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樹脂温度と金型温度とスキン層: 2011.08.30 Tuesday 18:04

【樹脂温度と金型温度とスキン層の考え方】

流動抵抗や充填バランス・転写不良に代表されるスキン層の生成問題は、金型表面と溶融樹脂との熱伝達によるトラブルが多く、一般的には樹脂温度や金型温度の温度設定を変更して対策する。

スキン層の生成を樹脂温度と金型温度でコントロールする事になる。

固体のペレットが可塑化過程で液化し、金型内に流れ込み冷やされ固まる。

固体→液体→固体の間には、熱と言う影響があり樹脂と金型と言う2種類の違った温度が存在する。

実際はせん断熱や断熱圧縮・樹脂特性や滞留時間の影響があるので、それだけではないが今回は簡単に考えます。

① 金型表面温度と溶融樹脂温度の温度差→温度境界層→温度差依存。

② 金型表面と溶融樹脂の粘性による抵抗負荷→速度境界層→粘性依存。

現状の問題が温度境界層か速度境界層のどちらの影響で起こっているのかでその対策が違ってきます。

温度境界層の問題ならば、温度差が問題ですので金型表面温度と溶融樹脂温度の温度差を変える事で流れの方向が変化致します。

温度境界層がスキン層となりトラブル発生。

流れる→温度差が小さい。流れない→温度差が大きい

速度境界層の問題ならば、粘性が問題ですので粘性を変える事で流れの方向が変化致します。

速度境界層がスキン層となりトラブル発生。

流れる→粘性が低い。流れない→粘性が高い。

当然、これらの対策には副作用が働きます。

樹脂温度を上げれば熱ダメージが加算されますので最悪の場合、ガス化や糸引き・ハナタレ等の違う問題が発生致します。

金型温度を上げれば冷却効率が下がりますので、収縮率や冷却時間に影響を及ぼす可能性が発生致します。

不良状況に合わせて樹脂温度と金型温度を組み合わせて選択下さい。

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| haru | ジェッティング・フローマーク対策 | comments(1) | trackbacks(0) |
『気温と湿度と成形不良』　気候変化と原料管理: 2010.07.16 Friday 18:53

『気温と湿度と成形不良』

地域的気候変化に伴い気温と湿度が常に推移する事で、露点温度と気温の差が近くなると結露しやすい雰囲気になります。

工場環境が管理されている工場では常に室温と湿度が安定している為、年間を通じて安定した成形が可能になります。

ただし、クリーンルームに見られるように成形機はクリーンルームの中にあるが、乾燥機は室外にあり空調設備が無い環境であることが多く見受けられます。

原料管理場所の環境管理が不十分であると地域的気候変化により、気温と湿度が推移する事で原料袋が紙体であれば、原料袋自体が結露する可能性があります。

ある一部の成形工場を除き、殆どの成形工場は四季の変化や気候変化の影響を受ける環境で、成形している事が多く気候変化に伴う成形不良が発生していると推測されます。

原料袋を開封後速やかに乾燥機等の大気環境と隔離された空間に原料を保管する事が樹脂水分量の推移を安定させる事になります。

非吸湿の樹脂は、紙体梱包が大半で乾燥せずに成形する事が多いが保管環境や気候変化で紙体自体が結露すれば中の樹脂に影響を及ぼす事が、予想されます。

梅雨時期に吸水系の成形不良が増える場合、気候変化に伴う原料管理を見直す事を検討下さい。

高温多湿の環境下での原料管理は、海外の工場を含め成形不良を改善・対策するのに重要な役割になります。

地域的環境の違い、気候変化に伴う原料管理は気温と露点温度に注意を払い、露点温度以下の環境に原料を保管しない事が基本となります。

一度、時間毎の工場内の気温と湿度を計測して、露点温度との差を確認下さい。

その時間帯での成形不良率との関連性を確認して頂ければ、今お困りのトラブルが気候変化に伴う成形不良であるかが確認できます。

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| haru | シルバー不良・ボイド不良対策 | comments(6) | trackbacks(0) |
『プラスチック射出成形技術』　『クッション量とコールドスラッグウェル』: 2010.06.03 Thursday 11:03

