ゲートシステムとは何ですか?
ゲートシステムの機能
ランナー システムは、溶融プラスチックを射出成形機のバレルから金型の各キャビティに導きます。したがって、ランナーシステムの構造、長さ、サイズ、接続方法はすべて射出充填効果に影響を及ぼし、製品の品質に直接影響します。さらに、ランナー システムの設計では、急速冷却と短いサイクル タイムを実現する経済効率も考慮する必要があります。
ゲートシステムの構造
ランナー システムは、図 7-11 に示すように、メイン ランナー、ブランチ ランナー、ゲート、コールド スラグ ウェルの 4 つの構造で構成されます。
メインランナー（スプルー）
メイン ランナー (スプルー) は、射出成形機のノズルをランナー システムに接続するプラスチック チャネルです。これはランナー システムの最初のコンポーネントです。
一次ランナーと二次ランナー
一次ランナーと二次ランナーは、メイン ランナーを内型のゲートに接続するプラスチック チャネルであり、溶融プラスチックが内型に流れ込むことができます。 2 プレート金型の場合、ランナーはパーティング ライン上にあります。-
流路を設計するときは、その断面形状とサイズに注意を払う必要があります。-一般に流路の断面形状には、全円、台形、変形台形、六角形の 4 種類があります (図 7-12 を参照)。射出圧力伝達の観点からは、流路の断面積が大きいほど有利です。一方、熱伝導の観点からは、断面積が小さいほど優れています。-したがって、表面積に対する断面積の比率が大きいほど、フロー チャネルの効果は高くなります。円形および四角形の断面フロー チャネル設計では、最も高い R- 値が得られます。円形断面-は正方形断面よりも早く冷却されるため、円形断面設計が最適です-。 (R-値は表面積に対する断面積の比率を指します。-断面積は流路の断面積を指します。)
ランナーの直径は流れの長さに関係します。直径が大きいほど、流路は長くなります。同時に、ランナーは可能な限り細く、短くする必要があります。プラスチックの種類ごとに最小ランナー直径要件があります。直径が小さすぎると、金型キャビティ内のプラスチックの流れに影響を与えます。ランナーの直径は通常、完成品レベルよりも 1.0 mm 厚く、完成品になる前にランナー内のプラスチックが固化するのを防ぎ、適切な圧力保持を確保します。
ゲート
ゲートは成形性と内部応力に大きな影響を与えます。適切な形状は通常、部品の形状によって決まり、制限付きゲートと制限なしゲートの 2 つのカテゴリに大別できます。
制限ゲートは金型キャビティの入口にある狭いセクションであるため、加工が容易で、ランナーからの部品の切断が容易になり、残留応力が軽減されます。このタイプは、均一な分布を促進し、キャビティ内でのプラスチックの逆流を防ぐため、複数の部品を一度に成形するマルチキャビティ金型で一般的に使用されます。-制限ゲートは、サイド ゲート、オーバーラップ ゲート、フランジ ゲート、扇形ゲート、フィルム ゲート、リング ゲート、ディスク ゲート、ポイント ゲート、サブマリン ゲートにさらに分類できます。-無制限ゲートでは、プラスチックが垂直ランナーを介して金型キャビティに直接射出されます。
ゲートの種類、位置、サイズ、数は、成形品の外観、変形、成形収縮、強度に直接影響します。したがって、設計では次の要素を考慮する必要があります。
(1) ゲート形状を決定する際に考慮すべき要素: ゲート形状は、金型キャビティ内の樹脂の流動性、成形品の外観、および材料の流れ方向に影響を与えます。したがって、ゲートタイプを選択する際には、材料の種類や製品形状、流れ方向の影響を考慮する必要があります。
(2) ゲート サイズを決定する際に考慮すべき要素:
① 塑性流動特性。
②金型の肉厚。
③ 金型キャビティに射出されるプラスチックの量。
④ プラスチックの溶融温度。
⑤ 金型温度。
(3) ゲートの位置を決定する際に考慮すべき要素:
① ゲートはプラスチック部品の断面の最も厚い部分に配置する必要があります。-これにより、ゲートでの冷却が遅くなり、溶融材料が金型キャビティ内に流れ込みやすくなり、収縮などの欠陥が防止されます。
② ゲート位置は、溶融材料の流路を最小限にし、流れ方向の変化を少なくし、圧力損失を最小限にする必要があります。一般に、プラスチック部品の中心に位置するゲートがより効果的です。
③ ゲートの位置は、金型キャビティからのガスの排出を容易にする必要があります。金型キャビティに流入した溶融材料が通気システムを早期に閉じると、ガスがキャビティから逃げるのが困難になり、製品の品質に影響を及ぼします。通気を容易にするために、溶融材料がキャビティに到達する最終位置に通気チャネルを配置する必要があります。
