成形不良

プラスチック射出成形では、部品設計や金型設計、射出成形機の設定条件が最適でない場合、成形部品の形状や外観状態が悪く、成形不良となることがあります。

その成形不良について原因と、その対策方法についてご紹介いたします。

バリ

成形部品の端で、薄くはみ出た部分を「バリ」と呼びます。

金型の合わせ部分(パーティングライン)に発生することが多く、成形部品にとっては不要であるため外観不良となります。

原因:材料の射出圧が強い、金型の締め付け圧が弱い、金型に隙間がある
対策:射出圧や射出スピードを弱くする、金型の締め付け圧を強くする

ヒケ

成形部品の表面が凹んだ状態を「ヒケ」と呼びます。

部品の補強用リブや、ねじ止め用のボスの裏面が凹む現象で、外観不良となります。

原因:肉厚が厚く周囲と収縮率が異なる、樹脂温度が高い、冷却不足、射出圧力や保持圧力の不足
対策:リブ・ボスの太さを細くする、樹脂温度を下げる、冷却時間を長くする、射出圧力や保持圧力を上げる

反り

成形部品の平面部分が歪んだ状態のことを言います。

原因:成形部品の冷却スピードが均一でない、材料の残留応力によって歪む
対策:冷却時間を長くする、アニール処理を行い残留応力を取り除く、金型修正し補強用リブを追加する。

ウエルド

成形部品に発生した線状の外観不良を「ウエルド」と呼びます。

成形部品に穴がある場合に発生しやすい外観不良です。

原因:金型内部に注入された材料が合流時点で温度がが下がり、材料同士が混ざらず線状の跡が残る。
対策:樹脂温度や金型温度を上げる、射出速度を上げる、金型修正しゲートの位置を調整する。

ショートショット

成形部品の形状が一部不足している状態を「ショートショット」と呼びます。

成形部品の先端や角部分に発生しやすい外観不良です。

原因:射出速度や射出圧力が低い、ガスが発生したことにより充填不足
対策:射出速度や射出圧力を上げる、ガスの逃げ道(エアベント)を追加する。

ボイド(気泡)

成形部品内部に発生した気泡を「ボイド」と呼びます。

透明な材料の場合、内部の気泡が見えてしまうため外観不良となります。

原因:金型内部に注入された材料が空気や発生したガスを巻き込んでしまう、成形部品表面と内部の収縮差で内部に空洞が発生する。
対策:射出速度を下げる、エアベントを追加する、保持圧力を上げる

シルバー

成形部品表面に発生した銀色の細かい線状の模様を「シルバー」と呼びます。

特に黒い樹脂の場合、目立ちやすく観不良となります。

原因:材料に残った水分が金型の温度で蒸発するため。
対策:材料の感想時間を増やす。

異物混入

成形部品に材料以外のものが混ざり、表面に残ってしまう外観不良です。

原因:射出成形機、金型の洗浄不足
対策:パージ材(洗浄剤)を使用して、射出成形機内部、金型内部をクリーニングする。
   最初の数回は異物が含まれている可能性があるため廃棄する。

ジェッティング

成形部品表面に発生した、くねくねした紐状の模様を「ジェッティング」と呼びます。

原因:固まりかけた材料に溶けた材料が注入されることで、模様として残ってしまう
対策:固まる時間が早いため金型温度や樹脂温度を上げる、射出速度を上げる、ゲート形状を修正する。

フロマーク

成形部品表面に発生した、縞模様を「フローマーク」と呼びます。

原因:材料がスムーズに注入されていないため、均一に冷却されずムラが発生してしまう。
対策:射出速度や射出圧力を調整する。金型温度や樹脂温度を調整する。

 

いかがでしたでしょうか。

これ以外にも成形不良には種類がありますが、代表的なものとしてこれらを覚えておくことで、部品の品質向上に役立てることができます。

射出圧力や金型温度の調整は成形業者にて行い、その方法は成形業者のノウハウが含まれているところです。部品設計者はこれらの成形不良が発生しないよう、設計で対策できる部分はしっかり考慮しておく必要があります。

ぜひ今後の設計にお役立てください。