機械を通してプラスチックが金型に入る「経験」に焦点を当てることで、射出成形プロセスを簡素化できます。この視点は、「プラスチックの視点から見た射出成形」または科学的な射出成形と呼ばれます。プロセス、ツール、材料、部品の設計変更を検討する際に、プラスチックの挙動や応答を考慮することは非常に役立ちます。射出成形機では調整できるパラメータが多数ありますが、これらの調整は 1 つ以上の物理的な塑性状態に影響を与えることを認識することが重要です。 4 つの主な塑性状態は次のとおりです。
プラスチック温度
プラスチック流量
塑性圧力
プラスチックの冷却速度と時間
プラスチックの圧縮性により、以下のランナー システム、ゲート、キャビティを通じて圧力損失、圧力勾配、圧力差を検出します。圧力損失、圧力勾配、圧力差という用語はすべて、さまざまな程度のプラスチックの物理的圧縮を指します。どうしてそのような行為が可能なのでしょうか？プラスチックは、ポリマー分子間に空間があり、その体積は加えられる温度と圧力に依存するため、圧縮性媒体です。実際の圧力損失を説明する 1 つの方法は、圧縮空気の使用を考慮することです。コンプレッサー自体の圧力とホースの端の圧力を測定すると、圧力の低下が観察されます。たとえば、エアコンプレッサーが 80 psi を発生するが、100 フィートのホースの端で測定された空気圧が 75 psi であるとします。空気は圧縮できるため、5- フィートのホースに沿って 100 psi の圧力損失が発生します。議論のために、摩擦損失が存在する場合でも、その影響を無視します。プラスチックに注意を戻し、射出成形プロセスの保持段階で検出される金型キャビティ内の圧力に注目してみましょう。図 1 では、金型キャビティ内の圧力センサーは、位置 A (リア ゲート) と位置 B (金型キャビティの充填の終わり) にあります。スクリュー前部の保持段階中に 15000 psi の圧力がプログラムされていると仮定します。この理論的な例から、スクリューの前面から A までのキャビティ圧力センサーの圧力損失は 6000 psi で、A と B に位置するセンサー間の圧力損失は 2000 psi であることがわかります。この現象を概念化するには、箱を受け取る段階でスポンジを押すことを想像してください。圧力がかかるとスポンジは圧縮され、スポンジの長さに沿って伝わる圧力の量が減少します。
出典: ウンベルト・カティニャーニ
この圧力損失により、ゲート後の位置 A でのプラスチックの圧縮度が高くなり、充填終了時の位置 B での圧縮度が高くなり、プラスチック部品に影響を及ぼし、プラスチックの保持圧力が増加します。また、B 位置での収縮に比べて、A 位置での塑性収縮率は小さく、A 位置でのプラスチック部品のサイズは大きくなりますが、B 位置での保持圧力は小さくなります。 Bの位置の(部品幅など)が小さくなります。この図は、収縮痕の数が多く、深刻度が高いプラスチック コンポーネントの例を示しています。収縮マークの変化は、金型キャビティ内の圧力損失、およびゲート付近の圧力の増加と全体の収縮の減少によって引き起こされます。今後、プロセス設定の変更や工具、材料、部品の設計を行う際には、この現象を考慮してください。
射出成形品の圧力損失
出典: ウンベルト・カティニャーニ
