無料ブログ作成サービス JUGEM
『組み合わせによる成形不良』
 

『成形不良とは』

 

成形不良とは、原料・生産設備・成形条件・金型の4つのカテゴリー(分類)の組み合わせで発生するトラブルの現象。

 

寸法精度・強度・外観・色彩等、製品に要求される項目に合わせて、評価基準が設けられ基準に満たない製品を成形不良と言う。

 

原料自体の種類の多さと大気環境に伴う水分率等の保管状態により、状態は非常に多くの組み合わせが存在する。

 

生産設備も成形機をメインとして、乾燥機・温調機・粉砕機・取り出し機等、多種におよびメーカー数と仕様により、非常に多くの組み合わせが存在する。

 

成形条件と金型も同様に複雑な組み合わせが存在しており、原料・生産設備・成形条件・金型の組み合わせになると同じものが存在しないくらいの組み合わせになる。

 

ひとつのカテゴリーやひとつの方法(成形技術)で全ての成形不良が解決するような単純なものではなく、科学が進歩した現代でも成形不良は存在し、今も発生している。

 

『成形不良改善の為のチェック項目』

 

多くの組み合わせの中から発生している成形不良を改善する方法も組み合わせがあり、対策する為にチェックする項目があります。

 

原料管理では、水分率・酸化・熱履歴

 

生産設備では、スクリューデザイン・可塑化条件・せん断発熱

 

金型技術では、温度分布・断熱圧縮・蓄熱状態

 

生産現場では、安定した品質の製品(良品)を常に安定供給する事が目的であり、複雑な組み合わせを管理しながら運営する『良品量産技術』が重要になります。

 

 

| haru | 成形技術 | comments(3) | trackbacks(0) |
成形マイスターによる成形不良と対策 最新技術 2009
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  


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 ◆

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)














 

 

 
| haru | 成形技術 | comments(6) | trackbacks(0) |
プラスチック射出成形技術 計量時間とクッション量のバラツキと成形不良
 プラスチック射出成形技術 【計量時間とクッション量のバラツキと成形不良】