『プラスチック射出成形技術』　『クッション量とコールドスラッグウェル』

成形不良を未然に防止するプラスチック射出成形を考える上で、可塑化過程から射出過程に移行する時にクッション量が重要な役割を発揮致します。

クッション量の役割に関しては、当ブログ内で『成形条件クッション量と成形不良』で解説させて頂いておりますので、詳細はご確認下さい。

クッション量の役割として、成形条件での【計量】【射出】【保圧】の３つの工程で重要な役割を果たしておりますので、クッション量を無くすわけにはいきません。

【計量での役割】　　計量のバラツキをクッション量で調整・補填。

【射出での役割】　　充填樹脂量のバラツキを調整・補填。

【射出での役割】　　充填完了時の衝撃緩和。

【保圧での役割】　　圧力を伝達する為の役割。

ただし、クッション量は前の計量の残量（残留樹脂）ですので、１ショット以上のサイクルタイム（滞留時間）の影響を受けた樹脂になります。

金型にノズルタッチしている状態では、最もコールドスラッグ（高粘度樹脂）になる可能性のある樹脂になります。

この時、発生するコールドスラッグ（高粘度樹脂）は金型内に充填過程で流動抵抗となり、ジェッティング・フローマーク等の成形不良を発生させる原因になる為、コールドランナーを使用される場合、コールドスラッグ（高粘度樹脂）を充填させない為にコールドスラッグウェル（樹脂溜り）を施し対策致します。

当然、クッション量（残留樹脂）が多いとコールドスラッグ（高粘度樹脂）が多くなる可能性がありますので、コールドスラッグウェル（樹脂溜り）は大きくする必要があります。

金型側の加工になるコールドスラッグウェル（樹脂溜り）を大きくする為には、金属加工が必要になる為、現実的ではありません。

クッション量の設定条件は、成形機側で入力すれば比較的安易に変更出来ますので、金型側で加工済みのコールドスラッグウェル（樹脂溜り）に合わせてクッション量を決定する事は、現時点での対策方法になります。

金型屋の領域のコールドスラッグウェルと成形現場の領域のクッション量を個々に考えるのではなく、量産時成形不良を未然に防止しながら安定成形が可能なクッション量とコールドスラッグウェルを本来は、試作段階で見極め打合せ下さい。

外観に関する品質面の要求が、年々厳しくなってきており高光沢が望まれている現状で、『外観不良』とクッション量とコールドスラッグウェルは重要な役割を担っております。

クッション量のバラツキの幅を考えながら、クッション量を変化させて成形品の外観を観察して下さい。

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| haru | 外観不良・メッキ不良対策 | comments(0) | trackbacks(0) |
成形不良改善ブログ開設４年目を迎えてのご報告: 2010.04.21 Wednesday 19:04

『成形不良改善ブログ開設４年目を迎え、新たな取り組みをご報告』

射出成形業界に置ける成形不良に対する解析技術は、幾つかのカテゴリー毎に得意な分野からの経験値に基づいた対策方法がweb公開されています。

『プラスチック業界の各カテゴリー』

①       原料・樹脂メーカー関連から見た成形不良の解析

②       金型・設計メーカー関連から見た成形不良の解析

③       成形機メーカー関連から見た成形不良の解析

④       成形業者関連から見た成形不良の解析

⑤       周辺機器・検査装置メーカー関連から見た成形不良の解析

⑥       大学及び研究機関から見た成形不良の解析

⑦       パーツ・部品メーカー関連から見た成形不良の解析

その大半が、各カテゴリー毎の経験値型思考による解析が多く、専門分野から見た解析をしている物が多く含まれますので、非常に勿体無いと感じておりました。

プラスチック成形品を作る為には、各カテゴリーを経て最終的に製品になる為、全てのカテゴリーが協力して、知識・経験値をトータルした集合知識に発展させる必要がありました。

