製品情報

Key Takeaways
• 正しい金型設計は、製品品質・寸法精度・成形サイクル安定性・生産コストに直接影響する。
• 金型材料や表面処理は、ガラス繊維強化樹脂など使用条件に合わせて選定する必要がある。
• ゲート配置、ランナー設計、肉厚管理、冷却バランスなど、設計段階での予防策が不良削減に有効。
• 予防保全中心のメンテナンスは、金型寿命の延長とダウンタイム削減に直結する。
• CAE シミュレーションにより、流動挙動・収縮・潜在的な不良を事前に把握できる。

射出成形金型は、連続生産を行う工場にとって極めて重要な資産である。高品質な成形品は、精度の高い金型設計と、安定したメンテナンスによって実現される。本記事では、金型の構造、材料選定、不良を防ぐための設計思想、そして予防保全のポイントを体系的に整理し、生産性向上と不良削減を支援する。

金型の構造と主要機能
射出成形金型は 固定側 と 可動側 から構成され、高圧で射出された溶融樹脂を所定形状に成形する。品質に影響する要素は以下のとおり。
• キャビティ（Cavity）： 製品形状を決定し、樹脂収縮を考慮して設計する
• ゲート（Gate）： 樹脂の充填と圧力分布を制御
• ランナー／スプルー（Runner/Sprue）： 各キャビティへ均等に樹脂を供給
• 冷却システム： 成形サイクルと寸法安定性に大きく影響
• 離型機構（Ejection）： 成形品を変形させずに取り出す役割
適切な構造設計により、ワーページ、ショートショット、変形などのリスクを抑制できる。

金型材料と表面処理
金型材料を選定する際は、硬度、耐摩耗性、耐食性などを考慮する必要があります。一般的には高品質の工具鋼が使用されます。ガラス繊維強化樹脂を成形する場合は、PVD や 窒化処理（Nitriding） などの表面処理を施すことで、金型の寿命延長や摩擦低減に効果があります。
また、キャビティ内部の表面仕上げを最適化することで、成形品の離型性向上、外観不良の低減、残渣の発生防止にもつながります。

生産不良を回避するための設計ポイント
金型設計段階で以下のような不良を予防できる。
• ショートショット（Short Shot）： ゲート調整、射出圧の向上、ランナー見直し
• ウェルドライン（Weld Line）： ゲート位置を適切に配置し、溶融樹脂の合流を最適化
• バリ（Flash）： パーティングライン精度の確保
• ヒケ／反り（Sink / Warpage）： 肉厚均一化、冷却バランスの調整
CAE シミュレーション は、流動・収縮・不良発生箇所を事前に予測するための有効手段である。

金型メンテナンスの基本原則
連続生産に使用される金型は摩耗や汚れが蓄積し、性能低下につながる。主なメンテナンス内容は以下のとおり：
• 可動部（ピン・スライド）の潤滑
• キャビティとベントの清掃
• 冷却回路に付着したスケールの除去
• 摩耗したピンやゲートの交換
• 防錆油の塗布と適切な保管
生産サイクルに基づく 予防保全（Preventive Maintenance） を計画し、ダウンタイムを未然に防ぐことが重要である。

まとめ
射出成形金型の性能は、精密な設計と継続的な予防保全によって支えられる。金型管理が適切に行われれば、不良削減・生産コスト最適化・安定稼働の実現につながる。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

❓ FAQ
Q1: 金型材料を選定する際の重要ポイントは？
A: 硬度・耐摩耗性・耐食性であり、特にガラス繊維入り樹脂を扱う場合は表面処理も考慮する。

Q2: 冷却系の清掃が必要なのはなぜ？
A: スケールが熱伝導を妨げ、寸法不良やサイクルタイム増加の原因となるため。

Q3: ショートショットを金型設計で防ぐ方法は？
A: ゲートの調整、射出圧の最適化、ランナー設計の見直しが有効。

📚 Glossary
Cavity： 製品形状を形成する空間
Gate： 樹脂の流入点および圧力制御要素
Runner / Sprue： 樹脂をキャビティへ導く流路
Cooling System： 冷却速度とサイクル時間を制御する機構
Preventive Maintenance： 故障を未然に防ぐ計画的メンテナンス

#射出成形金型 #金型設計 #プラスチック成形 #金型保守 #量産対応 #CAE解析 #HakkaiPrecision