インジェクション成形において、成形条件等は金型形状・成形機仕様・使用樹脂【原料】により、金型毎に違うのは当然です。


細かく言えば、周辺機器・工場環境・成形技能者のスキル等100型あれば100通りの条件で、成形されているでしょう。


安定的に生産する為には、可塑化条件が安定していなければ充填させる条件は一定ですので、基準が不安定になり常に一定した条件下で、成形が出来ていない事になります。


成形機から出力されるデーターの中でも管理データーとして、重要視されるのが計量時間とクッション量だと思います。


一定の計量時間で射出後のクッション量が一定ならば、少なくても成形機側では異常がないと判断致します。


計量時間とクッション量のバラツキは、直接的・間接的に成形不良に繋がる場合が多いです。


シルバー・ガスヤケ等、不良率の多い成形品は計量時間・クッション量のバラツキが多いと思いますので、ご確認下さい。


基本的に再生材を多く使用される場合は、計量時間・クッション量はバラツキます。


粉砕材は、1度溶けた樹脂だと言う事は認識済みだと思います。

粉砕材の粒の大きさも計量時間・クッション量のバラツキに起因致します。

これは、間接的に樹脂が起因する成形不良です。


バージン材使用時の計量時間・クッション量のバラツキと粉砕材使用時の計量時間・クッション量のバラツキの比較データーで確認出来ると思います。


成形機スクリューフライト1つ1つに供給できる樹脂量の安定がポイントになります。


最近では、粉砕材をリサイクルペレットにして粒の大きさを安定させて使用される場合も増えてきております。


昨年の金融危機以降、プラスチック業界もかなり設備等を含めた縮小傾向になっており、樹脂【原料】生産量も縮小傾向になってきておりました。


ここ最近、一部業種の仕事量が回復してきており、縮小された樹脂【原料】生産量が未だに回復されておらず一部樹脂【原料】の供給が間に合わない状況が懸念されております。


本来であればバージンを使用したいが、粉砕材使用を余儀なくされている現状が垣間見られます。


コスト面から粉砕材使用を決断されている場合も多いです。


粉砕材を使用する場合、出来るだけバージン材の粒の大きさと同じ大きさにする事もひとつの改善方法です。


どうしても粉砕材の粒が大きい場合、もう一度粉砕してみて下さい。


この時、樹脂粉が大量に出ると思いますので粉取りして下さい。


その他、要因として考えられるのはシリンダー温度設定とスクリュー回転数のバランスが悪い場合があります。


ハイサイクル成形している場合、計量時間とクッション量のバラツキがよく見られますのでご注意下さい。


ポイントは供給部での樹脂に対しての伝熱効率です。


スクリュー回転数が高速の場合、シリンダー温度設定【供給部】の温度は高めでトライしてみて下さい。


糸引き・ハナタレが出ている場合は、ブログ内の糸引き・ハナタレ対策もしくは、最適シリンダー温度設定をご確認下さい。


私が不良改善を依頼されて、成形不良を診断する場合一番最初に計量時間とクッション量のバラツキを確認して、メルトコントロールからスタート致します。







| haru | 成形技術 | comments(4) | trackbacks(0) |
プラスチック射出成形 【不良改善の進化論 第一段階】
プラスチック射出成形 【不良改善の進化論  第一段階】


プラスチック射出成形の不良改善を中心に様々な改善技術を掲載させて頂きましたが、不良改善は第一段階であり最終目標は、自動成形システムの完成を意味しております。


第一段階では、【成形不良をコントロールする事が重要になります。 】


成形不良を0%にする事は、理想として出来る限りの技術を費やし対策致しますが、かなりの時間・労力・コストをかける覚悟をしなければなりません。


ここで選択肢が、2つあります。

一つは、【時間・労力・コストをかけてでも不良率を0%にする。】


二つ目は、【不良品はあるものだと想定して、良品の中に不良品を入れないかと言う考え方です。】

不良率を0%にする事と良品率を100%にする事では、一見同じ様に思いますが取り組み方がまったく違ってきます。

不良品は、様々な不確定要素が複雑に重なりあい発生していますが、良品は安定したプロセスによって生産されております。


不確定要素を管理する事は管理項目も想定出来る全てに及び現実的に不可能に近いでしょう。


良品を生産出来る安定したプロセスを考察して、安定成形する為の規定の範囲内の条件で、成形不良が発生しなければ良品率【安全な物】100%になります。

安定成形する為の規定の範囲外の条件は、全て疑わしい物【不良】と区別すれば良品・不良品の選別が出来るでしょう。

区別した【安全な物】の中に不良品がなければ【安全な物】の中の良品率は100%になります。


良品が成形出来ている時と不良品が発生している時では、必ず差異が発生しております。

その差異が、良品・不良品の変化点です。


この変化点を見つける事【管理する事】が良品の中に不良品【疑わしい物】を入れないプロセスになります。


選別するのは、不良品【疑わしい物】だけになりますので全数検査よりも検査工程の低減になります。

不確定要素の多い不良品を管理するより良品を管理する方が、楽だと言う事です。


国内の成形工場が、海外の成形工場に負けている最大の要因は、人件費ではないでしょうか。


10,000個の中の数十個の不良品を選別する為に全数検査を実施するか?【不良率】

10,000個中、8,000個は良品で疑わしい2,000個を選別するか?【良品率】

第一段階では、10,000個中の9,500個の良品率を100%にしてみて下さい。

最初は、10,000個中の5,000個の良品率100%にして、徐々に6,000個・7,000個と進化させて下さい。


最終的には、10,000個中の数十個の不良品を全数検査するのか、500個疑わしい物を500個廃棄した時のコストを比較して対費用効果で最終目標を決定下さい。












| haru | 成形技術 | comments(1) | trackbacks(0) |
射出成形 最新成形技術と成形不良
射出成形 最新成形技術と成形不良

プラスチック射出成形に置いて、最大の問題はいかに良品成形を行なうかが重要です。

不良品は、全て損益になりますし良品成形が一番のエコ技術【省エネ】です。


射出成形を生業とされている生産工場では、多かれ少なかれ生産中に良品・不良品を製造されております。

生産予定が10,000個だったとして不良率が10%あれば良品9,000個・不良品1,000個になります。
9,000個では、予定数に足りない為不足分を追加生産しなくてはなりません。

