射出成形金型を総合的に見る

射出成形金型を総合的に見る

射出成形金型は、プラスチック部品の形状、寸法精度、表面品質、生産効率を決定する射出成形の中核となる工程装置です。高品質かつ低コストで量産可能なプラスチック部品を生産するには、金型の設計・製造から試運転、メンテナンス、ライフサイクル管理に至るまでの全工程を総合的に管理することが重要です。この記事では、基本的な概念から始めて、射出成形金型の種類、構造、材料と製造、設計の要点、試運転とメンテナンス、一般的な障害とトラブルシューティングのアプローチ、業界のトレンドを系統的に取り上げており、包括的な金型の知識システムの構築に役立ちます。

射出成形金型

I. 射出成形金型とは何ですか?なぜ重要なのでしょうか?

射出成形金型 (モールド/ダイ) は、溶融プラスチックを射出して冷却し、最終部品に成形するスチール製ツールです。金型の品質は以下に直接影響します。

製品の外観と寸法精度。

生産サイクルタイムと単価。

後処理作業負荷（研削、塗装、機械加工など）。

生産の安定性と不良率。

適切に設計された金型は、数十万回から数百万回の射出サイクルに耐えることができます。しかし、設計が不十分であったり、加工が標準以下であったりすると、頻繁に修理が必要になったり、生産ライン全体が混乱したりすることになります。

II.一次金型の種類

構造と用途別の一般的な金型の種類は次のとおりです。

2 プレート金型: 最も一般的で、パーティング ラインにゲートがあります。シンプルな構造で単射部品に適しています。

3 プレート金型: 独立したゲート ブロックが特徴で、ゲートの取り外しと自動化が容易になります。

ホット ランナー金型: 加熱されたランナーにより、スクラップや加工ステップが削減され、大量生産や装飾部品に最適です。

コールドランナー金型：低コストで構造がシンプルですが、スクラップが多く発生します。

マルチキャビティ金型: 単一の金型から複数の同一のキャビティを製造し、生産能力を向上させます。

ファミリー金型: 同じ金型内の異なるキャビティが別個の部品を形成し、統合アセンブリまたはコンポーネントのマッチングに適しています。

スタックモールド: キャビティを垂直にスタックすることで生産量を 2 倍にし、モールドスペースを節約します。

ツーショット/オーバーモールド: デュアルカラーまたはソフト/ハード複合部品を 1 サイクルで製造します。

インサート成形: 成形前に金属インサートまたはその他のコンポーネントを埋め込みます。

特別な補助プロセス金型: ガスアシスト、液体アシスト、フォーム、またはメルトコア技術を利用して、特定の構造要件または材料要件を満たすことができます。

Ⅲ．金型の構成と主要コンポーネント

典型的な射出成形金型は主に、金型ベースとコア (キャビティ) という 2 つの主要部分で構成されます。主要なコンポーネントには次のものが含まれます。

キャビティとコア

ゲート、ランナー、スプルーブッシュ

ガイドピラー・ブッシュ

エジェクタピンとエジェクタプレート

位置決めリングとノックピン

スライダー/リフター

冷却チャネル

通気孔

ホットランナーシステム（ヒーター、マニホールド） — ホットランナー金型用

破壊・分散・排出機構

IV.金型材質と表面処理

金型材料は、強度、耐摩耗性、焼入性、機械加工性のバランスをとらなければなりません。一般的な材料:

P20、718、2738、H13: 標準的な射出成形金型によく使用されます。 H13 は高温高圧環境でよく使用されます。

S136、420、8407：研磨金型や鏡面部品によく使用される耐食鋼です。

表面処理：窒化処理、硬質クロムメッキ、電気メッキ、PVDコーティング等により、耐摩耗性、耐食性、表面仕上げを向上させます。

V. 金型製造工程の概要

一般的な製造工程は、製品解析→金型設計（CAD/CAE）→機械加工（荒加工→熱処理→仕上げ加工）→放電加工→研削・研磨→組立→試作（試作）→調整・納品となります。

一般的な加工設備：CNCマシニングセンター、ワイヤ放電加工機、精密研削盤、研磨装置。熱処理と仕上げ加工は、金型の寿命と精度を確保するための重要なステップです。