金型製造中のメルトリークの3つの理由

プロセス要因によるメルト漏れ

不適切な操作技術は、金型製造時の溶融漏れの主な原因の一つである。ホットランナーシステムの部品の熱膨張を補うため、金型を設計し組み立てる際、部品間に一定のコールドギャップが生じることがよくあります。指定された使用温度下でのみ、部品の熱膨張がコールドギャップを完全になくし、シールと漏れ防止を達成することができます。不適切な操作による溶融漏れは、主に次のような状況で発生します:

一方、ゲートシステムの温度を使用温度まで下げると、硬いエッジを持つサーマルノズルの熱膨張に対する適応性が低いため、溶融漏れも発生する。

要約すると、正しいステップとプロセス条件に従って操作することが、溶融物の漏れを避けるための前提条件である。一般的なホットランナー金型は、以下のステップに従って操作することができる:

ホットランナーシステムのシール設計

ホットランナーシステムの熱膨張補償

室温で組み立てられた金型は、ホットランナーシステムの部品の熱膨張中に部品の相対位置が変化する。部品の熱膨張を補正するために、図示したコールドギャップAおよびCのような適切な膨張ギャップを残す必要がある。これは、中央の位置決めピン7によって固定テンプレート1上に固定され、加熱された後に周囲に伸びる。ホットランナープレートの横方向の熱膨張は、ホットランナープレートと回転防止ピン2との間の隙間Aを小さくします。設計上のホットランナープレートの横方向の熱膨張よりAの値が小さければ、回転防止ピンは加熱後のホットランナープレートの横方向の伸びを防止します。

そのため、ホットランナプレートの反りや変形が発生し、ホットランナプレートとノズルとの間のシール性が悪くなり、溶融漏れが発生する。サポートリング6、ホットランナープレート5、ゲートノズル4の軸方向の熱膨張により、コールドギャップCはなくなるが、コールドギャップが大きすぎ、軸方向の熱膨張が不足すると、射出時の溶融圧力によりゲートノズル4とホットランナープレート5が離れ、溶融物が漏れる。コールドギャップが小さすぎ、システムの熱膨張圧力が大きすぎる場合、システム部品が曲がったり、圧縮応力が固定テンプレートの降伏応力を上回ったりして、サポートリングが固定テンプレートを押しつぶすため、ホットランナープレートの横方向の熱膨張が制限され、ゲート ノズルとホットランナープレートの間でメルト漏れが発生する。

したがって、金型を設計する際には、システムの熱膨張を正しく計算し、適度な熱膨張ギャップを残すことが、溶融物の漏れを防ぐための前提条件となります。系の線熱膨張は次の式で計算できる:L=TL (1)システムの熱膨張の抵抗によって生じる熱応力は次のとおりです:=EL-CL (2)固定鋳型固定板の圧力は、次の式p(3)でチェックされます:Lはホットランナーシステムの線熱膨張、mm;はシステム部品の材料の線熱膨張係数;Tはホットランナーシステム部品と金型との温度差;Lは室温でのランナーシステム部品の膨張方向の長さ、mm;はシステムの熱膨張 抵抗による熱応力、MPa;Cは保留ギャップ量、mm;Eはシステム部品の弾性率、MPa;pは固定金型プレート材料の許容圧縮応力。

ホットランナーシステムのシール形態

ホットランナープレートとノズルの平面シールは、海外のホットランナシステムでは一般的なシール形式です。システムを軸方向に熱膨張させた後、サポートリングを固定金型プレートに押し付け、ホットランナープレートとノズルの接合面に一定の熱圧力を発生させ、溶融圧力を相殺させてシールし、漏れを防ぎます。このような構造ではコールドシールは保証できず、過熱防止対策もない。設定された温度条件下でのみ、ホットランナープレートとノズルをシールすることができる。設計の際には、熱膨張を正確に計算し、適切なコールドギャップCを残す必要がある。

b.O型シールリングはノズルとホットランナープレートの接合面に使用される。O型シールリングはステンレスパイプで作られる。組み立て時、溶融物の漏れを防ぐため、鋼管直径2030の予圧がある。この構造は低剛性のホットランナープレートと金型に非常に適しています。

弾性接続を採用し、スプリングが予張力を与え、冷却状態での密封を実現します。過熱時には、スプリングが熱膨張を吸収し、システムの損傷や漏れを防ぎます。理想的なシーリングフォームです。

ゲートノズルはネジでホットランナープレートに固定されており、システムが熱膨張すると、ノズルと摺動圧力リングはホットランナープレートと共に移動します。ノズルの移動は、固定テンプレート上のノズルランナー軸とゲート軸のずれを引き起こすため、ノズル位置を設計する際には横方向の熱膨張を考慮する必要があります。このタイプのシーリングは、射出ポイントが少なく、ノズル間隔が狭い場合に適しています。

ホットランナープレート組立工程

ホットランナーシステムの組み立て精度と取り付け順序は、溶融物が漏れるかどうかに直接関係する。ノズルの高さが一定でないと、最短ノズルとホットランナープレートとの隙間から溶融物が漏れ、サポートパッドの高さとノズルの高さが一定でないことによるホットランナープレートの変形も溶融物の漏れの原因となります。

以下では、1金型4キャビティプラスチックボックスホットランナー金型を例にとり、ホットランナープレートの組立工程を説明する: