射出成形設計では、一般的な金型設計の考慮事項に加えて、次の点に特別な注意を払う必要があります:

１．所望の製品寸法公差を達成するには、適切な金型寸法公差を考慮する必要があります。
２．成形収縮率の変動の防止を考慮する必要があります
。 3．成形品の変形防止に取り組む必要があります
。 ４．脱型時の変形を避けることを考慮する必要があります
。 5.金型の製造エラーを最小限に抑えることが重要です。
6.金型の精度変動の抑制も考慮する必要がある
。

**1。適切な金型寸法と公差**
**1.1 製品寸法精度と金型寸法精度の関係**
金型設計、金型製作、成形プロセスを考慮して製品図面を作成する必要があります。

金型の寸法は、最初に製品の図面から導き出すことができます。これらの寸法を基に、実際の金型寸法となるように金型を製作します。この金型を使用して実際の成形品を得ることができ、その寸法が必要な寸法公差と照らし合わせてチェックされます。

**1.2 適切な収縮率**

前述したように、同じ樹脂、同じ着色剤を使用した場合でも、成形条件によって収縮率は異なります。精密成形では、収縮率の変動を最小限に抑え、予測された収縮と実際の収縮が理想的には厳密に一致する必要があります。典型的なアプローチは、収縮を推定するために過去の同様の製品の実際の収縮率を参照することですが、実験用の金型を使用して実際の収縮率を取得し、その後生産金型用に調整することもできます。[37]
ただし、収縮率を完全に予測することはほぼ不可能であるため、試作後に金型の調整が必要となる場合が多いです。その結果、調整により凹部の寸法は増加し、突出部の寸法は減少する傾向があります。したがって、凹部の寸法にはより小さな収縮率を使用する必要があり、一方、凸部の寸法にはより大きな収縮率を適用する必要があります。ギアの外径については、収縮率を小さくして干渉を避ける必要があります。収縮率を大きくしてもバックラッシが増加するだけです。

**2.成形収縮率の変動を防ぐ**
精密射出成形では、正確な寸法を満たす金型を製造することが不可欠です。ただし、金型寸法が決まっていても、収縮差により実際の製品サイズが異なる場合があります。したがって、精密射出成形では収縮率の制御が重要です。


収縮率は金型設計の適否によって大きく決まりますが、これは樹脂のバッチによっても異なる場合があります。着色剤の変更も収縮に影響を与える可能性があります。さらに、成形機の違い、成形条件のばらつき、各サイクルの再現性と一貫性はすべて実際の収縮に影響を与えるため、制御が困難になります [53]。
**2.1 収縮率に影響を与える主な要因**
金型の寸法は、製品の寸法に収縮を加えることで導き出すことができるため、金型の設計では収縮に影響を与える主な要因を考慮する必要があります。


成形収縮に影響を与える主な要因には、(1) 樹脂圧力、(2) 樹脂温度、(3) 金型温度、(4) ゲート断面積、(5) 射出時間、(6) 冷却時間、( 7) 製品肉厚、(8) 強化内容、(9) 方向、(10) 射出速度。これらの要因は樹脂の種類や成形条件によって異なります。[61]

- **(1) 樹脂圧力**: 樹脂圧力は収縮に大きく影響します。より高い圧力により収縮が減少し、製品の寸法が増加します。同じキャビティ内でも製品形状の違いにより樹脂圧力が変化し、収縮率にばらつきが生じます。複数キャビティ金型では、キャビティ間の樹脂圧力差により収縮率が変化します。[64]

- **(2) 金型温度**: 非晶質樹脂と結晶性樹脂の両方で、金型温度が高くなると収縮が増加します。金型温度を特定のレベルに維持することは精密成形において不可欠であり、金型設計時には冷却回路に注意を払う必要があります。[68]
- **(3) ゲート断面積**: 一般に、ゲート サイズの変化に応じて収縮率も変化します。樹脂の流動特性により、ゲート サイズが大きくなるにつれて収縮は減少します。


