射出成形において、泡は一般的に小さなワークショップでは一般的な欠陥ではありません。泡は主に大きくない透明な製品で発生します。小さな透明な製品は泡が発生しにくく、非透明な製品は通常特定の要件を持ちません。今日は、成形欠陥の探求を続けながら、射出成形における泡に焦点を当てます。
泡は、溶融プラスチックの流れ中に金型キャビティ内にガスが閉じ込められると形成されます。これらのガスが適切にベントされない場合、閉じ込められたままとなり、泡を形成するか、キャビティが完全に充填されない場合に空洞が生じます。これにより、後続の成形効果と製品の品質に影響を与えます。
技術者にとって、製品の泡を解決するには、速度と溶融温度を下げるだけでは不十分なことが多いです。透明な製品の調整は、射出成形における最も困難な欠陥の1つです。
最も一般的な2種類の泡
プラスチック射出成形プロセスにおける泡の原因は2つあります。1つは真空空洞、もう1つは水蒸気です。
(1) 湿気の存在による泡
原因: プラスチック材料の乾燥不足とプラスチック材料の加水分解の原因。
解決策: 適切な予備乾燥に注意し、ホッパーの断熱管理に注意を払います。
(2) 真空泡
真空泡の原因:
1. 材料流の厚壁部分が急速に凍結し、収縮が防止され、金型が十分に充填されず、射出成形プロセスパラメータで真空泡が発生します。
2. 射出成形金型の溶融温度設定が適切でない。バレル温度が適切でなく、射出圧力と保持圧力が不十分。
解決策:
1. プラスチック製品設計の不均一な壁厚構造を避けます。ゲートの位置を修正して、プラスチック流動材料が厚い壁部分に垂直に注入されるようにします。
2. 射出成形金型の温度を上げます。バレルの温度を下げます。射出圧力と保圧を上げます。
射出成形製品に泡が発生する原因は何ですか？
射出機:
1. 低い射出圧力または保持時間
対策: ガスを押し出すために、射出圧力および/または保持時間を増やして、プラスチックがキャビティに押し込まれるようにします。
2. 材料不足
対策: 射出ストロークの終わりに1/8インチから1/4インチの材料のクッションを許可するフィード設定を確立することが重要です。このクッションがないと、保持圧力をキャビティに材料を押し込むために適用する材料がありません。
3. 不適切な射出温度プロファイル
対策: 適切な温度プロファイルを維持します。これは樹脂供給者から容易に入手できますが、経験則として、温度制御を後部から前部にかけて50〜100度Fの増分で設定し、ノズルを前部ゾーンと同じ温度に設定します。ノズルからのエアショットは、温かい蜂蜜のような一貫性を持つ泡のないプラスチックの流れを生成するべきです。温度制御設定は、プラスチックの実際の温度と同じではないことを忘れないでください。通常、バレルを通る材料の急速な移動を考慮して、実際のプラスチック温度よりも50〜100度高く設定されています。
4. 過剰な射出速度
対策: 供給者の推奨する射出充填速度から始めます。結果に応じて調整します。泡が現れた場合は速度を落とし、ショートショットが現れた場合は速度を上げます。
5. 不十分なバックプレッシャー
対策: バックプレッシャーを増やします。ほとんどの材料は約50 psiのバックプレッシャーで利益を得ますが、一部の材料はより高い設定を必要とします。場合によっては300 psiまで。ただし、バックプレッシャーが高すぎると材料が劣化するため注意が必要です。材料供給者が適切なバックプレッシャー設定に関する最良の情報源です。
射出成形金型:
1. 不適切なベント
対策: 最初のショットを取る前に、キャビティブロックのシャットオフエリアに薄い（0.0005インチ-0.002インチ）の経路を研磨して金型をベントします。ベントは成形部品の周囲の約30%を占めるべきです。ランナーもベントします。ランナーに閉じ込められた空気は部品に押し込まれます。もう1つの経験則として、キャビティの周囲の1インチごとにベントを配置します。ベントが多すぎることはありません。
2. セクションの厚さが大きすぎる
対策: 経験則として、任意の壁厚は他の壁厚を25％以上超えてはなりません。その比率では泡が発生する傾向はほとんどありません。金属インサートを使用してその比率を満たさないセクションをコアアウトするか、「オーバーフロー」ウェルを使用して、主要な部品表面から空洞領域を移動させることができます。ただし、オーバーフローは成形部品から取り除く必要があります。
3. 不適切なランナーまたはゲート
