射出成形における成形不良とは、プラスチックの射出成形において成形品自体の外観や性能といった点での不良や不具合が発生する事を指します。
この記事では一般的によくみられる射出成形のトラブルについて考えられる原因を成形機、金型、樹脂の３点に分けて記しておきます。
実際の経験や知識に基づいたものですが効果を保証するものではありませんので、参考程度にぜひご活用ください。
目次
ショートショット
金型内への樹脂充填不足状態。成形品末端部に現れる波状のシワもショートの一種
成形条件を出すまでによく出る現象です。
原因
- 射出成形機の性能不足(射出容量や可塑化能力など)
- 材料の流動性が悪い
- ゲート断面積が小さい、成形品の肉厚の薄さ。
成形機
- 原料フィード量不足はないか
- 射出圧力が低すぎないか
- シリンダー温度が低すぎないか
- 射出速度は遅くないか
- シリンダー容量は充分な大きさか
金型
- 金型温度が低すぎないか
- 排気が充分良いか
- ゲート、スプルー等が小さすぎないか
- 成形品肉厚が薄すぎないか
樹脂
- 流動性が悪すぎないか
ばり
金型の接合部に溶融樹脂がはみ出して固まる現象
ショートショットのように条件出しの過程でよく出ます。
成形機
- 原料フィード量が多すぎないか
- シリンダー温度が高すぎないか
- 射出圧力が高すぎないか
- 型締め力は充分な大きさか
金型
- 金型両面の平行度は良いか
- 金型の合わせ面は十分に平滑か
- 成形品の投影面積が大きすぎていないか
樹脂
- 流動性は異常に良すぎないか
シルバーストリーク（銀条痕）
成形品表面に樹脂の流れ方向にそって、白銀の痕が出る現象。
成形品の表面をガスが走った痕。成形条件よりも樹脂側に原因がある事が多いです。
原因
- 材料が吸湿、吸水している。
- 材料に異樹脂が混入している。
- 成形中に空気が混入している。
- 顔料や漆加剤が多量に混入している。
成形機
- スクリューの原料噛み込みは良いか（空転で空気を巻き込んでいないか）
- シリンダー温度が高すぎないか
- ホッパー下部は十分に冷却されてるか
- 射出圧力は高すぎないか
- 射出速度は早すぎないか
- スクリューの背圧はあげてみたか
金型
- 排気は十分か
- 金型温度が低すぎて、金型表面に結露してないか
- ゲートが小さく、摩擦で発熱していないか
樹脂
- 異常に湿気を帯びていないか、予備乾燥は十分か
気泡
成形品内部に空洞が生ずる現象で、ひけによる真空孔と区別する。
成形機
- 射出圧力が低すぎないか
- スクリューの原料噛み込みは良いか
- 射出時間が短すぎないか
- ホッパー下部は十分に冷却されているか
- シリンダー温度は高すぎないか
- シリンダー容量は十分か
金型
- 排気は十分良いか
- ゲートは肉厚部に設けてあるか
- ゲートが過小で摩擦発熱していないか
- 樹脂が周囲を先回りして排気を防げないか
- ゲートバランスは良いか
- 金型温度は低すぎないか
樹脂
- 異常に湿気を帯びていないか、予備乾燥は十分か
ひけ
成形表面に生ずる陥没。（細い線状の陥没もある）
溶融樹脂の冷却固化に伴う体積減少に起因する。
成形機
- 射出圧力が低すぎないか
- 射出時間が短すぎないか
- 原料フィード量不足でないか
- シリンダー温度が高すぎないか
- シリンダー容量は十分か
- 冷却時間が短すぎないか
- 射出速度は小さくないか
金型
- 成形品の肉厚部は設計上の原則から外れていないか
- 金型温度が高すぎたり、冷却不十分な箇所はないか
- ゲートバランスは良いか
- ゲート位置は適当か
- スプルーランナーは小さすぎないか
フローマーク
成形品表面にゲートを中心として円状の光沢不良、または表面荒れを生ずる現象
原因
