プラスチック金型のゲートは、ランナーとキャビティを繋ぐ短くて細いランナーで、キャビティへの樹脂の注入口となります。ゲートの形状、数、サイズ、位置は、プラスチック部品の品質に大きな影響を与えます。したがって、ゲートの選択はプラスチック金型設計の重要な側面です。次のセクションでは、ゲートをいくつかの側面から紹介します。
I. ゲートの主な機能:
1. キャビティが充填された後、溶融物はまずゲートで凝固し、逆流を防ぎます。
2. ゲートテール材料の除去が容易になります。
3. 複数個取りの金型の場合、ウェルド ラインの位置を制御します。-
II.ゲートの種類
ゲートは一般に、非制限ゲートと制限ゲートの 2 種類に分類されます。制限ゲートはさらに、サイド ゲート、ポイント ゲート、ディスク リング ゲートの 3 つのシリーズに分類されます。
2.1 無制限のゲート
無制限のゲートはダイレクト ゲートとも呼ばれます (図 1 を参照)。溶融プラスチックが金型キャビティ内に直接流れる、圧力損失が低い、供給速度が速い、成形が容易などの特徴があり、さまざまなプラスチックに適しています。良好な圧力伝達、強力な圧力保持と収縮補正、シンプルでコンパクトな金型構造、製造の容易さなどの利点があります。ただし、ゲートの取り外しは難しく、ゲートの跡が目立ちます。ゲート付近での熱集中により凝固が遅くなり、大きな内部応力が発生しやすく、収縮ピットや表面の凹みが発生しやすくなります。大型のプラスチック部品や厚肉のプラスチック部品に適しています。-
図1：ダイレクトゲートタイプ
2.2 制限されたゲート
金型キャビティとランナーは、一端の距離が非常に短く、断面が小さいチャネルによって接続されています。-このチャネルは制限ゲートと呼ばれ、ゲートの厚さと急速な凝固を制限することができます。制限されたゲートの主な種類は次のとおりです。
2.2.1 ポイントゲート
ポイント ゲートは、断面寸法が非常に小さい円形のゲートです（図 2 を参照）。{0}}
ポイント ゲートの特徴は次のとおりです。
1. ゲート位置の制限が少ない。
2. ゲート除去後の残留物が最小限であり、プラスチック部品の外観に影響を与えません。
3. ゲートは金型を開くときに自動的に壊れるため、自動化された操作が容易になります。
4. ゲート付属品からの材料補充によるストレスが軽減されます。
欠点は次のとおりです。
1. 圧力損失が高い。金型は 3 プレート金型構造を使用する必要があるため、金型構造が複雑になり、連続的な分割機構が必要になります。ランナーのない 2 つのプレート金型構造にも適用できます。-
図 2. ポイント ゲートの種類
2.2.2 水没ゲート
サブマージゲートはポイントゲートから進化しました。ランナーはパーティング サーフェス上に配置され、ゲートはパーティング サーフェスの下に沈み、キャビティに斜めに入ります。ポイント ゲートの特性に加えて、サブマージ ゲートは通常、プラスチック部品の内面または側面に配置されるため、外観に影響を与えません。プラスチック部品とランナーには排出機構が装備されており、金型が開くと自動的にゲートが切断され、ランナー内の固化物が自動的に落下します。
図 3. 外部サブマージゲート
図 4. 内部サブマージゲート
2.2.3 サイドゲート
サイド ゲートはエッジ ゲートとも呼ばれ、通常はパーティング面に配置され、キャビティ (プラスチック部品) の外側から入ります (図 5 を参照)。サイド ゲートは通常、長方形の断面ゲートです。これにより、金型充填中のせん断速度とゲートを閉じる時間を簡単に調整できます。したがって、これらは標準ゲートとも呼ばれます。サイドゲートは断面形状がシンプルで加工が容易で精密な加工ができるのが特徴です。-柔軟なゲート配置を提供し、金型の充填を改善します。射出成形機から金型を取り外さずに修正が可能です。ゲートの取り外しは簡単で、痕跡も最小限に抑えられます。サイド ゲートは、2 つの-プレート マルチキャビティ-金型に特に適しています。ただし、成形部品にウェルド ライン、キーホール、くぼみが発生しやすく、その結果、射出圧力損失が大きくなり、シェル形状部品の通気が悪くなることがあります。-。
図 5: サイド ゲートの基本的なタイプ
2.2.4 ゲートの重なり