対策: ゲートは配置される壁の少なくとも50％の深さであるべきであり、常に最も厚いセクションから最も薄いセクションに材料を流すように配置されるべきです。ランナーの直径は、材料が充填される際の圧力低下を避けるのに十分であるべきです。したがって、移動距離が長いほど、初期のランナー直径は大きくする必要があります。ゲートとランナーは、金型に「スチールセーフ」に機械加工され、金属を取り除くことで拡大できるようにするべきです。ゲートとランナーを個別のインサートに配置して、簡単に交換および/または再加工できるようにすることが良い実践です。
4. 低い金型温度
対策：気泡が消えるまで金型温度を10度Fずつ上げます。金型温度が安定するまで、各10度の調整（上または下）に10サイクルを許可します。
射出成形プロセス
(1) 材料温度が高すぎて分解を引き起こします。バレル温度が高すぎるか、加熱が調整されていない場合、バレル温度をセクションごとに下げる必要があります。
充填セクションの温度が高すぎるため、一部のプラスチックが早期に溶けてスクリュー溝を満たし、空気が充填口から排出されません。
(2) 射出圧力が小さく、保持時間が短いため、溶融材料とキャビティの表面が密着しません。
(3) 射出速度が速すぎると、溶融プラスチックが大きなせん断によって分解され、分解されたガスが閉じ込められます。射出速度が遅すぎると、キャビティを時間内に満たすことができず、製品表面の密度が不足して銀線が発生します。
(4) 冷却時間が短すぎる（特に厚壁製品の場合）、解決策としては、機械外で冷水と冷圧型で冷却することができます。
(5) 製品に分解黒線の現象があり、高温が原因で形成されます。状況が深刻でない場合は、温度を適切に下げることができますが、バレル全体が分解する場合は、分解して清掃する必要があります。
原材料
(1) 原材料が異物プラスチックと混合されているか、顆粒が大量の粉末と混合されていると、閉じ込められた空気で容易に溶け、時には銀線が現れます。原材料が汚染されているか、有害なクラムを含んでいる場合、原材料は熱によって容易に分解され、溶融流動パターンが悪くなることが気泡の主な原因です。
(2) 再生材料の粒子構造が緩く、微細孔に空気が多く含まれています。再生材料が再生される回数が多すぎるか、新材料との比率が高すぎる（一般的には20％未満であるべきです）。
(3) 揮発性溶剤を含む原材料や、染色助剤ホワイトオイル、潤滑剤シリコーンオイル、可塑剤ジブチルエステル、安定剤、帯電防止剤などの液体添加剤が多すぎたり、均一に混合されていない場合、キャビティに蓄積して銀模様を形成します。
(4) 材料を多すぎるか少なすぎるか、射出圧力が高すぎると、この現象が発生します。
これらの要因を慎重に制御し、適切な対策を講じることで、適切な通気を確保し、射出パラメータを最適化し、高品質の材料を使用することで、製造業者は射出成形における気泡の発生を効果的に減少させ、高品質で欠陥のない製品を生産できます。
射出成形における気泡を取り除く方法
射出成形における気泡を避け、高品質で欠陥のない製品を実現するために、いくつかの戦略と技術が採用できます。
1. 一部の気泡は主に材料の劣化によって引き起こされ、速度を下げ、背圧を増やし、射出成形温度と成形速度を下げることで解決できます。また、排気をしっかり行います。
2. PC透明製品の気泡は一般的に外部冷却が速いために発生し、樹脂が外側に向かって、つまり冷たい方向に収縮し、製品が真空を形成し、外観から気泡が見えるようになります。
解決策は、金型温度を上げ、材料温度を下げ、気泡が形成される製品の位置を見つけ、セクションごとにグルーを射出することです。
射出速度は射出金型の構造に応じて調整され、適切な圧力保持が調整されて製品が満たされ、収縮を防ぎます。
補助条件：原材料は十分に乾燥させるべきであり、射出ノズルの温度は低すぎてはいけません。また、射出ノズルは小さすぎてはいけません。
3. 遅い射出成形システムでは、製品は高圧保持後に数秒間大気圧で押されて満たされたように感じられ、保持圧力の速度を約15に調整できます。圧力は大きく、保持時間は長くでき、射出時間は長すぎてはいけません。
これらの戦略を実施し、射出成形プロセスを綿密に監視することで、製造業者は気泡を効果的に回避し、高品質で欠陥のない射出成形製品を生産できます。
まとめ
上記の紹介を通じて、射出成形製品における気泡の原因についてある程度理解していただけたと思います。射出成形製品に気泡が発生する理由は多く、このような状況が発生した場合、一つ一つ排除してください。
