています。

射出成形におけるトラブルの主な種類

射出成形には多くの利点を持つ一方で、製品の品質を損なうトラブルが発生することもあります。
トラブルを未然に防ぐためには、トラブルの種類とその原因を理解しておくことが重要です。

1. ショートショット

ショートショットとは、溶融樹脂が金型内に充填される前に冷却が開始され、最終的に製品が完全に形成されないトラブルです。
主に材料の流動性不足、金型内部の不完全充填、または圧力不足が原因とされます。

2. フラッシュ

フラッシュは、金型の合わせ面から樹脂が漏れ出してしまうトラブルです。
金型の閉じ合わせが不十分であるか、過度の圧力で射出が行われることで発生します。

3. 縮み

射出成形では、冷却時に樹脂が収縮する現象が見られます。
このため、最終的な製品の寸法が予定よりも小さくなることがあります。
材料の収縮特性や冷却速度、金型設計が縮みに影響を与えます。

4. ウォーページ

ウォーページとは、製品が断面方向にそり返ってしまう現象です。
これは冷却の不均一さや金型設計の不整合性、樹脂の特性が起因します。

5. シルバーストリーク

シルバーストリークは、製品の表面に銀色の線状の模様が現れるトラブルです。
湿気や揮発性物質の影響で発生する可能性があります。

6. バーニング

バーニングは、樹脂が過熱されて焦げてしまう現象です。
過剰な射出速度や過熱による樹脂劣化が主な原因です。

射出成形トラブルの要因

射出成形におけるトラブルは、さまざまな要因によって引き起こされることがあります。
以下に、主要な要因を詳しく解説します。

1. 材料要因

材料自体の特性がトラブルを引き起こすことがあります。
例えば、材料の流動性、収縮率、吸湿性などは品質に大きな影響を与えます。
樹脂選定が不適切であると、製品の歪みや寸法変化が起こりやすくなります。

2. 金型設計要因

金型設計は、製品の品質に直結します。
ゲートの位置や形状、冷却ラインの配置、エジェクタシステムなどが不適切であると、トラブルにつながります。
また、金型の磨耗や変形も問題の発端となることがあるため、定期的なメンテナンスが必要です。

3. 成形条件要因

成形条件は、射出圧力、温度、速度、冷却時間など、多くのパラメータがあります。
成形条件の最適化がされていない場合は、品質障害を招く恐れがあります。
成形機の管理と問診を徹底し、最適な成形条件を維持することが求められます。

4. 環境要因

環境要因としては、成形現場の湿度や温度が品質に影響を与えることがあります。
特に高湿度はシルバーストリークの原因となる可能性があります。
制御の難しい環境要因についても、適切な対応策を講じる必要があります。

射出成形のトラブルを防ぐための対策

射出成形のトラブルを防ぎ、品質と生産性を向上させるための対策には以下のようなものがあります。

1. 材料管理の徹底

適切な材料の選定と使用前の管理を徹底します。
特に吸湿性の高い材料を扱う際は、事前に乾燥を行い、樹脂の特性を安定させます。

2. 金型の適切な設計とメンテナンス

金型設計は、最初から製品の品質を左右するため、細心の注意を払います。
また、製品ライフサイクルを通じて定期的なメンテナンスを行い、劣化を防ぎます。

3. 成形条件の最適化

射出成形機の管理を徹底し、条件を最適化することでトラブルを未然に防ぎます。
条件の記録と分析を行い、品質チャートを活用することをお勧めします。

4. 生産環境の改善

成形現場の環境を整えます。
必要に応じて湿度や空調の適切なコントロールを行い、環境に依存しない品質管理を実現します。

まとめ

射出成形のトラブルは多岐にわたりますが、その原因を正しく理解し、改善策を講じることで、多くのトラブルを回避することが可能です。
製造業における現場目線の実践的な知識と経験を活かし、即断即決で対応することが、長期的な品質向上と生産効率の向上につながります。
業界の発展とともに、各自が責任を持って最善の取り組みを続けていきましょう。