モールドインサート設計とは何ですか?

モールドインサート設計とは何ですか?

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材料を節約し、加工を便利かつ簡単にし、金型に十分な寿命を持たせるために、一連の金型にはインサートが必要です。インサートとは、ロード/アンロードおよびその他の機能コンポーネントを除いた部品を指します。インサートは通常、テンプレート プレートに埋め込まれます。

インサートは通常、冷間加工鋼、熱間加工鋼、高速度鋼、プラスチック金型鋼、その他の合金材料で作られています。-その他、合金鋼、合金アルミニウム、コバルト-ニッケル-タングステンなどの新素材も使用できます。

多数の金型では、射出成形 OEM プロジェクトで要求される金型仕様を正確に満たすために、キャビティは通常カスタムメイドされ、専門の射出成形金型メーカーによって固定キャビティ プレート上に直接機械加工されます。{0}}

インサート材質の選定と熱処理

①成形部品とは、キャビティ、コア、スライダー、インサート、リフター、サイドコアなど、プラスチックと直接接触して製品を成形する金型部品を指します。

② 成形部品の材質は金型の品質と寿命に直接関係し、プラスチック成形品の外観と内部の品質を決定します。非常に慎重に選択する必要があります。一般に、経験豊富な射出成形ツールのサプライヤーが、契約要件に基づいて、また製品と金型の要件と特性に従って選択する必要があります。

③ 成形部品材料の適用原則は、成形するプラスチックの種類、製品の形状、寸法精度、製品の外観品質と使用要件、生産バッチサイズなどに応じて、材料の切断、研磨、溶接、テクスチャリング、変形、耐摩耗性などの特性を考慮し、経済性と射出成形工場のパートナーが使用する金型の製造条件と加工方法を考慮して、さまざまな種類の鋼を選択することです。

④ 透明プラスチック製品を成形する金型の場合、キャビティ、コアともに718(P20+Ni系)、NAK80(P21系)、S136(420系)、H13系鋼などの鏡面研磨性能の高い鋼材を使用する必要があります。このうち718とNAK80はプレハードンが施されており、さらなる熱処理は必要ありません。 S136 および H13 タイプの鋼は焼きなましされた状態であり、硬度は一般に HB160 ～ 200 です。荒加工後は真空焼入れ焼戻しが必要です。 S136の硬さはHRC40～50、H13系鋼の硬さはHRC45～55が一般的です（グレードにより異なります）。

⑤ 高い外観品質、長寿命、大量生産が要求される金型の場合、成形部品材料の選択は次のとおりです。

ａ．キャビティは、718 (P20+Ni タイプ)、NAK80 (P21 タイプ) などの鏡面研磨性能の高い鋼で作られている必要があり、すべて硬化済みの状態であり、追加の熱処理は必要ありません。表面窒化処理、窒化深さ0.15～0.2mm、硬度HV700～900。

b.コアは、618、738、2738、638、318 などの中低グレードの P20 または P20+ 鋼でできており、すべて事前硬化状態にあります。-生産バッチが少ない金型の場合は、国産プラスチック金型鋼や輸入された高品質炭素鋼 S50C、S55C も使用できます。-

⑥ 一般的な外観品質が要求される金型の場合、成形部品材質の選定は以下の通りとなります。

ａ．小型で精密な金型の場合、キャビティとコアの両方に中程度の輸入 P20 または P20+ 鋼を使用することが望ましいです。-

b.中型および大型の金型の場合、成形プラスチックに鋼に対する特別な要件がない場合、キャビティには中級および低級の輸入 P20 または P20+ 鋼を使用できます。コアには、低品位輸入 P20 タイプ鋼、輸入高品質炭素鋼 S50C、S55C など、または国産プラスチック金型鋼を使用できます。{6}

c.内部収縮組織のあるキャビティの場合は、P20+Ni タイプ 2738 (738) グレードの使用を避けるようにしてください。

⑦ 外観品質要求が低く、成形材料による鋼の摩耗や腐食に対する特別な要求がある鋼製構造部品の場合、成形部品材料の選択は次のとおりです。

ａ．中型および大型の金型の場合、キャビティには低品位の輸入 P20 または P20+ 鋼、または輸入された高品質炭素鋼 S55C、S50C、または国産の P20 または P20+ プラスチック金型鋼を使用できます。コアには国産の高品質炭素鋼を使用できます。-

b.高生産性で複雑な構造の小型金型の場合、キャビティには低品位の輸入 P20 または P20+ 鋼、または国産の P20 または P20+ プラスチック金型鋼を使用できます。中子は国産のプラスチック金型鋼を使用できます。

⑧ テスト金型、腐食性プラスチックを含むポリスチレン、および難燃剤を含むプラスチックの場合、製品要件が高い場合は、輸入耐食鋼を選択できます。S136 を HRC50-52 に焼き入れする必要があります。-一般的な要件であれば、国産の耐食鋼を使用できます。