④ ゲートはコア壁または大きなコアの真向かいに配置する必要があります。これにより、高速溶融材料がキャビティまたはコア壁に直接衝突し、それによって流れの方向が変わり、流量が減少し、キャビティがスムーズに充填されます。-これにより、プラスチック部品上の明らかなジェッティング マークがなくなり、メルト フラクチャーが防止されます。
⑤ ゲート数を制御する必要がある。いくつかのゲートを通ってキャビティに入ると、より多くのウェルド ラインが作成されます。
⑥ ゲートの位置は、バリやウェルド ラインを減らすために、メイン ランナーからキャビティのすべての部分までの流路が同一または類似している状態で、均一な溶融材料の供給を確保する必要があります。
⑦ 中子やインサートのあるプラスチック部品、特に細いコアを持つ円筒形のプラスチック部品の場合、中子の曲がりやインサートのズレを防ぐため、中子やインサートへの直接の送りは避けてください。
⑧ ゲート位置はメルトフラクチャーを起こさない位置にしてください。小さなゲートが幅と厚さの大きなキャビティの真向かいにある場合、ゲートを通って流れる高速の溶融材料は高いせん断応力を受け、ジェッティングやクリープなどのメルトフラクチャー現象が発生します。-溶融物を噴射すると折れが発生しやすく、製品に波紋が発生します。
⑨ 溶融プラスチックがゲートを通って金型キャビティ内に高速で射出される際に、方向性の効果を発揮します。ゲートの位置は、この方向性の影響による悪影響を回避するように選択する必要があります。
⑩ 金型のゲート位置とゲート数を決定する際には、溶湯がキャビティ内に確実に充填されるように流量比を確認する必要があります。流量比は、総流路長と総流路厚さの比によって決まります。溶融物性、温度、射出圧力等により許容値は異なります。
⑪ 平らなプラスチック部品は、各方向の収縮率が一定ではないため、反りや変形が発生しやすくなります。複数のゲートを使用するとさらに効果的です。
⑫ フレーム-タイプのプラスチック部品の場合、ゲートを斜めに配置すると収縮による変形が改善されます。
⑬ リング-形状のプラスチック部品の場合、溶接線を減らし、溶接領域の強度を高め、通気を容易にするために、ゲートを接線方向に配置する必要があります。
⑭ 肉厚が不均一なプラスチック部品の場合、渦を避けるためにゲートの位置をできるだけ一定に保つ必要があります。
⑮ シェル-形状のプラスチック部品の場合、中央に取り付けられたゲート配置を使用してウェルド ラインを減らすことができます。-
⑯ ドーム型、細長い、薄壁のプラスチック部品の場合、複数のゲート ポイントとプロセス リブを設定して流れをガイドし、材料不足を防ぐことができます。-
ゲート位置を選択するための上記の原則は、適用時に矛盾を引き起こす可能性があります。このような場合には、実情に応じた柔軟な対応が必要です。
(4) ゲートバランス
バランスの取れたランナー システムが得られない場合は、次のゲート バランス方法を使用して、均一な射出成形という目標を達成できます。この方法はキャビティ数が多い金型に適しています。ゲート バランスの方法には、ゲート チャネルの長さを変更する方法と、ゲートの断面積を変更する方法の 2 つがあります。-
キャビティの寸法に異なる投影面積がある場合、ゲートのバランスも取る必要があります。この時点で、ゲート サイズを決定するには、まず 1 つのゲート サイズを決定し、このゲート サイズと対応するキャビティ容積の比率を計算する必要があります。この比率は、他のゲートと対応するキャビティ容積の比較に適用され、各ゲートのサイズが連続的に決定されます。実際の試行噴射後、ゲートバランシング操作を完了できます。
同じ金型キャビティから部品または複数の完成品を製造する場合、材料の一部の部分が薄い場合は、スプルーを厚くする必要があります。厚みの量は完成品のサイズによって異なります。一般に、完成品の厚い部分は流れが良くなり、結果として正常な圧力が発生しますが、薄い部分は流れが悪くなり、圧力が高くなります。したがって、完成品を同時に充填すると、厚い部分にバリが発生する可能性があります。流れの不均衡を防ぐには、図 7-13 に示すように、圧力損失を補うために薄いセクションのランナーを厚くする必要があります。
コールドスラグ井戸
コールド スラグ ウェル (コールド スラグ ピットとも呼ばれます) は、充填プロセスの開始時に低温の溶融プラスチック材料を貯蔵し、材料が金型キャビティに直接入ってゲートが詰まり、製品の品質に影響を与えるのを防ぐように設計されています。コールド スラグ ウェルは通常、メイン ランナーの端に配置されます。枝ランナーが長い場合は、枝ランナーの端にもコールド スラグ ウェルを設置する必要があります。
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