モールドキャビティとは何ですか?
キャビティは実際にボトルが作られる場所です。それは金型内の負の空間、つまりプラスチックに形状を与える中空部分です。私は射出ブロー成形ラインを 14 年間運営してきましたが、新しい金型の注文でキャビティの仕様を混同している人を今でも見かけます。数週間の費用がかかります。
射出ブロー成形では、2 つの異なるキャビティを扱います。射出ステーションで最初にプリフォームを製造します。ブローステーションの 2 番目の作業でボトルが完成します。これらは、まったく異なる仕事を行うまったく異なるツールです。
ストレート射出成形を専門とする人の多くは、キャビティをキャビティだと考えています。本当ではありません。ブロー金型のキャビティは、プラスチックを外側に押し出す空気圧に対処する必要があります。射出キャビティは、プラスチックが内側に押し込まれることに対処します。ストレスは逆方向に作用します。鋼材、冷却、通気、すべてが変わります。
プリフォームキャビティ
ステーション 1 では、試験管の形をしたプリフォームをコア ロッドに射出しています。ここの空洞は厚い壁で囲まれた管のように見えます。-何も派手なことはありません。プリフォームの外側はブローステーションでいずれにせよ伸びるので、あまり重要ではありません。
ここで重要なのはネックです。ネックの仕上げはステーション 1 で形成され、その後は変化しません。ネジ山、シール面、不正開封防止ビードなどはすべて射出時に行われます。それを台無しにすると、スクラップが発生します。
ネックリングは通常、キャビティ本体とは別個のインサートです。考えてみれば当然です。 5 つの異なるボトル サイズで同じネック仕上げを実行する場合があります。ボディキャビティを交換し、ネックリングはそのままにします。コストを節約するためにネックをボディと一体化させようとするショップを見てきました。ネジ山が摩耗し、1,800 ドルのインサートの代わりに 12,000 ドルのキャビティを廃棄しなければならなくなったとき、彼らは後悔します。
ブローキャビティ
ステーション 2 では、ボトルが実際にボトルになります。パリソンがコア ロッドに挿入され、金型がその周りで閉じられ、ロッドを通して空気が吹き込まれ、プラスチックがキャビティの壁に当たるまで伸びます。その壁がボトルの表面です。
ブローキャビティの表面仕上げが直接反映されます。直接的に言うと。修理するまで、スチールに傷を付け、そこから出てくるすべてのボトルに傷を付けます。一度、新人に開いた金型にレンチを落としてもらいました。キャビティ面を研磨して生産に戻すまでに、. 200,000 個のボトルに 1 つの傷がつきました。
ほとんどのブローキャビティは垂直に分割されています。 2 つの半分はパリソンの周囲を側面から閉じます。それらが交わる場所がパーティングラインになります。すべてのボトルに 1 つあります。あなたが持っているペットボトルを見てみると、上から下までかすかに線が入っているのがわかるでしょう。そこで金型の半分が集まったのです。
鋼の選択
P20 は依然としてデフォルトです。事前硬化済み、機械加工も良好、研磨も良好。 100 万個未満の製品では P20 を実行していますが、問題なく維持されます。
何千万もの話になると、H13 が意味を持ち始めます。初期費用は高くなりますが、実行中にキャビティを交換するわけではありません。-私は、H13 キャビティが HDPE ボトル上で 800 万サイクル行っても、測定可能なほどの磨耗がないのを見てきました。 P20 の同じアプリケーションでは、300 万でスレッドの摩耗が発生していました。
PVCにとってステンレスは重要です。私たちはもう PVC をあまり使用しませんが、使用する場合は 420 ステンレスのみです。熱い PVC から発生する塩素ガスは、数千回のショットで通常の工具鋼に穴をあけます。それを知ったのは、2009 年に遡ります。
アルミニウムは厳密に試作の領域です。迅速かつ安価なため、顧客承認サンプル用にアルミニウム キャビティを切断します。鉄鋼の場合は 2 週間に対し、8 週間です。ただし、運が良ければアルミニウムで. 50ショットを生産できるとは誰にも言わせないでください。研磨性のある樹脂では20,000で規格外になるのを見てきました。
冷却がサイクルを左右する
