プラスチック射出成形に使用される金型は、プラスチック金型またはプラスチック射出成形金型と呼ばれます。プラスチック金型は、鋼板と他の金型部品を組み合わせて作られ、結合して金型全体を形成し、その後、確実に組み立てられて射出成形機に取り付けられ、熱可塑性樹脂を目的の形状に塗布して目的を達成します。ほとんどのプラスチック製品はプラスチック金型によって成形されます。プラスチックの成形特性に応じて、プラスチック金型は熱硬化性金型と熱可塑性金型に分けられます。射出成形金型は、成形プロセスを実行する際に、多くの要求を同時に満たさなければなりません。金型キャビティの形状を有するプラスチック部品を形成するには、金型のキャビティ内にポリマー溶融物が含まれていなければなりません。
プラスチック金型のメリット
高い生産効率
プラスチック金型は迅速な生産を実現し、複雑な形状や精密な部品を生産できます。現代の工業生産では、プラスチック金型を適用することで手作業、生産時間、コストを大幅に削減できます。従来の手作業に比べ、プラスチック金型の生産効率は数倍高くなります。
コスト管理の利点
プラスチック金型は製造コストが比較的安く、大量生産が可能です。プラスチック成形プロセス中に必要なのは単純な工具と設備だけであり、コスト管理において一定の利点があります。さらに、一部の大企業では、プラスチック金型の二次加工用の加工や修理も行うことができ、より持続可能な生産を実現できます。
安定した品質
プラスチック金型は、最新の製造プロセスと材料を使用してプラスチック製品の品質と精度を確保し、一定の品質の安定性を実現します。従来の生産方法と比較して、プラスチック金型で生産される製品の品質はより均一であり、手動加工時のエラーや不安定性が回避され、製品品質の一貫性と信頼性が確保されます。
優れた設計柔軟性
プラスチック金型は、さまざまな顧客のニーズに応じてカスタマイズすることができ、さまざまな業界や分野のニーズを満たすために、さまざまな形状と高精度のプラスチック製品を生産することができます。設計の点では、プラスチック金型はより柔軟であり、さまざまな生産ニーズに適応できるため、企業の生産効率が向上します。
私たちを選ぶ理由
私たちの工場
Shenzhen Innolead Intelligent Co.,Ltd は、中国深センの現地企業です。 Innolead は、ISO 9001:2015 標準認証で保証された、世界中の企業向けの金属および電子製品の製造の効果的なアウトソーシングを専門としています。 Innoleadは、海外での信頼できるサプライチェーン管理を確立することにより、お客様に最速、低コスト、最高品質の製品を提供します。
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サービス
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プラスチック金型設計の基礎
部品設計の考慮事項
プラスチック金型の設計は部品要件から始まります。設計者は、部品の形状、寸法公差、表面仕上げを注意深く分析し、金型を作成するための最適なアプローチを決定します。成形可能であることを保証するために、部品の形状は機械クランプの範囲内にある必要があり、部品を簡単に取り出せるように抜き勾配が正しい必要があります。
材料の選択
材料の選択は、プラスチック金型設計の重要な側面です。粘度や熱伝導率などの材料特性は、冷却チャネル、金型温度、射出圧力などの金型設計に影響を与えます。設計者は、効果的な金型設計を開発するために、材料の融点、収縮、反りの特性を考慮する必要があります。
ゲートのデザイン
ゲートの設計は、プラスチック成形部品の製造を成功させるために非常に重要です。ゲートは、溶融プラスチックが金型キャビティに入り、充填プロセスの準備を整えるポイントです。ゲート サイズは、製品タイプ、材料特性、射出圧力に基づいて適切である必要があり、その位置は取り外しが容易になるように最適化する必要があります。
金型設計
金型の設計には、キャビティの数、ランナー、冷却システム、パーティング ラインの決定、突き出しなどの要素が含まれます。これらの要素は、プラスチック成形プロセスの品質と効率に大きく貢献します。充填、保圧、冷却のバランスは、金型の設計時に考慮する必要がある重要な要素です。
製造のための設計
