射出成形金型業界では、多くの場合、業界に新規参入者が相談します。射出成形金型の温度によって、製造されるプラスチック部品の光沢が向上するのはなぜですか。ここで、この現象をわかりやすく説明し、金型温度を合理的に選択する方法を説明します。書き方には限りがありますので、間違えた場合はお知らせください！ （この章では、金型の温度、圧力などについてのみ説明しますが、説明の範囲を超えています）



1.外観に対する金型温度の影響：
まず、金型温度が低すぎると、溶融流動性が低下し、アンダーシュートが発生する可能性があります。金型温度はプラスチックの結晶化度に影響します。 ABSの場合、金型温度が低すぎると、製品の仕上がりが低くなります。プラスチックは、フィラーと比較して、温度が高いと表面に移動しやすくなります。したがって、射出成形金型の温度が高い場合、プラスチック部品が射出成形金型の表面に近くなり、充填が改善され、輝度と光沢が高くなります。ただし、射出成形金型の温度が高すぎないようにしてください。高すぎると金型にくっつきやすく、プラスチック部分の一部に明らかな輝点が見られます。射出成形金型の温度が低すぎると、プラスチック部品が金型をしっかりと保持しすぎて、離型時にプラスチック部品、特にプラスチック部品の表面のパターンに歪みが生じやすくなります。

多段射出成形は、位置の問題を解決することができます。たとえば、製品の注入時に製品にガスラインがある場合、セグメントに分割できます。射出成形業界では、光沢のある製品の場合、金型の温度が高いほど、製品表面の光沢が高くなります。逆に、温度が低いほど、表面の光沢は低くなります。しかし、日焼けしたPP素材で作られた製品の場合、温度が高いほど製品表面の光沢が低くなり、光沢が低くなり、色の違いが大きくなり、光沢と色の違いは反比例します。

したがって、金型温度によって引き起こされる最も一般的な問題は、成形部品の粗い表面仕上げです。これは通常、金型表面温度が低すぎることが原因です。

半結晶性ポリマーの成形収縮率と成形後収縮率は、主に金型の温度と成形品の肉厚に依存します。金型内の温度分布が不均一になると、収縮が異なり、部品が指定された公差を満たすことを保証できなくなります。最悪の場合、加工樹脂が非強化樹脂であろうと強化樹脂であろうと、収縮は補正可能な値を超えます。

2.製品サイズへの影響：
金型温度が高すぎると、溶融樹脂が熱分解します。製品が出た後、空気中での収縮率が増加し、製品のサイズが小さくなります。金型を低温条件で使用する場合、成形品のサイズが大きくなるのは、一般的に金型の表面によるものです。温度が低すぎます。これは、金型表面温度が低すぎて、空気中での収縮が少ないため、サイズが大きくなるためです。その理由は、金型温度が低いと分子の「凍結配向」が加速し、金型キャビティ内の溶融物の凍結層の厚さが増加するためです。同時に、金型温度が低いと結晶の成長が妨げられ、製品の成形収縮が減少します。逆に、金型温度が高いと、溶融物の冷却が遅くなり、緩和時間が長くなり、配向レベルが低くなり、結晶化に有利になり、製品の実際の収縮が大きくなります。

サイズが安定する前に起動プロセスが長すぎる場合は、金型が熱平衡に達するまでに長い時間がかかるため、金型温度が適切に制御されていないことを示しています。

金型の特定の部分での不均一な熱分散は、生産サイクルを大幅に延長し、それによって成形コストを増加させます！一定の金型温度は、成形収縮の変動を減らし、寸法安定性を向上させることができます。結晶性プラスチック、高い金型温度は結晶化プロセスを助長します。完全に結晶化されたプラスチック部品は、保管中または使用中にサイズが変化しません。しかし、高い結晶化度と大きな収縮。より柔らかいプラスチックの場合、成形には低い金型温度を使用する必要があります。これにより、寸法安定性が向上します。どの材料でも、金型温度は一定で、収縮は一定です。これは、寸法精度を向上させるのに役立ちます。

3.変形に対する金型温度の影響：
金型冷却システムが適切に設計されていないか、金型温度が適切に制御されていない場合、プラスチック部品の冷却が不十分であると、プラスチック部品が反り、変形します。金型温度の制御については、前金型と後金型、金型コアと金型壁、金型壁とインサートの温度差を、製品の構造特性に応じて決定する必要があります。金型の各部分の冷却速度と収縮速度の違いを制御します。離型後は、高温側でトラクション方向に曲がる傾向があり、配向収縮の違いを相殺し、配向則に従ってプラスチック部品の反りや変形を防ぎます。

完全に対称的な構造のプラスチック部品の場合、それに応じて金型温度を一定に保ち、プラスチック部品の各部品の冷却のバランスをとる必要があります。金型温度が安定し、冷却バランスが取れているため、プラスチック部品の変形を抑えることができます。金型の温度差が大きすぎると、プラスチック部品の冷却が不均一になり、収縮が不均一になり、応力が発生して、プラスチック部品、特に肉厚が不均一で形状が複雑なプラスチック部品の反りや変形が発生します。金型温度の高い側は、製品を冷却した後、変形方向を金型温度の高い側に向ける必要があります。前面と背面の金型の温度は、必要に応じて合理的に選択することをお勧めします。金型温度は各種材料の物性表に掲載されています！

