射出成形は、プラスチックを元の特性を保持した有用な製品に変換するエンジニアリング技術です。 射出成形の重要なプロセス条件は、可塑化の流れと冷却に影響を与える温度、圧力、および対応する作用時間です。
1.温度管理
1.シリンダー温度
射出成形プロセスで制御する必要がある温度には、バレル温度、ノズル温度、および金型温度が含まれます。 最初の 2 つの温度は主にプラスチックの可塑化と流動に影響し、後者の温度は主にプラスチックの流動と冷却に影響します。 各プラスチックの流動温度は異なります。 同じプラスチックでも、ソースやグレードが異なると、流動温度と分解温度が異なります。 これは、平均分子量と分子量分布の違いによるものです。 さまざまな種類の射出のプラスチック 機械での可塑化プロセスも異なるため、バレル温度の選択も異なります。
2. ノズル温度
通常、ノズルの温度はバレルの最高温度よりもわずかに低く設定されています。 ノズルの温度が低すぎると、溶融材料の早期凝固が発生してノズルがブロックされたり、早期凝固材料が金型キャビティに射出されて製品の性能に影響を与えたりします。
3. 金型温度
金型温度は、製品の本来の性能と見た目の品質に大きな影響を与えます。 金型の温度は、プラスチックの結晶化度の有無、製品のサイズと構造、必要な性能、およびその他のプロセス条件 (溶融温度、射出速度と射出圧力、成形サイクルなど) によって異なります。
2.圧力制御
射出成形工程の圧力には、可塑化圧力と射出圧力が含まれ、プラスチックの可塑化と製品の品質に直接影響します。
1. 可塑化圧力
（背圧） スクリュー式射出成形機を使用する場合、スクリューが回転・後退する際のスクリュー頂部の溶融材料にかかる圧力を可塑化圧力といい、背圧ともいいます。 この圧力の大きさは、油圧システムのリリーフバルブで調整できます。 射出では、可塑化圧力の大きさはスクリューの速度で一定です。 可塑化圧力が増加すると、溶融物の温度は上昇しますが、可塑化速度は低下します。
また、可塑化圧力を上げると、融液の温度が均一になり、色材が均一に混合され、融液中のガスを排出できる場合が多い。 一般的な操作では、可塑化圧力の決定は、良好な製品品質を確保するという前提の下で、可能な限り低くする必要があります。 具体的な値は、使用するプラスチックの種類によって異なりますが、通常 20 kg/cm2 を超えることはめったにありません。
2.射出圧力
現在の生産では、ほとんどすべての射出成形機の射出圧力は、プランジャーまたはスクリューの上部によってプラスチックに加えられる圧力に基づいています (オイル回路の圧力から変換されます)。 射出成形における射出圧力の役割は、バレルからキャビティへのプラスチックの流れ抵抗を克服し、溶融材料に充填率を与え、溶融材料を圧縮することです。
3.成形サイクル
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射出成形プロセスを完了するのに必要な時間は、成形サイクルとも呼ばれます。 成形サイクルは、労働生産性と設備稼働率に直接影響します。 したがって、製造工程では、品質確保を前提として、成形サイクルの該当時間を可能な限り短縮する必要があります。 成形サイクル全体で、射出時間と冷却時間が最も重要であり、製品の品質に決定的な影響を与えます。 射出時間における充填時間は、充填速度に正比例し、製造時の充填時間は一般的に 3 ～ 5 秒程度です。
射出時間中の保圧時間は、キャビティ内のプラスチックに対する圧力時間であり、射出時間全体の中で比較的大きな割合を占めます。通常、約 2 ～ 120 秒です (極厚成形品の場合は、 5〜10分）。 ゲートでの溶融材料が凝固する前の保持時間は、製品の寸法精度に影響します。 保持時間にもスイート スポットがあり、材料温度、金型温度、およびスプルーとゲートのサイズに依存することが知られています。
スプルーとゲートのサイズとプロセス条件が正常であれば、通常、製品の収縮変動幅が最も小さい圧力値が優先されます。 冷却時間は、主に製品の厚さ、プラスチックの熱特性と結晶化特性、および金型温度によって決まります。 冷却時間の終了は、型から取り出したときに製品が変化しないことを保証するという原則に基づいている必要があり、通常は 5 ～ 120 秒です。
冷却時間が長すぎると、生産効率が低下するだけでなく、複雑な部品の離型が困難になり、強制離型時に離型応力が発生することさえあります。 成形サイクルの他の時間は、生産プロセスが連続的で自動化されているかどうか、および自動化の程度に関連しています。
