プラスチック成形加工の基礎と成形不良の原因と対策

はじめに

プラスチック成形加工は、私たちの身近な生活や産業において、欠かせない技術となっています。
その用途は多岐にわたり、自動車部品、家電製品、食品容器、医療機器まで及びます。
しかし、熟練した技術者でも避け難いのが「成形不良」です。
この記事では、プラスチック成形加工の基礎から、成形不良の原因とその具体的な対策について、詳しく解説します。

プラスチック成形加工の基礎

プラスチック成形加工とは、加熱した樹脂材料を型に押し込んで製品を作る技術です。
この方法には、射出成形、押出成形、吹き込み成形、圧縮成形などがあり、それぞれのプロセスに特徴があります。

射出成形

射出成形は、最も広く用いられる成形方法です。
樹脂を熱で溶かし、精密な金型に高速で流し込むことで複雑な形状の部品を製造できます。
この技術のメリットは、短時間で大量生産が可能な点です。

押出成形

押出成形は、溶融した樹脂をダイに押し出すことで、長尺の製品を作成する方法です。
シート状や管状の製品を作るときに使われます。
単純な形状のものが得意で、未使用材料の再利用が容易です。

吹き込み成形

吹き込み成形は、容器やボトルを製造するために使われる方法です。
熱で柔らかくしたパリソンに空気を吹き込み、型にぴったりと成形します。
軽量かつ強度のある製品が得られます。

圧縮成形

圧縮成形は、熱と圧力で樹脂材料を直接成形し、複雑なコンポーネントを製造する方法です。
この方法は納期が長く複雑な部品の小ロット生産に向いています。

成形不良の原因

プラスチック成形加工ではしばしば成形不良が発生します。
これらの不良は製品の品質を低下させ、結果としてコストを増大させる原因となります。
以下に主な成形不良の原因を挙げます。

ショートショット

ショートショットは、金型のキャビティが完全に満たされずに製品が不完全になる現象です。
原因としては、射出圧力不足、溶融樹脂の粘度が高い、金型温度が不適切などがあります。

フラッシュ

フラッシュとは、製品の不要な部分に樹脂が流れ出してしまう現象です。
この不良は通常、金型の合わせ面の不良や、過剰な材料注入、または圧力過多が原因です。

ひけ

ひけは、製品の一部が陥没してしまう現象です。
冷却中に樹脂の体積が収縮することによって起こります。
設計上の配慮や金型温度、圧力の最適化が重要です。

寸法不良

寸法不良は、製品が規定の寸法に達しない現象です。
原因としては、金型の設計不良、樹脂の特性不足、及び製造条件の不適切さが挙げられます。

成形不良への対策

成形不良を防止するためには、原因に応じた適切な対策が必要です。
ここでは各不良の具体的な対策を紹介します。

ショートショット対策

ショートショットを防ぐための対策として、射出圧力を適正に設定し、溶融状態を最適化します。
また、金型温度を適正に管理することで樹脂の流動性を高めます。

フラッシュ対策

フラッシュの対策には、金型の精度向上が鍵です。
合わせ面を修正し、設定圧力を適正化することで未然に防ぎます。

ひけ対策

ひけに対する対策は、材料の選択を適切に行い、冷却速度の最適化が必要です。
また、リブの追加や肉厚を調整することで、均一な収縮を促します。

寸法不良対策

寸法不良を防ぐには、金型設計の見直し、樹脂の特性に合った条件設定が効果的です。
加工条件の見直しや、試作段階での評価を重視しましょう。

まとめ

プラスチック成形加工は多様な製品を生み出すための重要な手法です。
一方で成形不良を防ぐためには、プロセス全体を正しく理解し、原因に対して適切な対策を講じることが必要です。
日々の生産活動においては、これらの知見を活かし品質向上に努めましょう。
製造業界のさらなる発展に寄与する情報が提供できたことを願っています。