金型の表面焼けの問題をどうやって解決するか?
高速・高圧のプラスチック射出成形の世界では、部品の表面仕上げを完璧にすることは譲れません。この仕上げを損なう最も根強く厄介な欠陥の一つが表面焼けです。これは、成形部品に黒や茶色の筋、変色、または焦げたような外観が現れることでよく見られます。GV MOLD精密金型製造とプロセス最適化における当社の専門知識により、この問題の根本原因を特定するだけでなく、永続的な解決策を実装することが可能です。表面焼けのメカニズムと、それを解決するための体系的なアプローチについて見ていきましょう。
表面焼けとは何か？そしてなぜ起こるのか？
表面焼け（ディーゼル化とも呼ばれる）は、プラスチック樹脂の熱劣化です。金型キャビティ内に閉じ込められた圧縮空気が、射出成形された溶融樹脂の極度の熱と圧力によって発火することで発生します。急速な圧縮によって空気は加熱され、文字通りプラスチックを焼き尽くします。その結果、見苦しい、そして多くの場合、構造的に脆弱な跡が残ります。
主な原因はほとんどの場合、不十分なベントです。しかし、解決策を見つけるには、金型、材料、機械の包括的な分析が必要です。
表面焼けの診断と解決への体系的なアプローチ
表面焼けの解決は、単一の修正を施すのではなく、的を絞った調査を行うことです。GV MOLDでは、以下の構造化された診断フレームワークを採用しています。
1. 金型の通気口を調査して最適化する
これは、対処すべき最初の、そして最も重要な領域です。
ベント設計の評価：ベントは、空気を逃がすのに十分な深さを確保しつつ、樹脂のバリを防ぐのに十分な浅さを確保する必要があります。ベントは、充填終了時、および金型流動解析によってエアトラップが予測される場所に戦略的に配置する必要があります。
通気口の状態を確認：時間の経過や生産工程の進行に伴い、通気口は離型剤の残留物や劣化したプラスチックによって詰まることがあります。定期的な金型のメンテナンスと清掃は不可欠です。
アクティブベントソリューションの導入：深いリブや問題のある箇所には、エジェクタピンベントや専用のベントインサートの使用を検討してください。キャビティから大気まで、ベント経路全体が確実にクリアであることが重要です。
2. 射出成形プロセスパラメータの確認と調整
マシンの設定により、問題が誘発されたり、悪化したりすることが多々あります。
射出速度を下げる：射出速度が速すぎると、メルトフロントがベントを密閉する前にエアがベントから抜け出す時間がなくなり、エアが閉じ込められてしまう可能性があります。初期充填速度を遅くすると、非常に効果的です。
溶融樹脂と金型温度の最適化：溶融樹脂温度が高いと劣化につながる可能性がありますが、金型温度が低すぎると溶融樹脂の先端が急速に冷却・固化し、ベントパスが閉塞する可能性があります。このバランスを微調整することが重要です。
背圧とスクリューの回転速度を確認する:可塑化中に背圧が高かったり、スクリューの回転速度が速すぎると、溶融物自体に空気が入り込み、キャビティ内に侵入する可能性があります。
3. 材料の取り扱いと選択を評価する
適切な乾燥を確保する:吸湿性のある樹脂（ PA/ナイロンなど）は、PC 、PET ）は加工前に徹底的に乾燥させる必要があります。樽内の水分は蒸気となり、閉じ込められたガスの原因となり、焦げ付きや泡立ちの問題を引き起こす可能性があります。
汚染または再研磨の確認:汚染された材料や、再研磨の割合が高すぎると、樹脂の熱安定性が低下し、劣化しやすくなります。
4. 金型の設計と状態を調べる
金型流動解析の実施:金型設計段階での積極的な金型流動解析は、金型鋼を切断する前にエアトラップの位置を予測し、ゲート設計とベントレイアウトを最適化するのに非常に重要です。
ゲートとランナーの設計を確認する：ゲートのサイズや位置が適切でないと、乱流充填が発生し、空気が閉じ込められる可能性があります。同様に、多数個取り金型のランナーシステムのバランスが崩れると、一部のキャビティで過充填が発生し、ベントが早期に密閉される可能性があります。
損傷の検査:シールが損傷または摩耗していないか確認します。損傷または摩耗があると、金型ベースまたは油圧システムからのオイルやその他の汚染物質がキャビティに入り込み、燃える可能性があります。
GV MOLDのメリット：最初から表面焼けを防止
製造現場でのトラブルシューティングは必要ですが、最も費用対効果の高い戦略は、専門家による設計と製造による予防です。
ベントを考慮したDFM：当社の金型設計プロセスでは、ベント戦略を最優先に考えます。特定の材料と部品形状に基づいて、最適なベントの位置、深さ、ランド長を指定します。
完璧なシールを実現する精密製造：最先端の金型工場では、キャビティ、コア、スライド、インサートといった金型部品が高精度に接合されることを保証します。これにより、バリの発生リスクを最小限に抑えながら、パーティング面やその他の接合部における効果的かつ制御されたベントを実現します。
高度な金型用鋼と表面処理:当社は、適切な硬度と靭性を備えた金型用鋼を選択し、研磨性を高め、焼けの原因となる材料の固着傾向を軽減できるターゲットを絞った表面処理を施します。
包括的な金型試験：厳格な金型試験プロセスにおいて、表面欠陥を綿密に検査します。プロセスパラメータを体系的に調整し、必要に応じて、金型を納品する前に、現場でベントを修正し、焼けを防止します。
表面の焦げによる欠陥で製品の品質が低下したり、生産速度が低下したりするのは避けたいものです。GV MOLDは、最初のショットからクリーンかつ効率的に稼働する金型設計をご提供します。次のプロジェクトについてご相談いただくには、今すぐお問い合わせください。
GV MOLD – 完璧な表面をエンジニアリングし、申し分のない品質を実現します。