ほとんどのお店がお金を残していくのはここです。完璧なスチール、完璧な磨き、完璧な通気性を備えていても、冷却はゴミなので遅いサイクルを実行することができます。
ブローキャビティ内の水路は輪郭に沿っている必要があります。昔ながらの真っ直ぐに掘られた水路では、ホットスポットが残ります。-ホットスポットがあると、取り出すまでの冷却時間が長くなります。冷却時間が長くなるということは、サイクルが遅くなるということです。サイクルが遅いということは、お金が少なくなるということを意味します。
計算は複雑ではありません。冷却チャネルの穴あけをし直すだけで、500ml ボトルの金型のサイクルを 12 秒から 9 秒に短縮しました。同じキャビティ、同じ鋼材、同じ機械で、1 時間あたりボトルの生産量が . 25% 増加します。 24 時間年中無休のオンラインで、それはリアルマネーです。
コンフォーマル冷却は新しいものです。. 3パーツの形状を完全に包み込む冷却チャネルを備えたキャビティをプリントします。うまくいくときはうまくいきます。莫大な費用がかかります。これまでに 2 つのコンフォーマルキャビティセットを作成しました。 1 つで 1 ペニーの価値がありました。もう 1 つは 400,000 ショット後に粉末焼結ラインで亀裂が発生しました。大音量で信頼できるかどうかはまだわかりません。
水温は多くの人が思っている以上に重要です。ほとんどの樹脂では華氏 55 度で実行されます。冷たい水はより速く熱を奪いますが、湿気の多い季節には金型の表面に結露が発生し始めます。水滴が熱いプラスチックに当たると跡が残ります。露点以上に保つために、6 月から 9 月にかけて気温は 60 度まで上がります。
通気が無視される
パリソンがキャビティの壁に向かって吹き出すと、そこにあった空気はどこかへ行かなければなりません。十分に早く逃げられないと火傷を負います。閉じ込められた空気が圧縮し、加熱し、プラスチックを焦がします。ディーゼル効果。ディーゼルエンジンが燃料に点火するのと同じ原理。
ベントの深さは 100 分の 1 ミリメートル単位で測定されます。浅すぎると空気が抜けません。深すぎるとプラスチックが通気孔に流れ込み、すべてのボトルのバリをトリミングすることになります。
ほとんどの材料のスイート スポットは約 0.03 mm です。 HDPE はもう少し深くできます。 PET はより浅くする必要があります。新しい樹脂サプライヤーごと、ロットの変動ごとに、調整が必要になる場合があります。私はすべてのマシンにベント深さゲージのセットを保管しています。
多孔質スチールインサートは、従来の通気孔を切断できない領域に役立ちます。ボトルの底はその典型的な例です。空気は充填する最後の場所に閉じ込められます。多孔質のインサートにより呼吸が可能になります。時間の経過とともに可塑剤の残留物が詰まり、数週間ごとに超音波洗浄が必要になります。
マルチ-キャビティの現実
シングルキャビティ金型は試作品用です。生産では複数のキャビティが実行されます。-一般的なサイズの 4 つ、6 つ、8 つのキャビティ。私は、大量の製薬ラインで 24 個のキャビティ金型を見てきました。
これが、マルチキャビティについて誰も教えてくれないことです。-すべての空洞は少しずつ異なります。同じ鋼材、同じプログラム、同じツールパスからそれらを加工します。彼らはまだ違うものが出てきます。おそらく、キャビティ 3 は冷却剤マニホールドに近いため、若干高温になると思われます。おそらく、キャビティ 7 には研磨方向に微細な違いがあり、それが部品のリリース方法に影響を及ぼします。
すべてのキャビティに番号を付け、位置ごとに品質を追跡します。スパイクが拒否された場合、最初にチェックするのは、スパイクがどのキャビティから来たのかを確認することです。 10 回中 9 回、品質上の問題は 1 つのキャビティにあり、すべてのキャビティが問題になるわけではありません。その1つの空洞を修正すると、問題は解決しました。
複数個取りの金型のバランスを取るには忍耐が必要です。-すべてのキャビティは同じ速度で充填され、同じ速度で冷却され、同時に解放される必要があります。このバランスを完璧にするには、試運転と調整が必要です。すべてのポジションにわたって寸法の一貫性を追求しています。キャビティ間のばらつきは±0.1mmを目標とします。それを継続的に達成することは、思っているよりも難しいことです。