- **(4) 製品肉厚**: 肉厚は収縮に影響します。アモルファス樹脂の場合、肉厚が大きくなると収縮が大きくなり、肉厚が小さくなると収縮が小さくなります。結晶性樹脂では、壁厚の過度の変動は避けるべきです。複数キャビティ金型では、キャビティの壁の厚さの違いも収縮のばらつきにつながります。[74]
- **(5) 強化含有率**: ガラス繊維強化樹脂では、ガラス繊維含有率が高いほど収縮が小さくなり、流れ方向に沿った収縮が全方向に沿った収縮よりも小さくなります。反りを防ぐには、ゲートの設計、位置、数量を慎重に検討する必要があります。

- **(6) 配向性**: すべての樹脂はある程度の配向性を示しますが、結晶性樹脂では特に顕著です。肉厚や成形条件により異なります
。
成形後の収縮は、(i) 内部応力緩和、(ii) 結晶化、(iii) 温度、(iv) 湿度などの要因にも影響されます。

**2.2 取るべき措置**
- **(1) ランナーとゲートのバランス**: 前述したように、収縮率は樹脂の圧力に依存します。単一キャビティ、マルチゲート、またはマルチキャビティ金型で均一な充填を実現するには、ゲート バランスが不可欠です。ゲート バランスを調整する前に、ランナー内の流れのバランスを達成することをお勧めします。

- **(2) キャビティの配置**: 成形条件の設定を容易にするために、キャビティの配置を慎重に計画する必要があります。一般的なキャビティ配置では、金型の温度分布はゲートの周囲に同心円を形成します。多数個取り金型のキャビティ配置を選択する場合、ゲートを中心とした同心円状のリング配置が最適です。


**3.成形変形の防止**
成形品の変形は不均一な収縮による内部応力によって生じるため、不均一な収縮は最小限に抑える必要があります。中心穴のある円形製品の場合は、センターゲートを使用してください。ただし、流れ方向と垂直方向で収縮率が大きく異なる場合は、楕円形状になる場合があります。高精度を実現するには、ゲート バランスを注意して、3 点または 6 点のゲートが必要になる場合があります。


**4.脱型時の変形防止**
精密製品は一般に小さく、壁が薄く、リブが薄い場合もあります。金型の設計では、製品の変形を最小限に抑え、簡単に脱型できるようにする必要があります。高圧成形の場合、金型キャビティへの製品の固着に注意が必要です。低収縮樹脂でギヤを成形する場合、突き出し側テンプレートにギヤキャビティを配置するのが理想的です。エジェクターピンを使用する場合は、その数と突き出し圧力ポイントが変形しないようにする必要があります。


**5.金型製作誤差の最小化**
- **5.1 希望の加工方法に適した金型構造**: 所望の製品寸法精度を達成するには、対応する金型寸法と高精度の機械加工が必要です。金型の精度を維持するには高い耐摩耗性が不可欠であり、焼入れが必要となります。研削盤や放電加工では 0.01 mm 以内の精度を達成できます。

- **5.2 モジュラー金型**: モジュラー金型は、研削を使用して焼き入れされた部品の高精度を達成するために使用されます。これらの金型の特徴は次のとおりです。
- (1) 適切な硬さの適切な材料を選択する能力。
- (2) 高い耐食性、耐摩耗性。
- (3) 個別の熱処理により、最適な処理条件が容易になります。
- (4) 研磨性が良く、鏡面仕上げが向上します。
- (5) 抜き勾配が小さく、研削が容易です。
- (6) 硬度保持、金型寿命の延長。
- (7) ベントの位置決めが容易で、キャビティの充填が簡素化されます。
- (8) 研削が容易で、部品の精度と互換性が向上します。


**6.金型の精度誤差を防ぐ**
各サイクルで摺動部品の位置決めを一貫して行うには、金型精度の変動を最小限に抑える必要があります。精度を維持するために摺動部品の焼き入れと研削が必要であり、サイドコア摺動部には位置決めのための凹部が必要である
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