プラスチック射出成形機とは何ですか?

プラスチック射出成形機は、プラスチックペレットを加熱して混合して液体にし、スクリューを通って出口から金型に押し込まれ、プラスチック部品として固化する機械です。

成形機械には、プラスチックの射出に使用される動力に応じて、油圧式、電動式、油圧と電気のハイブリッド式、および機械式射出成形機の 4 つの基本的なタイプがあります。電気モーターを使用して油圧ポンプに動力を供給する油圧機械は、最初のタイプのプラスチック射出成形機でした。射出成形機のほとんどは依然としてこのタイプです。ただし、電気機械、ハイブリッド機械、機械機械の方が精度が高くなります。電動サーボモーターを使用する電動射出成形機は、消費エネルギーが少なく、より静かで高速です。ただし、油圧機械よりも高価です。ハイブリッド機械は、油圧と電気モーターの両方のドライブを組み合わせた可変電力 AC ドライブに依存し、電気モデルと同じ量のエネルギーを使用します。最後に、機械はトグル システムを通じてクランプのトン数を増やし、フラッシュが固化した部品に入り込まないようにします。これらの機械も電気機械も、油圧システムの漏れの危険がないため、クリーンルームでの作業に最適です。

ただし、これらのマシン タイプはそれぞれ、さまざまな面で最適に機能します。精度の点では電気機械が最適ですが、ハイブリッド機械はより大きなクランプ力を提供します。油圧機械は、大型部品の生産にも他のタイプよりも優れた性能を発揮します。

これらのタイプに加えて、5 ～ 4,000 トンの範囲のトン数の機械があり、プラスチックの粘度や製造される部品に応じて使用されます。ただし、最もよく使用される機械は 110 トンまたは 250 トンの機械です。平均して、大型の射出成形機には 50,000 ドルから 200,000 ドル以上の費用がかかる場合があります。3,000トンの機械には70万ドルの費用がかかる場合があります。一方、5 トンの力を持つ卓上射出成形機の価格は 30,000 ～ 50,000 ドルになります。

部品が各ブランド専用であるため、機械工場では 1 つのブランドの射出成形機しか使用しないことがよくあります。あるブランドから別のブランドに変更するには多大な費用がかかります (ただし、金型コンポーネントは例外であり、異なるブランドと互換性があります。それぞれのブランドで使用できます)。ブランドのマシンは、特定のタスクを他のマシンよりもうまく実行します。

プラスチック射出成形機の基礎

プラスチック射出成形機の基本は、射出ユニット、金型、型締・エジェクターユニットの3つの主要部分で構成されます。次のセクションでは、射出成形ツールのコンポーネントに焦点を当てます。これらのコンポーネントは、スプルーおよびランナー システム、ゲート、金型キャビティの 2 つの半分、およびオプションのサイド アクションに分けられます。プラスチック射出成形の基礎のプロセスについて詳しくは、より詳細な記事「プラスチック射出成形の基礎」をご覧ください。

1. 金型キャビティ

金型キャビティは通常、A 面と B 面の 2 つの面で構成されます。コア (B 面) は通常、完成した部品を金型から押し出す突き出しピンを含む非表面的な内側です。キャビティ (A 側) は、溶融プラスチックが充填される金型の半分です。金型のキャビティには空気を逃がすための通気口が付いていることがよくありますが、そうしないと過熱してプラスチック部品に焼け跡が発生します。

2. ランナーシステム

ランナー システムは、液状プラスチック材料をスクリュー供給部から部品キャビティに接続するチャネルです。コールド ランナー金型では、プラスチックはランナー チャネル内および部品キャビティ内で硬化します。パーツが排出されると、ランナーも排出されます。ランナーは、ダイカッターで切り取るなどの手作業で切断できます。一部のコールド ランナー システムでは、3 プレート金型を使用してランナーと成形品を別々に自動的に排出します。この場合、ランナーは射出ポイントと成形品ゲートの間に追加のプレートによって仕切られています。

ホット ランナー金型では、フィード材料が成形品ゲートまで溶融状態に保たれるため、付属のランナーは生成されません。「ホット ドロップ」とも呼ばれるホット ランナー システムは、金型の出費を増やして無駄を削減し、成形制御を強化します。

3. スプルー

スプルーは、溶融プラスチックがノズルから入るチャネルであり、通常、プラスチックが金型キャビティに入るゲートにつながるランナーと交差します。スプルーは、ランナー チャネルよりも直径が大きいチャネルであり、適切な量の材料が射出ユニットから流れることを可能にします。下の図 2 は、部品金型のスプルーで追加のプラスチックが凝固した場所を示しています。

成形品のエッジ ゲートに直接スプルーを挿入します。垂直フィーチャは「コールド スラグ」と呼ばれ、ゲートに入る材料のせん断を制御するのに役立ちます。

4. ゲート

ゲートは、溶融プラスチックが金型キャビティに入ることができるようにするツールの小さな開口部です。ゲートの位置は成形品上に現れることが多く、ゲートの痕跡として知られる小さな粗い斑点やくぼみのような特徴として見られます。ゲートにはさまざまな種類があり、それぞれに長所とトレードオフがあります。

5.パーティングライン

射出成形品の主パーティング ラインは、射出のために 2 つの金型半体が互いに閉じるときに形成されます。これは、コンポーネントの外径の周りを走るプラスチックの細い線です。

6. サイドアクション

サイド アクションは、金型に追加されるインサートであり、材料がその周りに流れてアンダーカット フィーチャーを形成できるようにします。また、サイド アクションにより、部品を正常に取り出すことができ、ダイ ロックや、部品を取り外すために部品やツールを損傷しなければならない状況を防ぐことができなければなりません。サイド アクションは一般的なツールの方向に従わないため、アンダーカット フィーチャにはアクションの動きに固有の抜き勾配角度が必要です。一般的なサイド アクションの種類とそれらが使用される理由について詳しく読んでください。

アンダーカット形状を持たない単純な A および B 金型の場合、追加の機構を使用せずにツールで部品を閉じ、成形し、取り出すことができます。ただし、多くの部品には、開口部、ねじ山、タブ、その他のフィーチャーなどのフィーチャーを作成するためにサイド アクションを必要とする設計フィーチャーがあります。サイドアクションにより、二次パーティングラインが作成されます。