恐らく、不良率を計算して最初から10,000個以上を生産スケジュールに組み込んで予定を立てている筈です。
これだけでも1,000個以上の不良品若しくは在庫が出来てしまいます。

当然、10,000個以上の成形品の中から良品と不良品を選別しなくてはいけないですから選別に掛かる工程の人件費・時間・設備・手直し作業等のコストが更に掛かります。

その後で、良品だけが加飾加工【メッキ・塗装】に回されますが、この工程でも良品と不良品が発生致しますので、選別工程が必要になり更なるコストが発生致します。

この時、発生した加飾加工での不良率分が納入予定だった10,000個に足りない場合、下地である成形品不足となり急遽、成形品を生産する為のスケジュールを変更して小ロット成形と言う最も効率の悪い方法で補われていると思います。


ここまでの成形プロセスを考えると日々の日常業務の中から、成形不良が低減され良品率が上がる事で、製品になるまでの全ての工程での改善が成形不良に繋がっている事はご理解頂けたと思います。

1度、改めて成形品不良による損失を計算しなおして見て下さい。
2次損失も加えて計算して頂ければ、かなりの金額が算出出来る筈です。

この見直しこそが不良改善の基礎になります。

プラスチック射出成形は、原料【樹脂】・金型・成形機及び周辺機器の三要素からなる結晶として成形品が出来上がります。

プラスチック成形品の不良を改善する技術こそが、最新の成形技術になると思い成形技術とは別に成形不良改善技術論を理論化出来ると思います。

成形不良改善論での最新成形技術は、低速・低圧でいかに早く充填させるかです。









| haru | 成形技術 | comments(0) | trackbacks(0) |
乾燥工程での成形不良 原因と対策
みなさん、こんにちは。haruです。

樹脂【原料】乾燥工程での成形不良についてその原因と対策。

前回の書き込みで、プラスチック射出成形における樹脂【原料】の構造を掲載致しました。
【樹脂内部構造と吸湿プロセス】です。
樹脂【原料】はどの様な構造で、どの様に吸湿するのかを出来るだけ簡単に解説させて頂きました。

一般的に樹脂成形で、乾燥不足に対しては非常に気を使っている事が多く樹脂の乾燥不足による成形不良【シルバー】【フラッシュ】は、昔から知られている成形不良現象の一つです。

乾燥機自体も熱風乾燥機→除湿乾燥機→減圧乾燥機→窒素乾燥機と進化してきております。

乾燥機の進化の背景には、樹脂【原料】の進化が必ず控えております。

射出成形で使用される樹脂【原料】も10年前に比べ非常に多くの種類が各メーカーより開発・販売されており、近年の環境問題に対して使用樹脂【原料】に対する規制等が厳しくなり新たな樹脂【原料】が開発されるパターンが今日の成形をより難しくしております。

樹脂【原料】が難しくなればなるだけ樹脂【原料】が起因する成形が難しくなり、成形不良の原因とその対策が複雑化している事は、今日の成形工場ではみなさんが実体験されている筈です。

昔の様に水分率だけを管理すれば良い時代では、無くなりつつあります。

熱風乾燥機で乾燥しても成形不良が無くならない為に除湿乾燥機を使用されている筈です。

熱風乾燥機の場合、大気【空気】の状態が乾燥能力に比例されます。
大気【空気】を取り込み樹脂から水分を脱気させる吸着剤として、乾燥タンク内を循環させる為です。

通常、樹脂【原料】乾燥は温度×時間で管理されている為、時間の経過で乾燥出来ている筈だと思ってしまいます。

大気の状態で、雨の日と晴れの日では大気【空気】の状態が変わります。

日常に置き換えれば、晴れの日に洗濯物が乾く時間と雨の日に洗濯物が乾く時間は同じでしょうか?