設計者は金型設計プロセスにおいて製造プロセスを考慮する必要があります。アンダーカット、ねじ、スナップフィットなどのフィーチャーは、慎重に設計および実装されない限り、製造が困難になる場合があります。部品固有の突起、面取り、リブ、位置合わせ機能を金型に組み込むと、製造が容易になり、部品の性能が向上します。
ドキュメント
プラスチック金型の設計は、金型を作成して終わりではありません。 2D/3D 図面、部品表、メンテナンスと修理のガイドライン、安全手順などの包括的な文書は、効率的なコミュニケーションと金型のライフサイクルの容易なナビゲーションを確保するために重要です。ドキュメントは定期的に更新され、正確かつ最新の状態に保たれます。
プラスチック金型の構造は機能別に分けられます。
注湯システム
これは、プラスチックが射出ノズルからキャビティに入る前のランナーの部分であり、主流路、コールド キャビティ、マニホールド、ゲートが含まれます。注湯システムと成形部品はプラスチックと直接接触しますが、プラスチックや製品によって異なります。これらは金型の中で最も複雑で多様な部品であり、最高レベルの仕上げと精度が要求されます。
成形品システム
製品の形状を構成する動的金型、固定金型およびキャビティ（凹型）、コア（凸型）、成形ロッドなどのさまざまな部品の組み合わせです。
コアは製品の内面を形成し、キャビティ（凹型）は製品の外面を形成します。金型が閉じられた後、コアとキャビティが金型のキャビティを形成します。
工程や製造上の要求に応じて、中子と凹型を複数のブロックで組み合わせたり、一体化して加工の難しい部分のみインサートを使用したりする場合もあります。
温度調節システム
射出プロセスの金型温度要件を満たすには、金型の温度を調整する温度調整システムが必要です。熱可塑性射出成形金型の場合、冷却システムは金型を冷却するように設計されています (金型を加熱することもできます)。
金型を冷却する一般的な方法は、金型内に冷却水路を開いて循環する冷却水を利用して金型の熱を奪うことです。金型の加熱には冷却水以外に温水や熱油を使用することも可能です。ただし、このプロセスは、金型内および金型の周囲に電気発熱体を設置することによっても実行できます。
排気系
空気のキャビティ内で射出成形プロセスを実行するため、金型からガスによってプラスチックの溶融が発生し、設置されます。プラスチック金型排気システムは、通常、金型内のスロットで空気出口を開いて、元のキャビティの空気を排出し、ガスに溶解します。
指導体制
移動金型と固定金型が正確に位置合わせされ、金型が閉じられるときにセットアップされるようにするには、金型内にガイド要素を設ける必要があります。射出成形金型では、通常 4 組のガイド ピラーとガイド ブッシュを使用してガイド部を形成します。場合によっては、位置決めを補助するために、可動金型と固定金型にそれぞれ内側と外側のテーパー面を設定する必要があります。
エジェクターシステム
これには通常、エジェクタ ピン、前面および背面のエジェクタ プレート、エジェクタ ピン ガイド バー、エジェクタ ピン リセット スプリング、エジェクタ プレート固定ネジ、およびその他の部品が含まれます。金型内で製品が成形され冷却されると、前型と後型が分離されて型開きされます。さらに、ランナー内のプラスチック製品とその凝縮材料は、射出成形機のエジェクターピンという押し出し機構によって金型キャビティおよびランナーの位置から押し出されたり、引き出されたりして、次の射出成形作業サイクルを実行します。
プラスチック金型に使用される材料
ナイロン(PA)
ナイロンは、ポリアミド (PA) で構成される合成ポリマーのファミリーの名前です。ナイロンはシルクのような熱可塑性プラスチックで、通常は石油から作られ、繊維、フィルム、または形状に溶融加工できます。ナイロンポリマーは多くの商業用途に使用されています。
ABSプラスチック
ABS（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）は、多くの市販製品に使用されている高強度の汎用エンジニアリングプラスチックです。 ABSは耐久性があり、軽量です。ポリブタジエンの存在下でスチレンとアクリロニトリルを重合させることによって生成されるターポリマーです。割合は、アクリロニトリル 15% ～ 35%、ブタジエン 5% ～ 30%、スチレン 40% ～ 60% と異なります。
ポリカーボネート(PC)
