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新しい射出成形部品の見積もりを出し、金型構造だけで部品あたりのコストが 2 桁の割合で変動することが判明したと想像してみてください。金型は、サイクル タイム、寸法の一貫性、および長年にわたるメンテナンス予算を決定する精密ツールです。 さまざまな製品 ツールにはさまざまな要求があり、基本的な金型タイプを知ることが、現実的な見積もりと信頼できる生産計画への第一歩となります。
金型の種類が思っている以上に重要な理由
カビの分類は学術的な詳細ではありません。これにより、次の 4 つの実際的な成果がもたらされます。
- 工具コスト: シンプルな 2 プレートのコールド ランナー金型のコストは、ホット ランナーまたはスタック金型の数分の 1 です。
- サイクルタイム: ホットランナーとマルチキャビティ設計により、部品の取り扱いとサイクルごとの労力が削減されます。
- 成形品の品質: ゲート マーク、ニット ライン、寸法安定性は、ランナー、ゲート、冷却ジオメトリによって決まります。
- メンテナンス: 金型の洗浄、研磨、修理がどれだけ簡単にできるかは、金型の構造によって異なります。
金型のタイプを選択すると、射出成形機の動作範囲も選択されます。深い高キャビテーションのホット ランナー金型には、高い可塑化能力と安定した温度制御が必要ですが、ファミリー金型では、単一キャビティ設計よりも部品ごとに大きな型締力が必要になる場合があります。
2 プレート金型と 3 プレート金型
最も一般的な構造分類は、分割面の数によるものです。 2 プレート金型には 1 つのパーティング ラインがあり、ランナーとキャビティが分割の同じ側にあります。シンプルで堅牢で、比較的安価に構築できます。 3 プレート金型では 2 番目のパーティング面が追加され、これによりランナーが自動的に剥離され、キャビティの中心で部品をゲートできるようになります。この利便性には、より高いツール製造コストとより厳しいセットアップが伴います。
2 プレート金型の等角図: パーティング ラインは、A プレート (キャビティ) と B プレート (コア) を分離します。
| 特徴 | 2枚金型 | 三板金型 |
|---|---|---|
| 一般的なコスト | 下位 | より高い |
| セットアップの複雑さ | シンプル | より複雑な |
| ゲートの位置 | 通常エッジゲート | センターゲート可能 |
| ランナーの分離 | 手動またはホットランナー付き | パーティング面で自動 |
| こんな方に最適 | 一般的な単純な部品 | マルチドロップまたはセンターゲート部品 |
ランナー システム: 冷水ランナー、温水ランナー、断熱ランナー
ランナーのタイプにより、リサイクルされる材料の量と機械のサイクル速度が決まります。コールド ランナーは金型内で固化し、成形品とともに排出されます。これは単純ですが、再研磨が行われます。ホット ランナーにより、プラスチックがゲートまで溶融状態に保たれるため、ランナーの取り外しが不要になり、圧力損失が低減されます。コストも高くなりますし、慎重な温度管理も必要です。断熱ランナーは 2 つの間に位置します。コアは溶融したままで壁の断熱層を凍結させ、適度なコストで材料を節約します。
典型的な実践に基づく相対指数。実際の値は部品の設計と機械の設定によって異なります。
大量生産部品の場合、ホット ランナーによる無駄の削減は、通常、初期投資を上回ります。短い実行の場合、コールド ランナーにより工具コストが低く抑えられ、メンテナンスが簡素化されます。
シングルキャビティ、マルチキャビティ、ファミリー、スタックモールド
キャビティの配置によって金型を分類する場合、選択肢は 1 つのキャビティから数十のキャビティまで多岐にわたります。単一キャビティ金型は製造コストが最も低く、認定も容易ですが、生産量が制限されます。マルチキャビティ金型は、サイクルごとに複数の同一部品を生産することで部品あたりのコストを削減します。ファミリ金型は 1 つのツールにさまざまな部品を保持するため、1 サイクルで一連の部品が作成されます。欠点は、空洞のバランスが崩れると充填の問題が発生する可能性があることです。スタックモールドは基本的に 2 つのパーティング ラインを積み重ね、通常のマルチキャビティ ツールほど型締力を増加させることなく生産量を 2 倍にします。
相対インデックスの例: バーが高いほど、生産量、コスト、または難易度が高いことを示します。
最適なキャビティ配置により、年間生産量、許容可能なリスク、およびマシン プラテン サイズのバランスが取れます。出力が主な要因である場合、多くの場合、マルチキャビティまたはスタックの設計が成功します。プロジェクトがまだ検証中の場合は、プロセスを証明するために 1 つのキャビティから始めます。