消耗するもの
パーティングラインは酷使されます。金型が閉じるたびに、鋼が鋼にぶつかります。それに数百万サイクルを掛けます。パーティング ラインの表面が圧縮、変形し、最終的には隙間が開き、バリが発生します。パーティング ラインのメンテナンスは定期的なものであり、1 回限りのものではありません。-
ネックリングの糸は他のものよりも早く摩耗します。ねじ山の輪郭は鋭いエッジを持つ薄い鋼です。プラスチックがエッジを横切って流れると、徐々にエッジが摩耗します。ピンとゲージを使用してねじの摩耗を測定します。ボトルに規格外のねじ山が見え始めると、ネックリングは工具室に戻ります。
コアロッドは技術的にはキャビティ部品ではありませんが、摩耗もします。クロムメッキは役に立ちますが、永遠に続くものはありません。コアロッドが摩耗すると、プリフォームの肉厚が変動し、完成したボトルの壁の分布が崩れることを意味します。
プラスチックが最初にキャビティに入るゲート領域では、最高温度と最大のせん断応力が発生します。これらはキャビティ本体の他の部分よりも早く摩耗します。一部のショップでは、交換可能なゲート インサートを使用しているため、キャビティ全体を交換するのではなく、その部分だけを交換できます。
コストの観点
標準的な 500ml ボトルのシングルブローキャビティの費用は、複雑さに応じて 10,000 ドルから 18,000 ドルかかります。それはただの空洞です。ネック リング、コア ロッド、モールド ベース、マニホールド、冷却ラインを追加すると、完全な単一キャビティ ツールの価格は 7 万ドルから 12 万ドルになります。
マルチキャビティ-ではそのほとんどが倍増します。いくつかの基本コンポーネントを共有するため、6 つのキャビティのコストは 6 倍にはなりませんが、それでも多額の費用がかかります。一般的なボトル サイズの 6 キャビティの生産金型の費用は 15 万ドルから 25 万ドルです。-
生産量で割ってみると、かなり多く感じられます。ボトルが 1,000 万本ある場合、20 万ドルの金型ではボトルあたり 2 セントが追加されます。 1億本だと5分の1セントだ。量に見合ったツーリングコストが得られます。ボトルを 100 万本使用しても 1,000 万本使用しても、鋼材の料金を支払うことになるため、少量プログラムは困難を極めます。
日々本当に重要なこと
空洞を清潔に保ちます。特にリサイクル樹脂の場合、残留物が蓄積します。シフトごとにキャビティ表面を拭きます。承認された溶剤のみを使用してください。研磨面に間違ったクリーナーを使用すると、仕上げが曇ってしまいます。
キャビティ番号ごとにすべてを文書化します。私はすべてのマシンでログブックを付けています。どのシフトでどのキャビティが実行されたか、品質に関するメモ、行われたメンテナンス。半年後に何か問題が起きたとき、その履歴があなたを救います。
温度管理を安っぽくしないでください。土曜の夜に 400 ドルのサーモレーターが故障すると、月曜日まで目が見えなくなることになります。予備のサーモレーターは安価な保険です。
パーティングラインを尊重します。オペレータはフラッシュを見るとクランプのトン数を変更したがります。それがうまくいく場合もあります。場合によってはパーティングラインを潰してしまい、すべてが悪化してしまうこともあります。バリが発生している場合は、クランプ圧力をクランクする前にパーティング ラインの状態を確認してください。
終わりに
射出ブロー成形の金型キャビティは、過酷な条件下で過酷な作業を行う精密ツールです。キャビティは製品の形状を決め、公差を保持し、どれだけ速く走れるかを決定します。適切にメンテナンスされた良好なキャビティは何年も使い続けることができます。虫歯を無視すると、スクラップ、ダウンタイム、品質に関する苦情などのコストがかかります。
すべては空洞に戻ります。材料の選択、冷却設計、通気、マルチキャビティのバランス。-これらを正しく行うと、優れたボトルを迅速に製造できます。それらを誤解すると、製品を作るのではなく問題を解決することになります。
ツールへの投資は、事前に実行すれば効果が得られます。キャビティの品質を手抜きするということは、後で利息を支払うことを意味します。