プラスチック射出成形で気泡が発生する原因は何ですか?

生産および加工の世界では、射出成形製品に気泡が存在すると、すぐに対処しないとプラスチック射出成形プロセスに直接影響を及ぼします。しかし、そもそもなぜこれらの気泡が発生するのでしょうか?

 

射出成形部品の気泡とは、内部に閉じ込められた空気によってプラスチックの表面に生じる丸い突起のことです。これらの気泡は、発生する場所を選ばず、厚い壁や製品の他の部分に発生する可能性があり、サイズや形状もさまざまです。射出成形部品に気泡や真空気泡が発生する主な 3 つの理由を明らかにしましょう。

 

プラスチック射出成形で気泡が発生する理由

 

1. 射出成形条件の不適切な管理

 

射出成形条件の制御は、気泡を防ぐ上で非常に重要です。射出圧力が低い、射出速度が速い、射出時間が短い、材料の量が適切でないなどの要因により、プラスチック部品に気泡が発生する可能性があります。不均一または不十分な冷却、材料と金型の温度の不適切な制御も、気泡の問題の一因となる可能性があります。 

特に高速射出成形では、金型からのガス排出が不十分だと溶融物に過剰なガスが残り、気泡が発生します。射出成形速度と金型圧力の調整が重要です。射出時間や保持圧力時間などのパラメータに注意し、冷却条件を改善し、材料供給を制御することで気泡を回避できます。

低い射出圧力:

原因: 射出工程中の圧力が不十分だと、金型への充填が不完全になり、エアポケットが発生します。

解決策: 金型が完全に充填されるように、射出圧力を上げます。材料と部品の設計に基づいて、圧力設定を定期的に監視して調整します。

高速注入:

原因: 射出速度が速いと、材料の流れに乱流が発生し、空気が閉じ込められて気泡が形成される可能性があります。

解決策: 射出速度を下げて、材料の流れをスムーズにし、適切なベントを実現します。材料の粘度と金型設計に合わせて速度を微調整します。

短い注入時間:

原因: 射出時間が不十分だと、特に薄壁の複雑な部品では、材料が金型に完全に充填されない可能性があります。

解決策: 射出時間を延長して、金型キャビティが完全に充填されるようにします。材料の劣化や過度の冷却を避けるために、射出時間を調整します。

不適切な材料量:

原因: 材料の投与量が不適切だと、過剰充填または不足充填につながり、空気が閉じ込められる可能性があります。

解決策: 材料供給を調整して、正しい投与量を達成します。自動化システムを使用して、一貫した材料の流れを確保し、手動によるエラーを防ぎます。

不十分な冷却:

原因: 冷却が不均一または不十分な場合、材料が不均一に固まり、気泡が発生する可能性があります。

解決策: 冷却システムを最適化して、部品全体に均一な冷却が確実に行われるようにします。金型インサートまたはコンフォーマル冷却チャネルを使用して、冷却効率を向上させます。

 

2. 射出成形の欠陥

 

金型に欠陥があると、気泡や真空ボイドが発生する可能性があります。ゲート位置が正しくない、ゲート部分が小さい、排気が不十分、デッドコーナーなどが一般的な欠陥です。射出成形時の気泡を防ぐには、ゲートの種類と位置を調整し、保持時間を長くし、適切な排気を確保します。

ゲート タイプを選択する際は、直接ゲートは避けた方が賢明です。直接ゲートは、大きな真空穴の原因となる可能性があるためです。特定のゲート フォームで行き詰まった場合は、保持時間を延長し、フィード量を増やし、ゲートのテーパーを小さくすることで調整できます。特に異なる形状を同時に成形する場合は、ゲート セクションが小さすぎないことを確認することが、大きなプラスチック部品に気泡が入らないようにするために重要です。

ゲートの位置が正しくありません:

原因: ゲートの位置が部品の厚い部分から離れすぎると、空気が閉じ込められる可能性があります。

解決策: ゲートを厚い部分の近くに再配置すると、材料の流れが改善され、エアポケットが発生する可能性が低くなります。シミュレーション ソフトウェアを使用してゲートの位置を最適化します。

小さなゲートセクション:

原因: ゲートが小さすぎると材料の流れが制限され、気泡が発生する可能性があります。

解決策: ゲートのサイズを大きくすると、材料の流れがスムーズになります。ゲートのサイズが部品の設計と材料の要件に合っていることを確認します。

排気不良とデッドコーナー:

原因: 排気口が不十分であったり、金型の角が死んでいたりすると、空気が閉じ込められ、気泡が発生する可能性があります。

解決策: 金型の設計を改善して、十分な通気口を設け、死角を回避します。通気口が塞がれないように、定期的に清掃とメンテナンスを行います。

表面粗さ:

原因: 金型の表面が粗いと摩擦が増加し、局所的な過熱や気泡の発生を引き起こす可能性があります。

解決策: 摩擦を減らし、材料の流れをスムーズにするために、金型の表面を磨きます。金型の表面の摩耗や損傷を定期的に検査します。

 

3. 原材料が不足している

 

水分含有量が多い、粒子サイズが不均一、またはリサイクル材料が多すぎる原材料は気泡を発生させる可能性があります。材料を事前に乾燥させ、微粒子をふるいにかけ、高品質の樹脂を使用し、リサイクル材料を最小限に抑えることで、プラスチック射出成形における気泡を防ぐことができます。

高水分含有量:

原因: 水分含有量の多い原材料は、成形時にガスを放出し、気泡を形成する可能性があります。

解決策: 加工前に材料を推奨水分レベルまで事前に乾燥させます。水分分析装置を使用して材料の水分含有量を監視および制御します。

粒子サイズが不均一:

原因: 粒子サイズのばらつきにより、溶融が不均一になり、空気が閉じ込められる可能性があります。

解決策: 均一な粒子サイズの原材料を使用します。材料をふるいにかけて細かい粒子を取り除き、均一性を確保します。

過剰なリサイクル素材:

原因: リサイクル材料を多く使用すると、不純物や気泡が発生する可能性があります。

解決策: リサイクル材料の使用は推奨レベルに制限してください。リサイクル材料は使用前に徹底的に洗浄および処理されていることを確認してください。

揮発性コンテンツ:

原因: 揮発分の多い原材料は成形時にガスを放出し、気泡の原因となることがあります。

解決策: 揮発性の低い材料を選択してください。揮発性を避けるために、添加物と着色剤が適切に混合されていることを確認してください。

 

プラスチック射出成形で気泡を避けるには?

 

射出成形の分野では、時間は貴重であり、気泡などの小さな問題でもすぐにコストがかかる可能性があります。気泡の主な原因は、気流の問題から生じるガスポケットまたは真空ボイドです。

バブルの種類を識別する

気泡を効果的に処理するには、それがガスポケットなのか真空ボイドなのかを判断することが重要です。識別のスピードが、生産の減速を診断して解決する鍵となります。この 2 つを区別する簡単な方法は、熱テストを行うことです。ホットエアガンまたは小型ライターを使用して、気泡のある部分を柔らかくなるまでゆっくりと温めるだけです。気泡が膨張した場合はガスポケット、収縮した場合は真空ボイドです。

ガスポケットへの対処

ガスポケットは、多くの場合、噴射や不十分な通気によって発生します。これらの問題に対処するには、射出速度を下げて材料の流れをスムーズにし、適切な通気を実現します。さらに、通気口を追加または拡大して通気を改善すると効果的です。減圧設定を下げて空気の閉じ込めを最小限に抑え、使用前に原材料を完全に乾燥させることも効果的な対策です。

マテリアルフローの最適化

材料の流れの問題も気泡の原因となります。ショート ショットを実行してメルト フロー パターンを観察すると、問題を特定するのに役立ちます。エア トラッピングを排除したり、より均一な充填を促進したりするには、ゲート位置の調整が必要になる場合があります。材料が金型内をスムーズかつ一貫して流れるようにすることは、気泡を防ぐ上で非常に重要です。

機械と金型の調整

気泡の問題を解決するには、機械と金型の調整が必要な場合があります。背圧を 1000 ～ 1500 psi の溶融圧力に上げるか、射出直前に金型を真空にすると、空気を除去できます。ベンチュリー効果によりプレート間に空気が吸い込まれる場合は、機械を分解し、滴の近くにブルーイング剤を使用すると、問題の原因を特定しやすくなります。

予防保守

気泡を防ぐには、予防的なメンテナンスが不可欠です。適切な通気を確保するために、すべての加熱部品を定期的に検査して清掃してください。定期的なメンテナンスチェックとランダムな部品検査を実施することで、問題が深刻になる前に発見することができます。気泡の種類とその原因を理解し、的を絞った解決策を適用することで、射出成形プロセス.

専門家のヒントとベストプラクティス

射出成形条件

制御された射出速度と圧力を使用することは、気泡を防ぐために重要です。射出速度が速すぎたり遅すぎたりすると、材料の流れに問題が生じ、空気が閉じ込められる可能性があります。また、一定の射出圧力を維持することで、材料が金型に均一に充填されることが保証されます。冷却時間と温度を厳密に監視することも重要です。冷却が不均一だと収縮に差が生じ、成形品内に気泡が閉じ込められる可能性があります。プロセス全体を通じて材料と金型の両方が最適な温度であることを確認することで、高品質で気泡のない製品を実現できます。

金型メンテナンス

金型の定期的な検査と洗浄は、気泡などの欠陥を防ぐための基本的な方法です。金型に残留物や堆積物がないことを確認することで、空気を閉じ込める可能性のある詰まりを防ぐことができます。金型内の適切な通気および排気システムも重要です。通気口は、射出プロセス中に空気が容易に逃げられるように戦略的に配置する必要があります。これらの通気口を定期的にチェックしてメンテナンスすることで、詰まりを防ぎ、成形プロセスがスムーズに進むようになります。

材料の選択

一貫した特性を持つ高品質の材料を選択することも、重要なポイントです。成形プロセス中にガスが放出されるのを防ぐため、材料の水分含有量は低くする必要があります。メーカーの推奨に従って材料を事前に乾燥させると、望ましい品質を維持するのに役立ちます。リサイクル材料はコスト効率に優れていますが、控えめに使用する必要があります。リサイクル材料を過剰に使用すると、不純物や材料特性のばらつきが生じ、空気の閉じ込めや気泡の形成につながる可能性があります。このような問題を回避するには、リサイクル材料の割合を制御し、適切に処理することが最善です。

これらの専門家のヒントとベストプラクティスに従うことで、製造業者は射出成形製品内の気泡の発生を大幅に減らし、生産プロセスの品質と効率を高めることができます。

 

結論

結論として、射出成形における気泡の発生を防ぐには、成形条件の制御、金型の欠陥の修正、高品質の原材料の確保が必要です。これらの要因に対処することで、メーカーは完璧なプラスチック部品を製造し、コストのかかる欠陥を回避できます。射出成形の詳細については、次のサイトをご覧ください。私たちのブログ.

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