- 溶融ポリマーが金型中で急冷されて高粘度となり、凝固しはじめた時に後続する溶融ポリマーに押されるため
成形機
- シリンダー温度が低すぎないか
- 射出速度が低すぎないか
- 射出時間は短すぎないか
- 射出保持圧が小さすぎないか
- シリンダー容量は十分大きいか
- 冷却時間が短すぎないか
金型
- 金型温度が低すぎないか
- ゲート付近の冷却は十分か
- ゲートデザインは良いか
- コールドスラグウェルが十分に取れているか
樹脂
- 流動性が異常に悪くないか
ウェルド不良
二つの流動先端が合流して、 融着部分が外観的に目立ったり強度が著しく低下する現象
原因
- 材料がキャビティ内を分岐して流れ、再び合流するため。
- 樹脂温度が低すぎて、完全に融合していないため。
- ガスや空気の逃げ場がないため。
成形機
- シリンダー温度が低過ぎないか
- 射出圧力が低過ぎないか
- 射出速度が小さ過ぎないか
金型
- 金型温度が低過ぎないか
- 排気は充分か
- 成形品肉厚が薄過ぎないか
- ゲートからの流動距離が長過ぎないか
- ゲート位置を変更できないか
- ゲートバランスはよいか
やけ
樹脂の加熱による変色、ないしは炭化現象ゲートから放射状にでるもの
ウェルドラインや末端部に線状にでるもの、斑点状に出るものなどがある
原因
- 樹脂の熱分解やシリンダー内の残留物の炭化
成形機
- スクリューの空転による空気巻込みはないか
- ノズル取付け不良、その他による樹脂の滞留部分はないか
- シリンダー温度が高過ぎないか
- 射出圧力が高過ぎないか
- 射出速度が大き過ぎないか
- シリンダー容量が大き過ぎないか
金型
- 排気は充分よいか
- ゲートが過小で、摩擦発熱がひどくないか
- グリースや油が付着していないか
樹脂
- 熱安定性が非常に悪いかもしれない
そり
配向、成形収縮の不均一、その他外力などに起因する残留歪によって生ずる
原因
- 成形における残留応力が変形して解放される。
成形機
- シリンダー温度は低過ぎないか
- 射出速度は小さくないか
- 射出圧力は高過ぎないか
- 射出時間は長過ぎないか
金型
- 金型温度は低過ぎないか
- ゲートの配置は適当か(位置、数、大きさ)
- 冷却速度は部分的にひどく不均一になっていないか
- 離型不良はないか
樹脂
- アニーリングは適正に行ったか
強度不良
成形機
- シリンダー温度は低過ぎないか
- 射出速度は小さくないか
- 射出圧力は高過ぎないか
- 射出時間は長過ぎないか
金型
- 金型温度が低過ぎないか
- 冷却速度は部分的にひどく不均一になっていないか
- 成形品のコーナーのRは充分とってあるか
- 離型不良はないか
- ウェルド不良はないか
樹脂
- 異種のプラスチックが混入していないか
- ブレンド成形の場合は相性はどうか
離型不良
原因
- 金型の抜き勾配が小さすぎる
- 成形の残圧が大きすぎる
- 成形収縮が大きく起こる
- 金型の仕上げが離型方向に直角である
成形機
- 射出圧力は高過ぎないか
- 射出時間は長過ぎないか
- 原料フィード量は多過ぎないか
- 冷却時間は短すぎないか
金型
- 抜き勾配は充分か(アンダーカットはないか)
- ノズルタッチ部分に樹脂が溜まるようなことはないか(スプルーブッシュのR、スプルーの口径は適当か)
- 金型温度が高過ぎないか(特にキャビティ側が高過ぎることはないか)
- 突出ピンの位置、及び数はバランスがとれているか
- コアーと成形品の間が真空になりやすくはないか
以上は考えられる例の一つであり加工条件、製品によって対策が異なります。ご理解ください。
私どもは何か少しでもお客様のお役に立てるように日々勉強を怠らず精進しております。
中定樹脂では農業資材の自社商品をはじめ、原料をはじめ、金型から成形品までトータルサポートさせていただきます。