成形不良を改善する為の知識・技術では無く、成形不良を出さない為の知識・技術を総合的に考えるネットワーク作りに奔走致しました。

その為、２００７年５月に成形不良を中心とした不良改善ブログを開設致しました。

２０１０年５月で、４年目を迎え掲載記事も１００に達しました。

多くの業界関係者にご賛同頂き、感謝しております。

現在、更なる技術革新を目指し総合力によるプラスチック射出成形研究会の設立を準備しております。

既にマイスター殿には、ご協力頂いておりますが、準備出来次第当ブログで詳細を発表させて頂きます。

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| haru | 連絡・宣伝 | comments(18) | trackbacks(0) |
『プラスチック射出成形不良を改善する前に最も大切な事』: 2010.03.19 Friday 17:15

『プラスチック射出成形不良を改善する前に最も大切な事』

キーワードは、『相談出来る相手がどの位いますか？』

長年、多くの成形工場を回り数え切れない数の成形不良を見て感じた事は、殆どの成形不良には起因となる発生理由があり幾つかの複合要因が重なり、結果として現象に至ると言う事です。

一般的には、『樹脂』『金型』『成形機を含む周辺機器』『成形条件』『メンテナンスを含めた運用方法』等が挙げられますが、全てを経験して理解する事は、分業化された今の時代には無理だと思います。

『樹脂』＝『原料メーカー』　『金型』＝『金型屋』　『成形機を含む周辺機器』＝『機器メーカー』　『成形条件』『メンテナンスを含めた運用方法』＝『成形業者』が管轄しているカテゴリーです。

少なくてもプラスチック成形品を作る過程で、４つのカテゴリーに分業化されており各カテゴリーが独自の進化と考え方を構築しております。

成形不良は、成形工場で発生している現象ですので現場で出来る事は、『成形条件』『メンテナンスを含めた運用方法』で不良対策するしかありません。

『樹脂』『金型』『成形機を含む周辺機器』等がトラブル原因で有れば、それを見付けるだけでもかなりの時間が掛かりますので、その間は不良発生が止められない事になります。

『成形機を含む周辺機器』→『金型』→『樹脂』の順番で、トラブルが無いか確認作業に入りますが、殆どの場合結論に結びつく事は無いでしょう。

日本のテクノロジーを持っても未だに成形不良が無くならない事が証明していると思います。

殆どが今の状態で、運用して行かなければならない事は成形現場に従事した方ならば経験済みだと思います。

この様な環境の中で、成形不良０％にする事を目的に長い年月と経費を掛けて改善を繰り返された企業は存在致します。

『樹脂』『金型』『成形機を含む周辺機器』『成形条件』『メンテナンスを含めた運用方法』のスペシャリストが揃っている企業に多く見られます。

企業で全てのカテゴリーのスペシャリストを揃える事は、困難だと思いますので先ずはスペシャリストを見つける事です。

私の場合は、２０年掛けて各カテゴリーのスペシャリストと知り合う事が出来ました。

トラブルが発生した時に相談出来る師匠がいる事が私の財産になっております。

一度、成形不良が発生したと仮定して自分自身では対策出来ないと言う設定で相談出来る人を考えてみて下さい。

『樹脂』＝『○○さん』　『金型』＝『○○さん』　『成形機を含む周辺機器』＝『○○さん』　『成形条件』『メンテナンスを含めた運用方法』＝『○○さん』

全て記入出来た人は、既に恵まれた環境に居られますので素直に相談してみて下さい。

必ず、よい改善方法が見つかる筈です。

記入出来なかった人は、先ずは相談出来る人を見つけて下さい。

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| haru | 【haruの他愛も無い日記】 | comments(2) | trackbacks(0) |
省エネ法が改正されますのでご注意下さい: 2010.03.11 Thursday 16:31