ポリカーボネートは、融点が比較的高い (155 度) ため、高温環境でも使用できる高性能、透明なエンジニアリング グレードの熱可塑性プラスチックです。これらの品質は高価になりますが、この点は多用途性のポリカーボネートによってバランスがとれています。
この熱可塑性プラスチックの主な特徴は、靭性と高強度を中心としており、これは衝撃に対する耐性と耐破壊性を意味します。これらの抵抗は、材料の高密度 (1.2 – 1.22 g/cm3) によって補完されます。
アセタールコポリマー（POM）
アセタールは、化学名「ポリオキシメチレン」を持つ熱可塑性プラスチックの一種の一般名です。半結晶材料であるアセタールは、摩擦係数が低く、優れた摩耗特性を持っています。
アセタールホモポリマー
アセタールホモポリマーは、剛性、優れた耐クリープ性、靱性、寸法安定性、潤滑性、表面硬度、および低吸湿性を備えた、丈夫で弾力性のあるプラスチックです。
加工熱可塑性ポリウレタン (ETPU)
熱可塑性ポリウレタンは柔らかく弾力性があり、引張強度と引裂強度に優れています。このため、ゴムのような弾性が要求される部品の製造によく使用されます。 ETPU は他の樹脂に比べて高価ですが、保護ワイヤーやケーブルのシースなど、多くの用途で代替品はありません。もう 1 つの利点は、TPU により、手にしっかりと持つ必要がある製品のグリップ力が向上することです。
液晶ポリマー
液晶ポリマー (LCP) は、液晶特性を持つポリマーで、通常はメソゲンとして芳香環を含んでいます。未架橋の LCP にもかかわらず、液晶エラストマー (LCE) や液晶ネットワーク (LCN) などのポリマー材料も液晶性を示すことがあります。どちらも架橋 LCP ですが、架橋密度が異なります。これらはデジタルディスプレイ市場で一般的に使用されています。
直鎖状低密度ポリエチレン
直鎖状低密度ポリエチレンは、包装業界で最も一般的に使用される包装フィルムの 1 つです。密度の低下は、結晶化度を低下させる際に分岐のように機能する側鎖を主鎖に配置するコモノマーを使用することによって実現されます。柔らかく柔軟性のある素材です。
アクリル(PMMA)
アクリルガラスとしても知られる PMMA は、飛散防止ガラスの代替品としてよく使用される透明な熱可塑性プラスチックです。 PMMA は完全にリサイクル可能ですが、ガラスとの類似性により、通常、耐衝撃性、難燃性、耐薬品性、紫外線フィルターなどの特定の特性を強化するために、さまざまな添加剤や充填剤と組み合わせられます。
ポリスチレン(PS)
ポリスチレンは、比較的低コストであるため、包装用途や消費財に非常に一般的に使用されるプラスチックです。しかし、PS ベースの猫砂は腐敗するまでに非常に長い時間がかかります。種類に応じて、PS は熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性プラスチック (加工のために溶融しないプラスチック) のいずれかに分類できます。
ポリプロピレン(PP)
ポリプロピレンはプロピレンモノマーの組み合わせから作られます。産業用自動車から消費者向け製品に至るまで、あらゆるものに使用されています。このプラスチックの注目すべき特徴は、接着剤に対する耐性があり、この材料で作られた部品に接着剤が付着しにくいことを意味します。このため、通常、接合が必要な場合には常に溶接が使用されます。
プラスチック金型の種類
低キャビテーション/高キャビテーション
シングルキャビティ金型は、サイクルごとに 1 つの部品を生産するように設計されています。これらは部品の量が少ない場合、製造コストが低いため、コスト効率の高いアプローチとなります。リードタイムも短くなります。
ファミリーモールド
ファミリ金型には 1 つの金型ベースがありますが、2 つ以上の異なるキャビティがあり、2 つ以上の異なる部品の製造が可能です。すべての部品を同時に生産することも、シャットオフを使用して選択したキャビティへの生産を分離することもできます。成形で最良の結果を得るには、特にすべての部品を同時に実行する場合は、部品のサイズ、形状、樹脂、予想される体積が類似している必要があります。製造中または製造後にピースを分離するために自動化が必要になる場合があります。
金型の取り外し
金型のネジを外すことは、プラスチック部品内にネジ穴を作成する最も一般的な方法です。これらの金型は、プロセスに組み込まれた小型駆動システム (ラック & ピニオン、電気モーター、または油圧モーター) で自動化され、ねじ付きフィーチャーを回転させてアンダーカット フィーチャーを抽出します。ねじは内ねじまたは外ねじにすることができ、抜き取りはプレスサイクルに組み込まれます。