熱風乾燥機の問題点は、大気【空気】を取り込み利用する為大気【空気】の状態により乾燥能力に差が出てしまい乾燥不足による成形不良が発生すると言うプロセスが成立致します。

熱風乾燥機を使用されている場合、大気【空気】の状態にご注意されれば成形不良を低減する事は可能です。

樹脂【原料】構造と吸湿プロセス〜熱風乾燥までを繋げて説明させて頂きました。

成形は、非常に奥が深いですので少しずつ掲載させて頂きます。




| haru | 成形技術 | comments(3) | trackbacks(0) |
【樹脂内部構造と吸湿プロセス】【成形 基礎技術編】
【樹脂内部構造と吸湿プロセス】【プラスチック射出成形 基礎技術編】

成形を考える上で、樹脂と吸湿のメカニズムを考慮して最適な成形を実践下さい。

使用樹脂が起因する成形不良の中で、樹脂乾燥と使用樹脂との関連性を考慮する事で成形不良【樹脂乾燥不良 シルバー・フラッシュ】を未然に防ぎ、成形コントロールする事でコストダウンを図る為に樹脂内部構造と吸湿プロセスの基礎知識を簡単に説明致します。

【樹脂内部構造】

樹脂内部には無数の毛細管が形成されており、毛細管の直径と水の分子の大きさの
関係性より【樹脂内吸水】と【樹脂表面凝縮】の2つの水分吸湿が考えられる。

【樹脂内吸水と樹脂表面凝縮】

【吸湿性樹脂】PA・PC・PETに代表される材料。

吸湿性の樹脂は水分を常に大気とやりとりしています。
樹脂袋を開封後、大気の影響を受け吸湿が進む事から開封後の樹脂管理環境
に注意が必要。

樹脂内部に形成されている毛細管の直径は、水の分子よりも大きい為水分は毛細管の中に入り込む事が出来ます。樹脂は毛細管の中に一定量の水分を保持しており、乾燥環境では水分を放出・水分の多い環境では吸収され樹脂表面にも表面凝縮された水分も存在する事が考えられます

【吸湿性樹脂】は、【樹脂内吸水】と【樹脂表面凝縮】の2つの吸湿プロセスを考慮して、最も適した樹脂管理と樹脂乾燥方法を選択する必要があります。



【非吸湿性樹脂】PE・PP・塩ビに代表される材料。

非吸湿性の樹脂は樹脂内部に水分は入り込めません。
樹脂内部に形成されている毛細管の直径は、水の分子よりも小さい為水分は毛細管の中に入り込む事が出来ませんが、樹脂表面にも【表面凝縮】された水分も存在する事が考えられます。

非吸湿樹脂は、水分の多い環境では【樹脂表面凝縮】の吸湿プロセスを考慮する必要がある為、樹脂管理環境に注意が必要。

通常、乾燥しないで成形される場合、大気の状態と樹脂管理状況を考慮する事が必要である。

【乾燥機の選定には、十分考慮して成形不良を未然に防ぐ機種を選択下さい。】
| haru | 成形技術 | comments(0) | trackbacks(0) |
成形不良 3現主義
みなさん、こんにちは。

今回、成形不良改善セミナーを開催させて頂きますが、テーマーは【メルトコントロール】が主体になります。

急速な景気悪化に伴い、不良改善に対するお問い合わせが昨年の倍のペースで依頼を頂きます。

不良改善事態は、怪我をしている所を治療する事だとイメージしております。
出血を伴っている為、止血する事が最優先になります。

本来、なぜ怪我をしたのかを考え怪我をしない様に再発防止する事が不良改善の目的になります。

一言で【メルトコントロール】と書いておりますが、【樹脂乾燥過程】【熔融過程】【充填過程】の3つの工程を同時に考える必要があります。

成形不良は、シルバー・ガスヤケ等いろいろ種類に分類されておりますが、【樹脂】【金型】【設備機器・条件等を含む】3つの工程を全て含めて成形が成り立ちますので、この3つも同時に考える必要があります。

充填過程でも【熔融粘度】【断熱圧縮・型内圧】【分解ガス】等、3つの問題が考えられます。

この全てを考慮した上で、【不良改善】→【高効率生産】→【自動化】と進めていく事を目的に考えております。

利益が上がる生産が最優先目的になります。

最近は、不良改善の依頼が多く出張続きでなかなか不良改善ブログに書き込む時間が取れず、申し訳御座いません。

プラスチック成形は、50年の歴史がありますがまだまだ解明されていない問題が山積みになっております。

ひとつひとつ問題を解決して行きたいと思います。

多くの方に協力して頂き、少しずつですが光が見えてきております。

有難う御座います。






| haru | 成形技術 | comments(0) | trackbacks(0) |
成形条件クッション量と成形不良
プラスチック射出成形における成形条件にクッション量があります。
前回、サックバックに付いてコメントしましたので、今回はクッション量について
コメントします。【成形条件での不良改善にお役立て下さい】