皆さん、こんにちは。

省エネ法が改正されますので、経済産業省からの通達を再度ご確認下さい。

工場・事業所単位から企業単位に改正されます。

不良改善のコンサルタント活動で、工場・事業所等に訪問していると成形不良対策だけではなく、
省エネ対策等ありとあらゆる質問も頂きます。

２００９年の夏頃より、省エネ対策を計画されておられる企業も多く生産工場の設備を含め、
稼働率の悪い設備を売却したり工場・事業所を統合したり、更に効率を求めた工場作りが
多く見られます。

２０１０年４月以降、更に選択と集中が進められると思います。

プラスチック射出成形の成形不良を中心に改善を進めて来ましたが、２０１０年１～２月
の傾向は、小ロット・多品種のハイサイクル生産による高効率生産と生産設備の再編成です。

稼働率の悪い設備の廃棄・売却による電力量の削減も改善です。

ただし、現状の成形サイクルを短縮して余力を作っておかなければ不測の事態に対応する為、
稼働率が悪くても予備設備として破棄・売却出来ないのが現状です。

２００９年夏頃より、ハイサイクル化の改善依頼が多かったのもこの様な背景を見越しての対策です。

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| haru | 工場内電気使用量低減対策 | comments(1) | trackbacks(0) |
プラスチック射出成形『成形不良』『異物対策』基礎技術: 2010.02.23 Tuesday 17:53

プラスチック射出成形　『成形不良』　『異物対策』　基礎技術

射出成形に置いて、異物不良でMIGさんよりご質問が御座いましたのでテーマとして取り上げさせて頂きます。

POM ﾃﾅｯｸLC750R（NC)を使用しているのですが、異物（焼け）が非常に出易く、2～3週間に一回のｼﾘﾝﾀﾞｰ/ｽｸﾘｭｰの分解洗浄を余儀なくされています。
又、加熱筒だけでなく、製品をチャックするアタッチメントのパッド等にも付着し、吸着不良や脱落などの原因にもなっています。
生産アイテムはギア、フランジです。
やはりこまめなメンテナンスしか対応策はないのでしょうか？

過去のテーマでメンテナンス対策として、『パージ方法』『スクリュー洗浄』『滞留樹脂』等でコメントさせて頂きました。

基礎技術としては、頻繁に洗浄を行う事が異物対策には最も効果的な方法になります。

私の知り合いにもPOM成形で、異物に困っておられる方が多くおられますが、異物対策及びメンテナンスサイクルを向上させる為に『窒素供給』をされておられる場合が多いです。

成形機及び乾燥機側の対策として、『窒素供給』『クッション量の見直し』をご検討下さい。

クッション量＝滞留樹脂です。

成形機仕様に比べて計量が少ない場合、シリンダー内に数ショット分の樹脂が滞留している条件では、異物不良に困られている事が多いです。

滞留樹脂がガス化・炭化する事を少しでも低減する為に糸引き・ハナタレが無い場合、クッション量を少なくする事も予防対策になります。

スクリューの圧縮部に炭化物の固着が酷い場合、可塑化条件の見直しをご検討下さい。

過度にせん断熱が掛からない様にご注意下さい。

金型側の対策として、金型の汚れが酷くなると吸着不良が発生すると思われます。

『エアーベント』『ガスベント』強化をご検討下さい。

ブログ内のガスベントに関するコメントをご参考下さい。

金型汚れが酷くなる→ベントが詰る→金型内にガスが残ると言うイメージです。

成形機が電動でしたら波形モニターで、射出圧が時間の経過と共に徐々に上昇してくれば、ベント詰りの予兆になります。

ベントが詰れば、金型内圧が上昇する筈ですので成形条件が同じであれば、充填抵抗がモニタリング出来ると思います。

少しでもお役に立てれば幸いです。

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| haru | 異物不良・パージ材対策 | comments(2) | trackbacks(0) |
『成形不良』　『ジェッティング対策』　『フローマーク対策』　基礎技術: 2010.02.04 Thursday 15:17