ホットランナー金型
ホット ランナー ツールは、温度制御されたマニホールドを使用して、サイクルからランナーのスクラップを大幅に削減または排除します。射出ポイントは、成形品の外側に配置することも、成形品の中に直接配置することもできます。スプルーまたはランナー システムが金型サイクルの決定要因となることが多いため、これによりサイクル タイムが大幅に改善されます。また、ランナーを排除することで、高価な無駄な材料を節約できます。
コールド ランナー金型
コールド ランナー金型は、スプルーとランナーを利用して部品にゲートを入れるという点で、より伝統的なツールの良い例です。これは通常、最も複雑でない形式ですが、大量の材料が無駄になり、実行サイクルが遅くなる可能性があります。用途に応じて、廃棄材料の一部は将来の使用のために再粉砕および再処理される場合がありますが、これは樹脂の物理的特性に影響を与える可能性があります。
断熱ランナー金型
断熱ランナー ツールは従来のコールド ランナー金型に似ていますが、カートリッジ ヒーターまたはその他の加熱方法を利用して溶融樹脂の周囲の層を形成し、断熱された「カル」を形成してホット ランナー システムと同様の効果を生み出します。このアプローチは、温度コントローラーを必要とするホット ランナーを使用するよりも安価であり、色や材質の変更をより迅速に行うことができるという利点もあります。ただし、絶縁ランナーはすべての種類の材料に適しているわけではなく、通常、要求の厳しいエンジニアリング グレードの樹脂ではうまく機能しません。
2/3 プレート
3 プレート金型はコールド ランナー ツールですが、ランナー システムに 3 番目のプレートを追加することで、射出ポイントをツール上のほぼ任意の場所に配置できます。これは通常、ホット ランナー システムを追加するよりも安価ですが、このタイプの金型には大きくて扱いにくいランナーが含まれることが多く、自動化がより困難になる可能性があります。
プラスチック金型のメンテナンス方法
クリーニング
定期的な掃除は欠かせません。汚れ、破片、残留物は、金型の性能や製品の品質を損なう可能性があります。超音波洗浄やドライアイス ブラストなどの非研磨洗浄方法を使用して、金型の完全性を確保します。
検査
洗浄後、金型に摩耗、損傷、位置ずれの兆候がないか検査します。亀裂、磨耗、錆、その他の欠陥がないかどうかを確認します。通気孔が詰まると、部分的な火傷やショートショットが発生する可能性があるため、通気孔に細心の注意を払ってください。
潤滑
金型の可動部分に潤滑剤を塗布して摩耗を軽減し、スムーズな動作を確保します。汚染を避けるために、成形する材料と互換性のある潤滑剤を使用してください。
研磨
プラスチック部品の良好な仕上げを維持するために、金型の表面を研磨します。金型の寸法が変化し、部品の不一致が生じる可能性があるため、過度に研磨しないでください。
修理
検査中に損傷したコンポーネントが見つかった場合は、直ちに修理または交換してください。小さな問題でも、すぐに対処しないとすぐに大きな問題になる可能性があります。
予防保守
メーカーの推奨とツールの特定の使用履歴に基づいて、予防メンテナンス スケジュールを実施します。これには、金型の緩みの確認、注油、洗浄などの作業が含まれます。
温度管理
金型の冷却/加熱システムが効果的に機能することを確認します。温度変化により応力が発生し、金型に亀裂や歪みが生じる可能性があります。
ストレージ
使用しないときは、錆や劣化を防ぐため、金型を管理された環境に保管してください。適切に密封し、乾燥した温度管理された場所に保管してください。
よくある質問
Q: プラスチック金型とは何ですか?
Q: 最も強いプラスチック金型は何ですか?
Q：プラスチック金型の種類は何種類ありますか？
Q: プラスチック金型は何からできていますか?
Q: プラスチック金型の寿命はどのくらいですか?
Q: プラスチック金型はどのように使用しますか?
Q: プラスチックの型は再利用できますか?
Q: 射出成形用のプラスチックはどのように選択すればよいですか?
Q: 射出成形金型の動作原理は何ですか?
Q: プラスチック射出成形金型の構造は何ですか?
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