射出成形中に発生する気泡の問題をどのように解決しますか?

2025-12-23

精密射出成形において、部品の完全性を損なう内部欠陥は重大な懸念事項です。中でも、成形品内部に空洞やガスポケットとして現れる気泡の問題は特に深刻です。気泡は構造強度を弱め、目に見える表面欠陥を引き起こし、部品の故障につながる可能性があります。GV MOLD私たちは、これを単一の問題としてではなく、金型設計、材料、プロセスにおける複数の潜在的な根本原因を伴う症状として捉えています。解決には、体系的な診断戦略が必要です。

「バブル」の2つの主な種類を理解する

まず、原因が異なるため、2 つの主な形成を区別することが重要です。

ガス泡（真のガス閉じ込め）：これらは通常球形で、ランダムに、または充填終了時に発生します。金型キャビティから逃げられなかった空気やガスが閉じ込められることで発生します。
真空ボイドまたは収縮気泡：これらは、厚肉部（肉厚）に不規則なボイドとして現れることが多い。これは、材料が冷却される際に、外皮が急速に固化し、内部が引き剥がれることで生じる内部収縮によって発生する。

診断ガイド：原因とターゲットソリューション

1. 問題: 閉じ込められた空気またはガス

根本原因:

不十分な金型ベント：これが最も一般的な原因です。メルトフロントが前進する際に空気がキャビティから逃げられないと、空気は圧縮されて閉じ込められてしまいます。
フローフロントの収束が悪い:溶接ラインや深いリブやボスに空気が閉じ込められる可能性があります。
過剰な注入速度:速度が速いと乱流が発生し、空気が通気口から排出される前に閉じ込められる可能性があります。

GVモールドソリューション:

ベント設計の最適化：十分なベントが適切に配置され、かつクリーンな状態で金型を製造します。これには、パーティング面、エジェクタピン周囲、スライド内のベントが含まれます。複雑な形状の場合は、専用のベントインサートまたはエジェクタピンベントを使用します。
金型フロー解析を活用する:金型設計段階では、金型フロー解析ソフトウェアが充填パターンをシミュレートしてエアートラップの位置を予測し、通気口を戦略的に配置してゲート設計を調整し、層流を促進することができます。
プロセス調整：初期の射出速度を遅くしたり、空気を逃がす速度プロファイルを設定すると非常に効果的です。また、パック圧力を戦略的に活用することで、残留ガスを圧縮することもできます。

2. 問題: 材料内の水分

根本原因:

乾燥不足：吸湿性樹脂（例： PA/ナイロン、PC 、PET 、ABS ）は空気中の水分を吸収します。適切に乾燥しないと、この水分は高温のバレル内で蒸気となり、部品全体にガス泡の筋を形成します。

GVモールドソリューション:

厳格な乾燥プロトコルの実施：材料は樹脂サプライヤーの仕様に従い、必要な時間と温度で乾燥されることを義務付け、検証しています。適切な空気流量と露点監視を備えた乾燥剤乾燥機の使用は不可欠です。
適切な材料の取り扱い:乾燥した材料は、成形機のホッパーに入る前に再吸収を防ぐために、湿度の低い環境で保管および搬送します。

3. 問題: 材料の劣化または揮発性物質

根本原因:

過剰な溶融温度:バレル温度が高すぎるとポリマー鎖が分解され、ガス状の副産物が生成される場合があります。
局所的な過熱:バレル内の停滞領域や不適切なホットランナーシステムにより、材料が加熱され、劣化する可能性があります。
汚染された材料または規格外の材料:一部の添加剤または汚染された再生材はガスを放出する可能性があります。

GVモールドソリューション:

精密な温度制御：最小有効溶融温度を確立し、維持します。また、デッドスポットの発生を防ぐため、ホットランナーシステムはバランスの取れた加熱と流路設計を採用しています。
バレルとスクリューのメンテナンス:定期的なチェックにより、機器内に劣化した物質が蓄積していないことを確認します。
材料検証:重要な試験に認定された未使用の材料を使用すると、変数を分離するのに役立ちます。

4. 問題: 充填圧力と保持圧力が不十分

根本原因:

不十分なパック/圧力時間:保持フェーズが短すぎると、材料が冷えて収縮してもキャビティが満たされず、厚い部分に真空ボイドが発生します。

GVモールドソリューション:

保圧パラメータの最適化：収縮を補正するために、適切な保圧レベルと保圧時間を決定します。この圧力はゲートが密閉されるまで適用する必要があります。
ゲート設計の最適化：適切なサイズのゲートは効果的な圧力伝達を可能にします。当社は、充填を促進し、適切なタイミングで凍結するゲートを設計します。

5. 問題: 金型温度と冷却速度の不均衡

根本原因:

過度の金型温度差:キャビティの片側がもう片側よりもはるかに速く冷却されると、不均一な収縮やボイド形成が発生する可能性があります。
厚い部分での冷却不良:厚い部分での冷却チャネルのレイアウトが不十分だと、内部がまだ溶融して収縮している一方で、外部が固まってしまう可能性があります。

GVモールドソリューション:

高度な冷却設計：コンフォーマル冷却回路またはバッフル／バブラー回路を採用し、特に重要な厚肉部において均一かつ効率的な冷却を実現します。適切な金型温度制御を維持します。
バランスのとれた壁厚:当社の製造性を考慮した金型設計 (DFM)サービスは、均一な壁厚を実現して冷却を均一化し、収縮応力を軽減することを推奨しています。

GV MOLDの優位性：精密エンジニアリングによる予防

でGV MOLD私たちは、バブルの問題に対する最も効果的な解決策は、その発生源を防ぐことだと考えています。

シミュレーションによるプロアクティブな設計:金型フロー解析への先行投資により、エアトラップを視覚化して排除し、ゲートとベントの設計を最適化し、製造開始前に梱包の有効性を予測することができます。
精密金型製造:当社の金型工場では、完璧な通気チャネル、完璧にバランスのとれた冷却システム、乱流と停滞を最小限に抑えるスムーズな流路を備えたツールを製造しています。
科学的なプロセス開発:金型試験では、単に部品を追うだけではなく、材料の挙動と金型のダイナミクスを考慮した堅牢で文書化されたプロセスウィンドウを確立し、安定した気泡のない生産を保証します。
総合的な専門知識:当社は、金型設計、金型鋼の選択、表面仕上げ (金型研磨)、および射出成形プロセス自体の間の複雑な相互作用を理解しています。