オーバーラップ ゲート (ラップ ゲートとも呼ばれます) は基本的にサイド ゲートと同じですが、ゲートはキャビティの側面ではなく、キャビティの片側に配置されます (図 6 を参照)。これらは典型的なインパクト ゲートであり、溶融プラスチックの噴射流を効果的に防止します。ただし、成形条件が不適切な場合、ゲート部分に表面ピットが発生する可能性があります。ゲートを除去するのは難しく、成形品の表面に目立つゲート跡が残ります。
図 8. オーバーラップ ゲートの基本タイプ
2.2.5 扇型ゲート-
扇形ゲートは徐々に拡張するゲートであり、サイド ゲートのバリエーションであり、幅広のシート状のプラスチック部品を成形するためによく使用されます（図 7 を参照）。{0}ゲートは送り方向に沿って徐々に広がり、その厚さは徐々に減少し、最も薄くなる点に達します。溶融プラスチックは幅方向に均一に分布し、プラスチック部品の内部応力を軽減し、反りを最小限に抑えます。また、空洞の通気も良好で、空気の滞留を防ぎます。ただし、ゲートの除去は難しく、跡が目立ちます。
2.2.6 フラットスリットゲート
これはシート ゲートとも呼ばれ、サイド ゲートの別のバリエーションであり、大型で平らなプラスチック部品の成形によく使用されます (図 8 を参照)。ゲートの分配チャネルはキャビティの側面と平行であり、平行ランナーと呼ばれ、その長さはプラスチック部品の幅以上にすることができます。溶融プラスチックはまず平行ランナー内に均一に分布し、次に低い線速度で平行に流れ、均一にキャビティに入ります。したがって、プラスチック部品の内部応力が低く、応力方向によって引き起こされる反りが軽減され、キャビティの通気が良好になります。ただし、ゲートの取り外しには多大な労力がかかり、目立つ跡が残ります。-
2.2.7 ディスクゲート
ディスク ゲートは、大きな内穴を持つ円筒形のプラスチック部品、または大きな四角い内孔を持つプラスチック部品に使用されます (図 9 を参照)。ゲートは内側の穴の全周に配置されています。溶融プラスチックは内穴の周囲からほぼ同じ速度でキャビティに入り、プラスチック部品にウェルド ラインが形成されるのを防ぎ、コアに均一な応力を確保し、空気を順次逃がします。当社の製品にディスクゲートが使用されることはほとんどありません。
図7 扇形ゲートの基本形
図8 フラット-スリットゲートの基本形状
図9 ディスクゲートの基本形
2.2.8 円形ゲート
円形のゲートは、円筒形のキャビティの外側に、それと同心円状に配置されています。したがって、これらは外側の円形ゲートと呼ばれ、そのゲート位置は内側のディスク ゲートと正確に一致します (図 10 を参照)。薄肉で長い管状のプラスチック部品に適しています。-溶融プラスチックはコアの周囲で均等にキャビティに入るため、充填は均一で、通気性も良好で、成形品にはウェルド ラインがありません。ただし、ゲートを除去するのは難しく、成形品の外側に明らかなゲート跡が残ります。円形ゲートは、主に小型の複数キャビティの金型で使用されます。-
図 10: 円形ゲートの基本形
2.2.9 スポークゲートとクローゲート
スポーク ゲートはディスク ゲートと同様の適用範囲があり、長方形の内穴を持つプラスチック部品にも適しています。周囲の送り全体をいくつかの小さな円弧または直線の送りセグメントに変更するため、内側のゲートとみなすことができます。このタイプのゲートは取り外しが容易で、ランナー内の固化物が少なく、コアの上部が位置するため、コアの安定性が向上します。ただし、部品上のウェルド ラインは強度と外観品質に影響します (図 11 を参照)。
クロー ゲートはスポーク ゲートのバリエーションで、コアのテーパー断面にランナーが付いています。-主に、小さな内穴を持つ長い管状のプラスチック部品や、高い同軸度が要求されるプラスチック部品に使用されます。
図 11. スポーク-タイプとクロータイプ-タイプのゲートの基本形式
Ⅲ．ゲート位置の選択
多くの場合、ゲートの位置と数によって、製品の外観品質と性能が決まります。したがって、ゲートの位置と数を選択する際には、次の点を考慮する必要があります。
1. ゲートは、キャビティのすべての隅を同時に充填できる位置に配置する必要があります。
2. キャビティに射出されたプラスチックは、射出成形プロセスのすべての段階で均一で安定した流量を維持する必要があります。
3. ゲートは製品壁の厚い部分に配置する必要があります。これにより、溶融物が厚い部分から薄い部分に流れることができ、材料の補充が容易になり、金型への完全な充填が保証されます。