『成形不良』　『ジェッティング対策』『フローマーク対策』

一般的には、固化した樹脂の流れる跡が蛇行状の模様として生成する事で成形品表面に現れる現象。　　『基礎技術』

『不良キーワード』『トラブルキーワード』

①       樹脂が固化する。

②       金型により冷却される。

『不良現象』

ゲート付近でジェッティング→最終充填部付近でフローマーク

『対策』

①     ゲート位置の変更とゲートを大きくする。

②     射出速度を遅くする。

③     金型温度・樹脂温度を高くする。

④     流動性の良い樹脂に変更する。

『なぜ・・・』

①       ゲートが長くゲートが小さい場合、ゲート通過時に熔融樹脂が冷却固化する。

②       ゲート通過時の圧力損失が大きい場合、キャビティー充填時圧力損失により速度が下がり冷却が進む。

③       金型温度・樹脂温度を予め高く設定する事で、熔融樹脂の冷却固化を遅延する。

④       流れが悪く充填過程で、流動抵抗になり金型に冷却される。

⑤       速度が早すぎる事で、熔融樹脂は境界層流れの影響で樹脂表面のスキン層【流れが遅い部分】と中心部の主流【流れが早い部分】部分が剥離し、スキン層がキャビティー面に冷却され固化が進む。

『現場事情により、実行出来る対策案と実行出来ない対策案があります』

①       金型修正する事が出来ない。『支給型』『承認が必要』

②       対策する事で他の成形不良が発生する。『ヒケ・ソリ・ショート・バリ』

③       サイクルタイムの問題。『冷却時間』

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成形マイスターによる成形不良と対策　最新技術　２００９: 2009.12.08 Tuesday 09:46

成形マイスターの皆さん、こんにちは。

今回は、いつもと違い成形不良改善ネットワークにご参加頂いております全国の成形マイスターに対して２００９年度の優秀改善事例を発表させて頂きます。

２００９年も１２月を向かえ今年も全国各地で、成形不良の改善活動を実施させて頂きました。

プラスチック射出成形業界も年々、グローバル化が進んでおり海外とのコスト競争に対して国内企業がどの様に対応していくのかが、今後の成形業界の課題とされております。

私が展開させて頂いております成形不良対策技術は、海外とのコスト競争に対応する為の成形技術としての第一段階です。

全国各地を奔走する中で、多くの成形マイスターと言うべき技術者と連携させて頂き、グローバル化が進むプラスチック射出成形業界を生き抜くためのネットワークを構築して、最新技術の開発に取り組んでおります。

成形マイスターのご協力を頂、２００９年度に改善された実例をご紹介致します。

成形マイスターとは、成形技術は当然として金型技術・樹脂知識に精通しておられ射出成形に並々ならぬ思いをもっておられる現役の方の名称とさせて頂きます。

成形技術第一段階の成形不良に対する対策・改善は既に完了しており、良品率を１００％にした成形品を第二段階の【高効率生産】ハイサイクル（サイクル短縮）・ランナーレス・ダウンサイジングに取り組まれております。

