脆性と解決策

Dec 03, 2025

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燃焼(炭化)と解決策

脆性と解決策

射出成形、プラスチック部品の耐衝撃性は原材料に比べて大幅に低下します。この現象を脆性といいます(右図参照)。脆性の直接の原因は、プラスチック部品の過剰な内部応力です。

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プラスチック部品が脆くなる原因とその解決策は次のとおりです。

 

材料

① 射出成形前に適切な乾燥条件を設定してください。プラスチックを数日間継続して乾燥させたり、過度の高温で乾燥させたりすると、揮発性物質は除去できますが、特に熱に弱いプラスチックの場合、材料の劣化を引き起こしやすくなります。-

② リサイクル材の使用を削減し、バージン材の比率を高める。

③ 適切な材料を選択し、高強度プラスチックを選択します。-

金型設計

メイン ランナー、枝ランナー、ゲートのサイズを大きくし、ランナーの鋭い角を避けてください。メイン ランナー、ブランチ ランナー、またはゲートのサイズが小さすぎる場合や、鋭利な角がある場合は、過剰なせん断熱が発生しやすくなり、ポリマーの分解が発生する可能性があります。

 

射出成形機

適切なスクリューを選択すると、可塑化中の温度分布がより均一になります。材料の温度が不均一であると、局所的な領域で過度の熱が蓄積し、材料の劣化を引き起こす可能性があります。

 

プロセス条件

① バレルとノズルの温度を下げる:

②背圧、射出圧力、スクリュー速度、射出速度を下げて過度のせん断熱を減らし、ポリマーの分解を防ぎます。

③ 脆性の原因がウェルド ラインの強度不足である場合、溶融温度と射出圧力を高めることでウェルド ラインの強度を向上させることができます。

④ 型開速度、突出速度、突出圧力を下げる。

(5) 部品の設計 部品の中央にある流体が流れる部品の壁は過度に薄いものであってはなりません。同時に、応力亀裂や大幅な厚さの違いが発生しやすい部品上の鋭い角、インサート、ノッチ、その他の構造を避けてください。

 

ひび割れ(ひび割れ)とその解決策

射出成形後、プラスチック部品の表面に亀裂が発生し、下図に示すように、クラックと呼ばれるさまざまな長さやサイズの亀裂がいくつか形成されます。不適切なゲート形状や位置設計に起因する過剰な保持時間、過剰な射出/保持圧力、不十分な離型 (強制排出)、プラスチック部品の過剰な内部応力や分子配向応力などが、すべてクラック欠陥の原因となる可能性があります。具体的な分析は以下の通り。

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具体的な分析は次のとおりです。

 

残留応力が高すぎる

そこで、金型の設計・製作においては、圧力損失が少なく、高い射出圧力に耐えられるダイレクトゲートの採用が可能です。フォワード ゲートは複数のピンポイント ゲートまたはサイド ゲートに置き換えることができ、ゲート直径を小さくすることができます。-サイドゲートの設計には、成形後に欠損部分を除去できるタブ-タイプのゲートが使用できます。プロセス操作の観点からは、射出圧力と残留応力は正比例するため、射出圧力を下げて残留応力を減少させるのが最も簡単な方法です。バレルと金型の温度は適切に上げる必要があり、一方、メルトと金型の温度は下げる必要があります。配向現象を示す分子鎖の回復時間を長くできるように、金型内のプリフォームの冷却時間と冷却速度を制御する必要があります。

 

外力による残留応力集中

一般に、この種の欠陥は常にエジェクタ ピンの周囲で発生します。このような欠陥が現れた場合は、排出装置を注意深く検査し、調整する必要があります。エジェクターピンは、ボスや補強リブなど、離型抵抗が最も大きい場所に配置する必要があります。突き出し面積の制限によりエジェクタピンの数を増やせない場合には、面積の小さいエジェクタピンを複数本使用する方法が考えられます。金型キャビティの抜き勾配が不十分な場合も、プラスチック部品の表面に傷やシワが発生します。

 

成形材料と金属インサートの熱膨張係数は異なります

特に始動直後にプラスチック部品の表面亀裂が発生する場合、これは主にインサートが冷たすぎることが原因であるため、金属インサートは予熱する必要があります。また、インサートの材質を選択する際には、可能な限りプラスチックの線膨張係数に近い材質を使用する必要があります。

成形材料を選択する際には、可能な限り高分子量プラスチックを使用する必要があります。低分子量の成形材料を使用する必要がある場合は、インサート周囲のプラスチックの厚さをより厚く設計する必要があります。

 

不適切または不純な原材料

実際には、低粘度の多孔質プラスチックは亀裂が入りにくいことがわかっています。{0}したがって、製造時には、特定の状況に基づいて適切な成形材料を選択する必要があります。作業中は、亀裂が発生しやすいため、ポリエチレンやポリプロピレンなどのプラスチックを混合しないように特別な注意を払う必要があります。成形プロセスでは、離型剤も溶融物にとって異物です。不適切に使用すると亀裂が発生する可能性があるため、使用量は最小限に抑える必要があります。

 

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プラスチック部分は無理な構造設計となっております。

プラスチック部品の形状や構造における鋭い角や切り込みは応力が集中しやすく、表面に亀裂や破損が発生します。したがって、プラスチック部品の外側と内側のコーナーは、可能な限り大きな半径で丸くする必要があります。実験によると、遷移半径とコーナーの壁の厚さの最適な比率は 1:1.7 です。

 

金型の亀裂がプラスチック部品の表面に反映されます。

射出成形中、金型には繰り返し射出圧力がかかり、キャビティ内の鋭いエッジ、特に冷却穴付近に疲労亀裂が発生します。金型キャビティ表面の亀裂がプラスチック部品表面に反映されると、部品表面の亀裂は常に同じ場所に同じ形状で連続的に発生します。このような亀裂が発生した場合は、対応するキャビティ表面に同一の亀裂がないか直ちにチェックする必要があります。反射によるクラックの場合は、金型を機械加工により修正する必要があります。

経験上、PS および PC 製品は亀裂が発生しやすいことがわかっています。過剰な内部応力によって発生した亀裂は、焼鈍により除去することができます。

 

ひび割れの原因と解決策

 

  原因分析 解決
1 射出圧力が大きすぎる、または射出速度が速すぎる 射出圧力を下げるか、射出速度を下げてください。
2 保持圧力が高すぎる、または保持時間が長すぎる 保持圧力を下げるか保持時間を短くしてください
3 溶融温度または金型温度が低すぎる/不均一である 樹脂温度または金型温度を上げます (温度を均一にするために、複数の小さな射出圧力を使用できます)
4 ゲートが小さすぎる、またはゲートの形状と位置が不適切 ゲートを拡大したり、ゲートの形状や位置を変更したりする
5 離型勾配が不十分、金型表面が滑らかでない、または突き出し抵抗がある 離型勾配を大きくし、金型表面を修復し、突き出し抵抗を解消します。
6 バレル内の材料が多すぎる、または少なすぎる 毎回追加する材料の量を適切な量まで増減します。
7 排出速度が速すぎる 排出速度を下げる
8 金属インサートの精度が悪い 金属インサートを予熱します
9 原料中の再生材料の割合が多すぎる 再生材料の割合を減らすか、再生材料を使用しない