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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:2色成型時の寸法安定性について)

2色成型時の寸法安定性について

2023/10/17 13:48

このQ&Aのポイント
  • アーチ型製品を2色成型で製造していますが、エラストマの収縮率がABSに比べて高く、寸法の安定性に問題があります。
  • ABSからPCに材料変更した結果、寸法の安定性が改善されましたが、その理由は分かりません。
  • 変形量の抑制と寸法ずれの改善について、どの物性値が関係しているのか、ご意見をお聞きしたいです。
※ 以下は、質問の原文です

2色成型時の寸法安定性について

2009/07/12 16:27

現在、アーチ型の製品を2色成型(内側をABS[1次]、外側をエラストマ[2次])で、成型しているのですが、エラストマの収縮率がABSに比べて高く(エラストマ:1.4%、ABS:0.5%)、エラストマ材にABSが引っ張られ寸法が安定しないという不具合がおきております。
仕入先のアドバイスによりABS→PCに材料変更したところ、寸法はABSより安定したのですが(設計値50mmに対してABS:+53mm[+3mm]、PC:+51mm[+1mm])、なぜ安定するのかがわかりません。(金型は全くいじっていません)
仕入先に相談してもPCのほうが硬く、熱に対しても優位であるといわれるだけで変形量が1/3になる定量的な所が見えてきません。

長くなりましたが、上記の状況に対して
・変形量が抑えられた事について、どのような理由が考えられるか?
・定量的な数字で言うとどの物性値が効いているため、寸法はずれの量が約1/3になったたのか?
わかる方、もしくはなにか仮説が思いつく方がいらっしゃいましたら
教えていただけませんか?

よろしくお願いします。

【製品形状(わかりにくく申し訳ありません)】
 ______________  (モデル)
 / ____________ \   
 / / __________ \ \
 /_/_/ \_\_\  
    |← 50mm →|↑ ↑
           ↑ エラストマ(2次側)
           ABSorPC(1次側)
   ↓↓↓    
   ______________  (成型時)
  / ____________ \   
  / / __________ \ \
 /_/_/ \_\_\
    |←53(51)mm→|
(外側のエラストマに引っ張られ、内側が広がる)

【材料物性値(同じ条件ではありませんが)】
        ABS     PC
曲げ弾性率   2.4MPa(ISO178) 2.3MPa(ASTM D790)
曲げ強さ    70MPa(ISO178)  93MPa(ASTM D790
収縮率     0.5~0.7% 0.5~0.7% 
荷重たわみ温度 98℃(ISO75) 126℃(ASTM D648)

【その他】
1.1次側のみ(ABS、PC)成型時には、ほぼ寸法どおり(50mm+0.1mm)のモノができております。(よってエラストマ成型後に変形したと考えます)
2.エラストマ成型時の型温は20~30℃であり、また型を開くときの製品温度も室内温度と同じまで下がってから型を開くため、製品への熱の影響はそこまで大きくないと考えています。(エラストマの樹脂温は100℃程度ですが)

回答 (2件中 1~2件目)

2009/07/14 12:14
回答No.2

両材料の弾性率の温度依存性がどうであるか?
ABSもPCも室温~数十℃での弾性率は漸減するとしても2.5~2.0GPaでほぼ一定、1.8MPaの荷重たわみ温度とは曲げ弾性率が1GPaになる温度のことで、ABSは80℃、PCは125℃程度であろう。ABSの主組成PSのガラス転位温度は約100℃、つまりこの温度では弾性率がGPaからMPaへ限りなくゼロになる。
横軸に温度(℃)、縦軸に弾性率(GPa)のグラフをABSとPCについて作図すると、80℃~100℃の間でPCの弾性率がABSの弾性率の3倍になるところがあるのでは(?)
エラストマ、樹脂ともに熱の不良導体であるから、成形サイクル数分間では内部温度はまだかなりの高温(?)状態、何度なのか実測確認のしようがないが。
非現実的であるが、金型内に数時間以上放置したのち離型したとしたら内側の開きは50.0+???
L字型や箱もの成形品の内倒れなど、内外温度差がもたらす変形など熱ひずみ問題はCAEなど文明の利器でもまったく五里霧中の状態らしいです。

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質問する
2009/07/12 18:33
回答No.1

軟化温度の違いが大きいと思います

ABSでは60度程度で軟化する物もありますが、PCは一般的なものでも100度程度では軟化しにくかったと思います

2次材の成形時の熱が一次材に伝わり軟化します
その状態で2次材が収縮すればこの様な現象が説明できると思います

お礼をおくりました

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