【クッション量の注意点】
クッション量=【滞留樹脂】としての認識は少ない。
前の計量で熔融された樹脂が射出した後、クッション量としてノズル先端部に残る。
熔融後高い温度に滞留して、熱履歴を受ける為物性低下・変色・ガス等のトラブルの原因になっている場合が多い。
更にこの樹脂はスクリューによりかなり圧縮された(射出圧、保圧)経歴の持ち主です。

【クッション量で考えられる成形不良】
【大量の分解ガス発生】【低粘度化による糸引き・ハナタレ】
【物性低下による割れ・強度不足】【コールドスラッグ】【色むら】

【クッション量て何の為・・・】【クッション量の役割】
クッション量の役割として、【計量】【射出】【保圧】の3つの工程で重要な役割を果たしている。

【計量】計量のバラツキをクッション量で調整・補填。
【射出】充填樹脂量のバラツキを調整・補填。
【射出】充填完了時の衝撃緩和。言葉の通りクッションの役割。
【保圧】圧力を伝達する為の役割。

【計量】【射出】工程でのクッション量の役割は一般的に良く知られている。
【計量】【射出】工程の役割だけ見るとクッション量は多いほど良いのでは?
 と錯覚されやすい。
【保圧】工程でのクッション量の役割を解説しているケースは、あまり見られない。
【保圧】工程でのクッション量の役割は、圧力を保持・伝達する為の調整量
【クッション量】が必要になる。
クッション量が0の場合、成形機スクリューはそれ以上前進する事が出来ない。
当然、熔融樹脂に対して圧力を保持・伝達出来ない事になる。
【パスカルの原理】を応用すれば【保圧】に対してのクッション量の役割が理解出来やすいです。

【クッション量のメカニズムを理解して、最適な条件設定を・・・】

| haru | 成形技術 | comments(9) | trackbacks(0) |
プラスチック射出成形 成形不良現象 糸引き・ハナタレ不良改善・対策方法
プラスチック射出成形 成形不良現象 糸引き・ハナタレ不良改善・対策方法

減圧距離【サックバック量】と減圧速度【サックバック速度】設定方法

減圧距離はスクリュを強制的に後退させてシリンダー内の圧力を減圧します。

減圧する事で離型時のハナタレと糸引きトラブルを防ぎます。

【減圧距離の設定】
樹脂粘度の高い場合は少なく、粘度の低い場合は大きく設定します。

【減圧速度の設定】
減圧速度はスクリュを強制的に後退させる時の速度設定です。
後退時に空気の巻き込みを防止する働きがあります。
減圧距離が大きく減圧速度が速いと成形不良【シルバー・フラッシュ・銀条】が発生します。

【この様な説明が一般的なサックバックの解説になります】

私も、【ノズル先端温度を下げる】【サックバック量を増やす】を
当たり前に思ってきましたし、たしかに糸引き・ハナタレ対策になります。
しかし、コールドスラグ・エアー巻き込み・シルバー等の問題点もありました。
サックバック量を増やして糸引き・ハナタレ対策を減圧で、解説されておられる
場合が多いです。

糸引き・ハナタレは熱履歴による物性低下だと仮定した場合、減圧しても粘度は変わらない流れを変えられないと考えておりました。

【ではどうして糸引き・ハナタレをサックバック【減圧】で対策出来たのか?】

サックバック量を大きくする事で大量の空気を吸い込み、熔融樹脂が空気にふれる部分【面積】が多くなる事で熔融樹脂温度自体が下がります。
熔融樹脂温度が下がり固まるイメージです。

ノズル先端温度を下げる対策方法もこれと同じ効果を狙った対策です。
弊害としてコールドスラグ増大・エアーの巻き込み【シルバー・ボイド・気泡】等の不良原因・トラブルになります。

交流会ではこの様な体験談を中心に成形をいかに考え成形不良を改善・対策するのかを話し合い解明していく事を目的としております。
是非、ご参加下さい。

| haru | 成形技術 | comments(1) | trackbacks(0) |