高充填・厚肉プラスチック部品内部に潜む3つの重大な欠陥

目次

• なぜ厚肉・高充填プラスチック部品は内部欠陥が発生しやすいのか？
• 内部ボイド／収縮空洞
• 層間剥離／層間分離
• コールドスラグ／内部暗色斑点

厚肉構造における2つの主要な課題

1. 長い流動経路と不均一な冷却

射出成形中、より低温の金型表面に接触した溶融プラスチックは先に固化し、硬化した外皮を形成します。一方、内部材料ははるかにゆっくり冷却され、表面と中心部の間に大きな温度差が生じます。

2. 厚肉部における大きな冷却収縮

厚肉部では冷却時の体積収縮が大きくなります。十分な保圧を維持し、材料を均一に融合させることは非常に難しくなります。

1. 欠陥の特徴

部品の外表面は目に見える欠陥がなく、完全に正常に見える場合があります。しかし、厚肉部を切断すると、不規則な内部ボイドや空洞が確認できます。

これらの内部ボイドは有効な荷重支持面積を減少させ、構造性能を大幅に低下させます。機械的応力が加わると、部品に亀裂や破断が発生する可能性があり、シール部品では漏れ問題が発生することがあります。

2. 形成メカニズム

溶融プラスチックが金型キャビティを完全に満たした後、金型壁に接触する材料が先に冷却・固化し、硬い外殻を形成します。

その内部の溶融プラスチックは冷却と収縮を続けます。しかし、硬化した外層がさらなる収縮を制限します。

保圧段階では、収縮を補うための溶融材料が不足し、最終的に内部真空ボイドが形成されます。

高充填材料では、ポリマーマトリックスとフィラー間の不均一な収縮により、ボイド形成のリスクがさらに高まる可能性があります。