4. ゲートの位置は、プラスチックの充填経路を最小限に抑え、圧力損失を低減するように選択する必要があります。
5. ゲートの位置は、金型キャビティからのガスの除去を容易にするように選択する必要があります。
6. ゲートは、溶融材料が金型キャビティに直接流れ込むことを許可すべきではありません。そうしないと、渦巻きが発生し、プラスチック部品に渦巻きマークが残ります。特に狭いゲートではこの欠陥が発生しやすくなります。
7. 潜在的なウェルド ライン、気泡、くぼみ、ボイド、不十分な射出、およびスプルーを考慮する必要があります。
8. ゲートの位置は、部品表面のウェルド ラインを避けるように選択する必要があります。ウェルド ラインが避けられない場合は、ウェルド ラインの位置が適切かどうかを考慮してゲート位置を選択する必要があります。
9. ゲートの位置は、プラスチック表面、特にリングまたは円筒形のプラスチック部品に継ぎ目ラインが発生しないようにする必要があります。ゲート面の溶融材料接合部にコールド スラグ ウェルを追加する必要があります。
10. ゲートの設計では、メルトフラクチャーが発生しないようにする必要があります。
11. 製品の投影面積が大きい場合、不均一な射出応力を防ぐため、片側のみのゲートを開くことは避けてください。
12. ゲートは製品の外観を損なわない位置に設置してください。
13. 製品の曲げ荷重や衝撃荷重がかかる部分にはゲートを設置しないでください。一般的にゲート付近の強度が最も弱いです。
14. 細いコアを備えた射出成形金型の場合、材料の流れによるコアの変形を防ぐために、ゲートの位置をコアから遠く離す必要があります。
15. 大型のプラスチック部品や平坦なプラスチック部品を成形する場合、ダブルゲートを使用すると、反り、変形、材料不足を防ぐことができます。
16. ゲートの取り外し操作はできるだけ簡単にする必要があり、できれば自動化する必要があります。
IV.ゲートタイプとプラスチックのマッチング
プラスチック原料が異なれば、必要なゲートタイプも異なります。以下の表は、さまざまな原材料に対する推奨されるゲート タイプを示しています。
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V. 当社の製造で一般的に使用されるゲート タイプ
当社の製造では、製品構造、外観要件、自動化のニーズに基づいて、次のゲート タイプを使用します。
1. ダイレクトゲート
一般的に使用されるプラスチック製回転ボックスでは、構造寸法が大きく、外観ゲートに特別な要件がないため、構造が単純で加工が容易なダイレクトゲートを採用しています。ただし、マテリアルハンドルの取り外しは困難です。図 12 に示すように:
図12 ダイレクトゲート適用例（ターンオーバーボックス）
2.サイドゲート
当社の製品では、TZ-C1041、TZ-C1051、T-C1061 レンズなどの一部の透明部品では、ゲート位置を前面または背面に配置することができないため、サイド ゲート タイプ (図 13 を参照) が使用されています。ただし、これでは自動生産の要件を満たすことができず、材料を手動でトリミングする必要があります。
図 13 サイドゲート適用例: ゲート位置
3. 水没ゲート
サブマージ ゲートは、当社の射出成形金型で最も一般的に使用されるゲート タイプです。当社の機能部品やスイッチ固定枠などの多くは、図14に示すようにゲートが外側にあるサブマージゲートタイプを採用していますが、製品シェルの多くは、図15に示すようにゲートが内側にあるサブマージゲートタイプを採用しています。このタイプのゲートは材料の自動排出が可能であり、自動化要件に対応し、製品表面にゲート跡が残りません。
当社製品で一般的に使用されているゲートは上記のものです。ただし、製品の要件によっては、TZ-CON01 の上部および下部シェル金型の三日月形のゲートなど、特殊なタイプのゲートも使用されます (図 16 を参照)。一般に、金型のゲート タイプを決定するときは、要件のあらゆる側面を十分に考慮する必要があります。単一の金型では、1 種類のゲートを使用することも、異なるゲートを組み合わせて使用することもできます（たとえば、図 17 に示すように、TZ-CON01 の上部シェル金型と下部シェル金型には、三日月形のゲートと外部のサブマリン ゲートの両方が付いています）。最終的な目標は、認定製品を製造することです。
