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成形不良


反り、ネジレ

 反り発生の要因として、
・金型温度分布差に伴う面収縮差や成形品板厚差に依存する収縮差、冷却時間差
・分子配向に伴う残留応力(結晶化度差)
 繊維強化材料の場合には流動方向と流動垂直方向の収縮差が大きく、金型設計段階においてゲートデザイン(点数、位置)は十分に考慮

 例えば、理想的に成形品格部位の収縮量(率)が同様であれば、単にキャビティーより相似的に小さくなるだけで使用する材料特性の成形収縮率の大小に関わらず、反りの発生には至りません。 しかしながら、実際の成形では前記した要因が複雑に介在し、金型拘束から開放された取り出し後、 内部歪が最小(エネルギー最小)レベルになろうとし、成形品に反り変形を発生します。 一方、成形品の冷却が不十分な場合、突出し機構の不備に伴う変形にも配慮し、金型設計する必要があります。

 一方、成形品外表面が収縮力に耐えうる強度(固化層を有する)を有する場合には、内部にヒケ巣(ボイド)が発生し、外観上問題には至らないケースもあります。 また、製品形状(ボス、リブ、板厚、偏肉等)や金型構造 (冷却管デザイン、金型材質、冷却媒体等)に起因する潜在的要因については、製品設計、金型設計の段階で事前対策を講じなければヒケは解消しません。



ヒケのチェックポイントと項目


原因(1)
成形品形状によるもの
原因(2)
金型によるもの
  • 金型温度分布不均一、冷却回路が長すぎる(IN→OUTの温度差大)、コントロール不備、冷却方法。
  • 低熱伝導率(冷却効率が低い)
  • ゲート点数不足、位置不備による保圧過程の圧力分布不均一。
  • 突き出しバランス不備、突き出しピン単位面積に対するエジェクト荷重が過大。
  • コア抜き方向ミガキ不足、抜き勾配不足。
原因(3)
成形機及び付帯設備によるもの
  • 型締め力不足 … 十分な保圧条件(圧力、時間)が設定不可。
  • 金型温調器 … 冷媒の流量不足(レイノルズ数が乱流域に達しない)、金型熱容量に対し性能不足。
原因(4)
成形条件によるもの
  • 材料温度が低い … 粘度が高いと圧力伝播性が低下し、保圧過程に収縮量の均一化が図れない。
  • 金型温度 … 過度に低い場合、粘度が高くなり圧力伝播性が低下し、保圧過程に収縮量の均一化が図れない。 配向(応力)緩和されないまま凍結(固化)され、異方性を持った残留応力。
  • 射出圧力が高いまたは低い(樹脂流動特性を超える流動長)。
  • 保圧圧力が高いまたは低い(ゲート近傍のオーバーパック、ゲートシール不足によるバックフロー。
  • 保圧時間が短いまたは長い(ゲート近傍のオーバーパック、ゲートシール不足によるバックフロー)。
  • 冷却時間が短い(材料強度の温度依存性)。

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