射出成形で発生する代表的な不良と対策

射出成形とは

射出成形は、プラスチック製品を大量に作るために広く使われている加工方法です。溶かしたプラスチックを金型の中へ流し込み、冷やして固めることで製品を作ります。

自動車部品や家電製品、日用品、医療機器など、私たちの身の回りには射出成形で作られた製品が数多く存在しています。

しかし、射出成形は非常に繊細な加工方法でもあります。材料の状態や機械の設定、金型の状態などが少し変わるだけで、見た目や寸法に問題が発生することがあります。このような問題を「不良」と呼びます。

不良が発生すると品質の低下だけでなく、材料の無駄や生産効率の悪化にもつながります。そのため、不良の原因を理解し、適切な対策を行うことが重要です。

ここでは、射出成形でよく発生する代表的な不良とその対策について、できるだけわかりやすく解説します。

バリ

バリとは

バリとは、製品の端や合わせ目から薄い膜のようなプラスチックがはみ出してしまう不良です。

製品の見た目が悪くなるだけでなく、組み立て時に支障をきたしたり、手を傷つけたりする原因になることもあります。

バリが発生する原因

主な原因として次のようなものがあります。

• 金型の合わせ面に隙間がある
• 材料を押し込む力が強すぎる
• 金型の締め付けが不足している
• 金型が摩耗している

バリの対策

バリを防ぐためには、まず機械の設定を見直します。

材料を押し込む力を必要以上に高くしないことが大切です。また、金型をしっかり閉じる力が十分か確認します。

金型が長期間使用されている場合は、摩耗や傷がないか点検し、必要に応じて修理やメンテナンスを行います。

ショートショット

ショートショットとは

ショートショットとは、金型の隅々まで材料が行き渡らず、製品の一部が欠けた状態になる不良です。

完成品を見ると、先端部分や薄い部分が不足しているように見えます。

ショートショットが発生する原因

原因としては次のようなものがあります。

• 材料の量が不足している
• 材料の流れが悪い
• 金型内の空気が抜けにくい
• 材料や金型の温度が低い

ショートショットの対策

まず材料の量が適切か確認します。

また、材料や金型の温度を上げることで流れやすくなる場合があります。さらに、金型内の空気がスムーズに逃げられるように調整することも有効です。

製品の形状によっては、材料の流れ道を改善する金型修正が必要になることもあります。

ヒケ

ヒケとは

ヒケとは、製品表面の一部がへこんだようになる不良です。

特に厚みのある部分や補強用のリブ周辺で発生しやすく、外観品質を大きく損ないます。

ヒケが発生する原因

プラスチックは冷えて固まる際に収縮します。

厚みのある部分では内部が冷えるまで時間がかかるため、その収縮によって表面が引っ張られ、へこみが発生します。

ヒケの対策

ヒケを防ぐには、冷却中に十分な材料を補給できるよう条件を調整します。

また、製品の厚みをできるだけ均一にすることも重要です。

設計段階で厚肉部分を減らしたり、必要以上に厚くしないようにすることで発生を抑えられます。

反り

反りとは

反りとは、本来まっすぐであるべき製品が曲がったりねじれたりする不良です。

寸法不良の原因となり、組み立てができなくなることもあります。

反りが発生する原因

主な原因は製品内部の収縮量の違いです。

例えば、片側だけが早く冷えたり、厚みが不均一だったりすると、収縮のバランスが崩れて変形が発生します。

反りの対策

反りを抑えるためには、製品全体が均一に冷えるようにすることが重要です。

金型の温度バランスを見直したり、冷却時間を十分に確保したりします。

また、設計段階で肉厚を均一にすることも大きな効果があります。

ウェルドライン

ウェルドラインとは

ウェルドラインとは、複数方向から流れてきた材料が合流した部分にできる線状の跡です。

見た目の問題だけでなく、その部分の強度が低下する場合があります。

ウェルドラインが発生する原因

材料の流れが途中で分かれ、再び合流すると発生します。

穴の周囲や複雑な形状の製品では特によく見られます。

ウェルドラインの対策

材料や金型の温度を適切に調整し、材料同士がしっかり融合できるようにします。

また、材料の流れ方を改善するために、金型構造を見直すことも有効です。