【成形マイスター改善事例　①】

部品名　：　ウォームアップギア　
金型　　：　回転コア抜き
原料　　：　POM
成形機　：　５０トン　電動

改善前　コールドランナー　１６個取り　サイクルタイム　２１sec　金型温度　９０℃

改善後　コールドランナー　１６個取り　サイクルタイム　１７．７sec　金型温度　９０℃

良品率　１００％

現在、成形サイクル１６sec　にチャレンジ中。

【成形マイスター改善事例　②】

部品名　：　自動車　配管用部品
金型　　：　カセット金型バルブゲート
原料　　：　POM

改善前　コールドランナー　４個取り　サイクルタイム　２５sec　金型温度　６０℃　
　　　　　成形機　５０トン　電動

改善後　ホットランナー　２個取り　　　サイクルタイム　５sec　　金型温度　２５℃
　　　　　成形機　１８トン　電動

良品率　１００％

対策方法等詳細内容は、各成形マイスターが年月をかけ極められた匠の技術である為、私の判断で削除させて頂きました。

今回、発表出来ませんでしたが数例凄い事をされておられます。

その全ての成形技術が２００９に対策・改善された改善グランプリに値すると判断させて頂きました。

凄い技術としてその場に立ち会えた事を誇りに思います。

皆様が実施された改善事例は、プラスチック射出成形業界に勇気と希望を与えたと思います。

無礼を承知であなたは凄いです。（ご容赦下さい）

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安定成形する為のセンサー技術　良品率の安定: 2009.11.13 Friday 18:03

プラスチック射出成形における良品率を常に安定させる為に様々な管理基準を設けて維持する事が、重要視されております。

センサーを使用した出力データーを有効活用する事が、成形不良発生を未然に防ぎ良品率を安定させることが可能になります。

センサーを導入する前に考えなくてはならない事が幾つか御座います。

①何の為にセンサーを使用するのか？

②何処にセンサーを使用するのか？

③何を基準にセンサーを使用するのか？

最近、金型内にセンサーを使用したいとご相談頂く事が増えてきております。

なぜ？　センサーを使用するのかとお聞きした所、金型内の圧力や温度を測定したいと回答されます。

確かに金型の中を見る事が出来ない為、今までは想像や成形機側から出力されるデーターに頼った成形条件や成形不良対策を実施してきた事は、周知の事実です。

金型の中で、成形不良をはじめ様々なトラブルが発生しており、中が見えたら簡単に解決出来ると思います。

金型の中が見えないのならば、金型内に圧力センサーや温度センサーを仕込んで、実圧力や実温度を計測する事が、今後の成形技術発展に重要視されてきているのも当然だと思います。

確かに金型内の圧力と温度をデーター化して、成形機側から出力させる様々なデーターとの比較すればよりリアルな参考データーになります。

温調機の温度設定と金型内の温度を比較すれば、非常に面白いデーターが取れるのも事実です。

大事な事は、出力されたデーターを何の為に有効活用するのかです。

金型内の温度や圧力を取るだけでは、勿体無い投資になります。

例えばガスヤケやヒケ・ソリ等の成形不良が発生したとして、原因が特定出来ない為にセンサーを使用して分析を行う。

当然、センサーを仕込む位置は、成形不良が発生している位置になると思います。

計測する基準は、温度なのか？圧力なのか？

【ここで重要なのが、成形不良発生プロセスを理解しているかです。】

成形不良は、最終的な現象ですので発生プロセスにより温度を基準にした方がよいのか？

圧力を基準にした方が良いのか？と言う事になります。

成形不良の発生原因が、金型内圧の上昇による内部応力なのか？

断熱圧縮による温度上昇によるものなのか？

成形不良発生前後の金型内より出力されたデーターを考察する事で、変化点が確認出来ると思います。

少なくても成形不良発生原因が、圧力に起因するものか？温度が起因するものか？

特定する事が、出来ますので成形不良の対策や改善方法が圧力対策よいのか？温度対策がよいもか？

ロジカルに進める事が可能になります。

その他、様々な応用技術が可能になります。

今回、ゲストでセンサーメーカー殿主催のセミナーで講演させて頂きました。

新たなセンサー使用方法等、講演させて頂きましたが大事な事は、ロジカルシンキングになります。

また、お会い出来る日を楽しみにしております。

ご参加頂き、誠に有難う御座いました。

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| haru | 成形サイクル短縮・安定生産対策 | comments(0) | trackbacks(0) |; ←back 1/11 pages next→