金型製造中の溶融漏れのXNUMXつの理由

公開時間： 07 / 01 2021 著者：サイト編集者訪問：11717

通常のランナー金型と比較して、ホットランナー金型のゲートシステムは使用中常に高温になり、高温と高熱の作用によりホットランナーシステムの部品の接合部でプラスチック溶融物が漏れやすくなります。プレッシャー。溶融漏れはプラスチック部品の品質に影響を与えるだけでなく、金型に重大な損傷を与え、生産不能につながります。ホットランナー金型の主な漏れ箇所はXNUMXつあり、XNUMXつはランナープレート上のランナー端面、もうXNUMXつはランナープレートとノズル（ゲートノズル、メインランナーノズルを含む）の接合面です。。溶融漏れの原因は数多くありますが、不適切な操作、組み立てプロセス、および不合理なシール設計の XNUMX つの側面に要約できます。この記事では、メルト漏れの原因とその対策を紹介します。

プロセス要因による溶湯漏れ

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 XNUMX つです。ホットランナーシステムの部品の熱膨張を補償するために、金型の設計および組み立て時に部品間に一定のコールドギャップが存在することがよくあります。指定された動作温度以下でのみ、部品の熱膨張によりコールドギャップが完全に排除され、シールと漏れの防止が実現されます。誤操作による湯漏れは主に以下のような場合に発生します。

不適切なシステム加熱プロセスまたは不均一な温度制御によって引き起こされる溶融物の漏れ。加熱プロセス中に、ノズルの加熱速度がホットランナープレートの加熱速度よりも高い場合、システム部品の軸方向の熱膨張によりホットランナープレートの横方向の熱膨張が制限され、ホットランナープレートが変形し、溶け漏れの原因となります。ゲートシステムの部品の温度が不均一であると、部品の膨張が不均一になり、部品の変形や溶融漏れの原因にもなります。
システムが規定の使用温度に達していない場合は、事前に注入してください。図に示すように、システムが加熱されると、サポートリング 6、ホットランナープレート 5、およびゲートノズル 4 が軸方向に熱膨張し、サポートリングが固定金型取付プレート 3 上で圧縮され、一定のホットランナープレートとノズルの間で発生する熱量。プレッシャー。規定の温度に達していない状態で射出を行うと、熱膨張により発生する熱圧力がメルト圧力を相殺できず、ノズル4とホットランナープレート5が剥離し、メルト漏れが発生することがあります。
動作温度よりも高いシステム加熱温度によって起こる溶融物の漏れ。この場合、過度の熱膨張により大きな熱圧力が発生し、システム部品の変形や溶漏れの原因となります。

一方、ゲートシステムの温度が動作温度まで低下すると、剛性エッジを備えたサーマルノズルの熱膨張に対する適応性が低下するため、溶融物の漏れも発生します。

要約すると、正しい手順とプロセス条件に従って操作することが、溶融物の漏れを回避するための前提条件となります。一般的なホットランナー金型は次の手順で操作できます。

ホットランナーシステムを設定温度まで加熱します。一般に XNUMX つのステップに分かれています。最初のステップは、ヒーター内の水分を除去するためのソフトスタートです。
金型を設定温度まで加熱します。特に大型の金型の場合は射出前に加熱し、射出中に冷却します。
射出成形機のバレルを設定温度まで加熱します。2 番目のステップは、全負荷でシステムを設定温度まで加熱することです。ノズル温度はホットランナープレート温度の3/XNUMXまで加熱可能です。ホットランナープレート温度が設計温度に達した後、ノズル温度を設定温度まで加熱します。
新しい、または洗浄されたホットランナーシステムの場合は、最初に低圧スロー射出を使用する必要があります。
数サイクルの射出後に溶融物の漏れがなければ、設定された射出プロセスパラメータが生産に使用されます。

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では、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します。部品の熱膨張を補償するには、図に示すコールドギャップ A および C など、適切な膨張ギャップを残す必要があります。中央の位置決めピン７により固定テンプレート１上に固定され、加熱後に周囲に伸びる。ホットランナープレートの横方向の熱膨張により、ホットランナープレートと回転防止ピン 1 の間の隙間 A が減少します。設計上の値 A がホットランナープレートの横方向の熱膨張より小さい場合、回転防止ピン 7 は、回転ピンは、加熱後のホットランナープレートの横方向の伸びを防ぎます。