複雑な部品に特化した金型タイプ
部品の特徴によっては、金型に開閉以上の動作を強いるものもあります。ねじ山、アンダーカット、インサート、および複数材料の接合には、特殊な工具コンセプトが必要です。
金型の取り外しとサイドアクション
ネジを外す金型では、回転コアを使用して、キャップやフィッティングなどのネジ付き製品を取り外します。サイドアクション金型は、開口方向に対して垂直にスライドを移動させ、直接剥がすことができないアンダーカットを作成します。どちらも可動部品を追加し、摩耗を増加させるため、金型メーカーは良好な潤滑と簡単な交換を考慮して設計する必要があります。
インサート金型とツーショット金型
インサート成形では、射出前に金属またはプラスチックのインサートをキャビティに配置し、多くの場合、ねじ山、接点、または内部シールを提供します。クローズドプロセスでのオーバーモールディングとも呼ばれるツーショット成形では、同じサイクルで最初のショット上に材料の 2 番目の層を成形し、二次加工を行わずに耐久性のある接着を実現します。接着強度と外観は、材料の適合性と正確なプロセス制御に依存します。
ツーショット部品は通常、射出ユニット間で 180 度回転するプラテン上で成形されます。あ 回転プラテンを備えた 2 色射出成形機 はこの正確なシーケンス用に設計されており、2 つのレイヤーを一貫して位置合わせするには、ツールに正確なインデックス機能が含まれている必要があります。
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年間数量と部品形状から始めて、十分なショット サイズ、クランプ トン数、制御精度を備えた機械に工具を適合させます。決定の指針となるのは次の点です。
- 年間の量と予想される実行期間によって、自動化とホット ランナーのコストがどれだけ正当化できるかが決まります。
- ゲート要件と目に見えるマークは、コールド ランナーとホット ランナー、およびエッジ ゲートとセンター ゲートの選択に影響します。
- アンダーカットとサイドアクションにより工具の複雑さとメンテナンスが増えるため、可能であれば部品を簡素化します。
- 公差と表面仕上げの目標によって、安定した温度のためのホット ランナーと、バランスのとれた充填を備えた複数キャビティ設計が必要かどうかが決まります。
- PET、PVC、ガラス充填コンパウンドなどの材料の種類は、金型の材料と機械の可塑化ユニットの両方に影響します。
薄肉を高速で生産する場合、従来の機械では十分な射出速度や射出圧力が得られない場合があります。この場合、通気性の良い金型と 薄肉用途向けに設計された高速射出成形機 .
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射出成形金型の種類に関するよくある質問
射出成形における主な金型の種類は何ですか?
主なファミリーには、2 プレート、3 プレート、コールド ランナー、ホット ランナー、マルチキャビティ、ファミリー、スタック、およびアンスクリュー金型やツーショット金型などの特殊な金型があります。
コールド ランナー金型とホット ランナー金型の違いは何ですか?
コールドランナー molds eject solidified runners each cycle and create regrind. Hot runner molds keep the runner molten, saving material and reducing cycle time, but they cost more to build and maintain.
ツーショット射出成形金型とは何ですか?
ツーショット金型は、多くの場合、回転プラテンまたは専用の 2 色機を使用して、1 サイクルで 2 つの材料または色を成形します。接着強度が向上し、組み立て手順が削減されます。
金型にはキャビティの数をいくつ選択すればよいですか?
それは年間生産量、部品サイズ、必要な公差によって異なります。複数個取りの金型では、部品あたりのコストは下がりますが、工具コストが増加し、リスクとメンテナンスのバランスがとれます。
射出成形金型の寿命はどのくらいですか?
定期的なメンテナンスにより、鋼材グレード、成形材料、プロセス圧力に応じて、生産金型は 100,000 サイクルから 100 万サイクル以上持続します。
家族の型とは何ですか？
ファミリ金型には、異なる形状の複数のキャビティが含まれており、1 サイクルで一連の部品を製造します。設備は節約できますが、不均衡な充填や品質のばらつきが生じる可能性があります。
haixiong@highsun-machinery.com
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