4.機械的特性（内部応力）に対する金型温度の影響：
金型温度が低く、プラスチック部品の溶接痕がはっきりしているため、製品の強度が低下します。結晶性プラスチックの結晶化度が高いほど、プラスチック部品が応力亀裂を起こす傾向が大きくなります。応力を低減するために、金型温度が高すぎないようにする必要があります（PP、PE）。 PCやその他の高粘度アモルファスプラスチックの場合、応力亀裂はプラスチック部品の内部応力に関連しています。金型温度を上げると、内部応力が減少し、応力亀裂の傾向が減少します。

内部ストレスの表現は明らかなストレスマークです！その理由は、成形における内部応力の形成は、基本的に、冷却中のさまざまな熱収縮率によって引き起こされるためです。製品が成形された後、その冷却は表面から内部に徐々に広がります。表面は最初に収縮して硬化し、次に徐々に内側に移動します。収縮速度の違いにより内部応力が発生します。プラスチック部品の残留内部応力が樹脂の弾性限界よりも高い場合、または特定の化学的環境の侵食下で、プラスチック部品の表面に亀裂が発生します。 PCおよびPMMA透明樹脂の研究によると、残留内部応力は表層では圧縮された形であり、内層では引き伸ばされた形であることが示されています。

表面の圧縮応力は、表面の冷却条件に依存します。コールドモールドは溶融樹脂を急速に冷却します。これにより、成形品の残留内部応力が高くなります。金型温度は、内部応力を制御するための最も基本的な条件です。金型温度をわずかに変更すると、残留内部応力が大幅に変化します。一般的に、各製品と樹脂の許容内部応力には、最小金型温度制限があります。薄い壁や長い流動距離を成形する場合、金型温度は一般的な成形の最低温度よりも高くする必要があります。

5.製品の熱変形温度に影響を与えます。
特に結晶性プラスチックの場合、より低い金型温度で成形すると、分子配向と結晶が瞬時に凍結します。高温での使用環境や二次加工条件では、分子鎖が部分的に再配列され、結晶化の過程で材料の熱変形温度（HDT）よりはるかに低い温度で製品が変形します。

正しい方法は、結晶化温度に近い推奨金型温度を使用して、射出成形段階で製品を完全に結晶化させ、高温環境でのこの種の後結晶化および後収縮を回避することです。要するに、金型温度は射出成形プロセスの最も基本的な制御パラメータの1つであり、金型設計の主要な考慮事項でもあります。

正しい金型温度を決定するための推奨事項：

昨今、金型はますます複雑化しており、成形温度を効果的に制御するための適切な条件を作り出すことがますます困難になっています。単純な部品に加えて、成形温度制御システムは通常妥協点です。したがって、以下の推奨事項は大まかなガイドにすぎません。

金型設計段階では、加工部品の形状の温度制御を考慮する必要があります。

射出量が少なく、成形サイズが大きい金型を設計する場合は、良好な熱伝達を考慮することが重要です。

金型とフィードチューブを流れる流体の断面寸法を設計するときは、考慮してください。ジョイントは使用しないでください。使用すると、金型温度によって制御される流体の流れに深刻な障害が発生します。

可能であれば、温度制御媒体として加圧水を使用してください。高圧・高温に強いダクト・マニホールドをご使用ください。

金型に合わせた温度制御装置の性能を詳しく説明してください。金型メーカーから提供されたデータシートには、流量に関する必要な数値が記載されているはずです。

金型とマシンテンプレートの重なり部分には絶縁プレートを使用してください。

動的金型と固定金型に異なる温度制御システムを使用する

成形プロセス中の開始温度が異なるように、いずれの側と中央でも、絶縁された温度制御システムを使用してください。

異なる温度制御システム回路は、並列ではなく直列に接続する必要があります。回路が並列に接続されている場合、抵抗の違いにより温度制御媒体の体積流量が異なり、直列の回路の場合よりも大きな温度変化が発生します。 （直列回路が金型入口と出口の温度差が5°C未満の場合にのみ、動作は良好です）

金型温度制御装置に供給温度と戻り温度を表示することは利点です。

プロセス制御の目的は、実際の生産で温度変化を検出できるように、金型に温度センサーを追加することです。

生産サイクル全体で、熱バランスは複数回の射出によって金型内で確立されます。一般的に、少なくとも10回の注射が必要です。熱平衡に達する際の実際の温度は、多くの要因の影響を受けます。プラスチックと接触している金型表面の実際の温度は、金型内の熱電対で測定できます（表面から2mmで読み取ります）。より一般的な方法は、高温計を持って測定することであり、高温計のプローブは迅速に応答する必要があります。金型温度を決定するには、単一の点または片側の温度ではなく、多くの点を測定する必要があります。その後、設定された温度管理基準に従って補正することができます。金型温度を適切な値に調整します。推奨される金型温度は、さまざまな材料のリストに記載されています。これらの提案は通常、高い表面仕上げ、機械的特性、収縮、処理サイクルなどの要因の中で最適な構成を考慮して行われます。

精密部品を加工する必要のある金型や、外観条件や特定の安全基準部品の厳しい要件を満たす必要のある金型では、通常、より高い金型温度が使用されます（成形後の収縮が小さく、表面が明るく、性能がより安定しています）。 ）。技術的要件が低く、製造コストが可能な限り低い部品の場合、成形時に低い処理温度を使用できます。ただし、製造元はこの選択の欠点を理解し、部品を注意深くチェックして、製造された部品が顧客の要件を満たしていることを確認する必要があります。