⑨ ナイロン + ガラス繊維材料の射出に使用される金型など、プラスチックが鋼に対して強い摩擦や衝撃を与える金型の場合は、SKD11、SKH9、HRC56-58 などのカスタム射出成形ソリューション プロバイダーによって、高い耐摩耗性、高い熱応力疲労耐性、および優れた耐焼き付き性および抗熱割れ性を備えた輸入または国産の H13 タイプ鋼を選択する必要があります。-

⑩ 成形部品は通常、製作される人の部品と同じ材料を使用します。金型の冷却が困難な部品や高い冷却効果が必要な部品には、インサート材質として銅合金またはアルミニウム合金を使用してください。

⑪ 金型内の比較的硬い可動部品の材料選択の原則は次のとおりです。

ａ．透明部品には、718、NAK80 などの研磨性能に優れた高級輸入鋼を使用する必要があります。{{1}

b. -非透明部品には通常、618、738、2738、638、318 などの比較的硬度の高い中級輸入鋼を使用し、表面窒化処理、窒化深さ 0.15 ～ 0.2 mm、硬度 HV700 ～ 900 を使用します。

c.金型の要件が低い場合は、窒化硬度が一般に HV600～800 の低品位の輸入鋼または国産鋼も使用できます。{1}

⑫ 高硬度の選定原則は以下の通りです。

ａ．耐食性が要求される場合は、HRC50～52に焼入れされたS136を選択してください。

b.繊維材料と耐摩耗性の要件を備えた金型の場合は、HRC56 ～ 58 まで焼き入れされた SKD11 を選択できます。

c.リフター、プッシュブロックなどの耐摩耗性が要求される可動部品には、8407 を選択し、HRC43 ～ 45 まで焼入れした後、窒化処理を行うことができます。

d.高硬度の硬質材料にはW302を選択し、HRC50～52まで焼き入れます。

e.長寿命の金型の場合は、M2 鋼を検討できます。-

主要な分割面のセグメンテーション

パーティング面の形状と種類

プラスチック製品を取り出すために使用される金型とゲートの分離可能な接触面はパーティング面と呼ばれ、クランプ面とも呼ばれます。

パーティング面は平面、曲面、または段付きにすることができますが、プラスチック製品の成形や金型の製造を容易にするために、できるだけ単純である必要があります。一般に、単純な平面がパーティング サーフェスとして使用され、複雑な形状は特別な場合にのみ使用されます。

金型設計の最初のステップは、パーティング面の位置を選択することです。パーティング面の選択は、プラスチック部品の形状、肉厚、成形方法、後処理プロセス、プラスチック部品の外観、プラスチック部品の寸法精度、プラスチック部品の脱型方法、金型の種類、金型の数、金型の排気、インサート、ゲートの配置、射出成形機の構造などの要因に影響されます。金型設計者と射出成形製造サービス プロバイダーにとって、パーティング サーフェスを正しく選択することは、金型の製造と運用にとって非常に重要です。

通常、分離面の形状には次のタイプがあります。図 7-10 を参照してください。

図 7-10 分離面

分離面の選択原理

① 製品の脱型をスムーズに行うため、製品の断面輪郭が最も大きくなる位置でパーティング面が開いていることが望ましい。{0}}

② パーティング面は、角やエッジなど、プラスチック部品の外観品質に影響を与えない位置に設定してください。パーティング面による過度のバリを防止し、パーティング面から発生するバリを可能な限りトリミングして除去します。

③ 射出成形時は片側にプラスチックが溜まるようにするため、可動型に中子をセットした状態で、動作時の突き出し力を頼りに可動型側に製品が残る箇所にパーティング面をできるだけ選定してください。

④ パーティング面はプラスチック部品に多大な悪影響を与えないこと。高精度が要求されるプラスチック部品の場合、パーティング面で割った寸法が不正確だと寸法誤差が発生します。

⑤ 一般に製品を分割する場合、高精度が要求される部分は分割距離の長い部分やコア抜き部分を定型テンプレートの開き方向に配置し、短い方はサイドコアとします。-

⑥ サイドコア-の引き力が小さいため、投影面積の大きな大型製品の場合は、投影面積の大きなパーティング面を移動・固定型締めの主面である正面に配置し、投影面積の小さなパーティング面をサイドパーティング面としてください。

⑦ パーティング面は複雑な形状を避け、できるだけ単純なものにしてください。

⑧ パーティング面を主排気面として使用する場合は、パーティング面を材料の流れの終端に配置し排気を容易にしてください。

⑨ 半平面のパーティング面を選択する場合は、キャビティの加工と製品の脱型の利便性にとって有益である必要があります。{0}