ホットランナープレートの反りや変形が発生し、ホットランナープレートとノズル間のシールが機能しなくなり、溶融漏れが発生します。サポートリング 6、ホットランナープレート 5、およびゲートノズル 4 の軸方向の熱膨張により、コールドギャップ C が解消されます。コールドギャップが大きすぎて軸方向の熱膨張が不十分な場合、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が剥離し、溶湯が漏れます。コールドギャップが小さすぎて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超えたりして、サポートリングが固定テンプレートを押しつぶす原因になります。これにより、ホットランナープレートの横方向の熱膨張が制限され、ノズルとホットランナープレートの間にゲート溶融漏れが発生します。

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確に計算し、適切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。システムの線熱膨張は次の式で計算できます。 L=TL (1) システムの熱膨張抵抗によって生じる熱応力は次のとおりです。 =EL-CL (2) 固定金型の圧力固定プレートは次の式 p(3) によってチェックされます。ここで、 L はホットランナーシステムの線形熱膨張、mm です。システム部品の材料の線熱膨張係数です。 T は、ホットランナーシステム部品と金型の間の温度差です。 L は、室温でのランナーシステムパーツの膨張方向の長さ (mm) です。はシステムの熱膨張、抵抗によって生じる熱応力、MPa です。 C は予約されたギャップの量、mm です。 E はシステム部品の弾性率、MPa です。 pは固定型板材の許容圧縮応力です。

ホットランナーシステムのシール形状

ホットランナープレートとノズルの間の平面シールは、海外のホットランナーシステムで一般的なシール形式です。システムが軸方向に熱膨張した後、サポートリングが固定金型プレートに押し付けられ、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が発生し、溶融圧力を相殺してシールを防止します。漏れ。このタイプの構造では保冷は保証できず、過熱保護対策もありません。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密閉できます。設計時には、熱膨張を正確に計算し、適切なコールドギャップ C を残す必要があります。

b. ノズルとホットランナープレートの接合面にはO型シールリングを採用。 O型シールリングはステンレス鋼パイプ製です。組み立て時には、溶融漏れを防ぐために直径 2030 の鋼管の予圧がかかります。この構造は剛性の低いホットランナープレートや金型に最適です。

弾性接続を採用し、スプリングによるプリテンションにより冷却時のシールを実現します。過熱時に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。理想的なシール形状です。

ゲートノズルはホットランナープレートにネジで固定されており、システムが熱膨張すると、ノズルとスライド圧力リングがホットランナープレートとともに移動します。ノズルの移動によりノズルランナー軸と固定テンプレート上のゲート軸にズレが生じるため、ノズル位置の設計時には横方向の熱膨張を考慮する必要があります。このタイプのシールは、噴射ポイントが少なく、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します。ノズルの高さが一定でない場合、最も短いノズルとホットランナープレートとの隙間により溶融漏れが発生します。また、サポートパッドの高さとノズルの高さの不一致によるホットランナープレートの変形も溶融漏れの原因となります。

以下では、ホットランナープレートの組み立てプロセスを説明するために、1 モールド 4 キャビティプラスチックボックスホットランナーモールドを例に挙げています。

金型固定板をしっかりと固定します。
ランナーブロック 7 をホットランナープレート 10 に押し込み、方向を修正して回転防止ピン 2 を取り付け、コンプレッションスクリュー 3 でブロックを押し込み、O 型金属シールリングを使用して溶融物の漏れを防ぎます。
ゲートノズル１と支持パッド１５を固定テンプレート１４に設置し、固定テンプレート面を基準に全てのノズル組立面の高さが同じであることを確認する。不一致の場合は最小値（公差1mm）で研削を行ってください。
ホットランナープレートを取り付けてみて、ホットランナープレートと回り止めピン2の間に径方向、軸方向に必要な隙間A、Bがあるか確認してください。
バッキングプレートフレーム１２を固定テンプレート１４上にボルトで固定する。
バッキングフレーム１２の上面を基準にして、すべての圧力リング６を修正して、高さを一定にし、バッキングフレームの上面との間に隙間を設ける。 C.
メインランナーノズル9をホットランナープレート10にねじ込みます。

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