射出成形の多段成形

Question

射出成形機には圧力、速度が多段で制御できる機能があります。
通常はバリを無くしたり、ジェッティングやシルバーを無くすのに
使うことが多いかと思います。

この多段制御機能を用いて、成形品の歪みを減らすことは出来るでしょうか？具体的に歪み（内部応力の均一化）にどのように活用できるのか
教えてください。

Answer

射出制御機能は、多い機械の場合１０段にもなっているものもあり、この機能を使って成形品の外観、寸法、変形、などを調整してます。
無論歪（内部歪も含めて）を低減することも可能です。
但し材料はゲートから１点ー多点で注入され、流動末端まで材料を流し、外観のヒケやウェルドを最小にせねばならず、そのためには圧力を掛けます。
結果としてゲート近辺の内部圧力が高まり末端との際が生じ歪になります。
充填完了までは速度制御で、ピーク圧が掛かってから圧力制御（保圧）になり、
ゲートがシールされるまで時間を組み合わせ段階的に下げることになります。
残念ながら内部歪は完全均一にはなりません。
現状そのために関係者の皆さんが金型と成形条件の工夫に努力してます。

昔の成形機は３段制御程度が普通でした。
それが製品の品質要求が次第に厳しくなってきて、微細な調整を加えないと良い製品が出来にくくなってきました。
製品の寸法、形状、材料、など色々な要因によって微細制御するようになりました。数値的に良い理由を説明できる資料は手元にありませんが、効果はあります。充填完了までの速度調整はゲートと樹脂の流動状態によって可変させます。一方で射出１圧１速の考え方もあります。製品によりけりです。

保圧切り替えにより圧力制御になりますがピーク圧から一気に下げてしまうと降下が早すぎてゲートから樹脂が逆流しヒケが出ます。少しずつ何段かに分けてゲートがシールされるまでの時間を分けて降圧させます。
これにより樹脂のゲートからのバックフローを抑制させながら下げてゆくことによりゲート近辺の残留応力を少なくします。

ゲート近辺のストレスクラック発生を抑えられます。
又ソリの発生を少なくすることにも有効です。
このほかにも製品外観の改善に有効です。
お皿やバケツのような製品は特に残留応力によるセンターゲートからの割れがあります。これを低減させることができます。

現在は樹脂の流動解析ソフトがありますので事前に検討してゆくことができるようになりました。これによれば効果を目と数値で見れます。

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