製品によっては流れ道の位置を変更することで大幅に改善することがあります。

焼け

焼けとは

焼けとは、製品表面に黒色や茶色の変色が発生する不良です。

焦げたような跡として現れるため、外観品質を大きく損ないます。

焼けが発生する原因

主な原因は金型内に閉じ込められた空気です。

材料が高速で流れ込むことで空気が圧縮され、高温になって材料や空気が焦げてしまいます。

焼けの対策

金型内の空気をスムーズに逃がすことが重要です。

また、材料を流し込む速度を必要以上に速くしないことも効果があります。

金型の空気抜き部分が汚れている場合は清掃を行い、正常な状態を維持します。

シルバー

シルバーとは

シルバーとは、製品表面に銀色の筋のような模様が現れる不良です。

光の当たり方によって目立ちやすく、外観品質に影響します。

シルバーが発生する原因

最も多い原因は材料に含まれた水分です。

加熱時に水分が蒸発し、その影響で表面に筋状の跡が残ります。

また、材料の劣化によって発生する場合もあります。

シルバーの対策

材料を使用する前に十分乾燥させることが重要です。

保管環境にも注意し、湿気を吸わないよう管理します。

さらに、加熱温度が高すぎないか確認し、適切な条件で成形を行います。

フローマーク

フローマークとは

フローマークとは、材料が流れた跡が模様のように表面へ残る不良です。

波打ったような線や色の違いとして現れることがあります。

フローマークが発生する原因

材料が流れる途中で冷え始めると発生しやすくなります。

また、流れが不安定な場合にも目立つことがあります。

フローマークの対策

材料や金型の温度を適切に調整し、材料がスムーズに流れる環境を整えます。

流し込む速度の調整も有効です。

製品形状によっては、材料の流れ道を改善することで発生を抑えられます。

気泡

気泡とは

気泡とは、製品内部や表面に空気の泡が閉じ込められる不良です。

透明製品では特に目立ちやすくなります。

気泡が発生する原因

気泡の主な原因は次の通りです。

• 材料中の水分
• 金型内に残った空気
• 厚肉部での収縮

気泡の対策

材料の乾燥を徹底することが基本です。

また、金型内の空気が抜けやすい状態を維持します。

厚みの大きい部分がある場合は設計を見直し、できるだけ均一な厚さにすることも有効です。

寸法不良

寸法不良とは

寸法不良とは、製品サイズが図面の要求から外れてしまう状態です。

見た目には問題がなくても、組み立て時に不具合が発生する可能性があります。

寸法不良が発生する原因

寸法不良はさまざまな要因で発生します。

• 成形条件の変動
• 金型温度の変化
• 材料のばらつき
• 金型の摩耗

寸法不良の対策

安定した生産条件を維持することが重要です。

成形機や金型の定期点検を行い、異常を早期に発見します。

また、材料のロット変更時には品質確認を実施し、変化がないか確認することも大切です。

不良対策で重要なポイント

不良は複数の要因で発生する

射出成形の不良は、一つの原因だけで発生するとは限りません。

例えば反りが発生した場合でも、温度条件、製品形状、材料特性など複数の要因が重なっているケースがあります。

そのため、原因を決めつけず、一つずつ確認しながら改善を進めることが大切です。

記録を残す

不良対策では記録が非常に重要です。

条件変更前後の設定値や発生状況を記録しておくことで、同じ問題が発生した際に迅速な対応が可能になります。

また、担当者による判断のばらつきを減らす効果もあります。

金型のメンテナンスを怠らない

どれだけ成形条件を最適化しても、金型の状態が悪ければ不良は発生します。

定期的な清掃や点検を実施し、摩耗や破損を早期に発見することが重要です。

まとめ

射出成形では、バリ、ショートショット、ヒケ、反り、ウェルドライン、焼け、シルバー、フローマーク、気泡、寸法不良など、さまざまな不良が発生します。

これらの不良は、材料、機械、金型、成形条件、製品設計など複数の要因が関係しています。そのため、不良が発生した際は一つの原因だけに注目するのではなく、全体を見ながら原因を探ることが重要です。

また、不良を減らすためには日常的な設備管理や金型メンテナンス、適切な条件管理が欠かせません。基本を確実に守ることで品質の安定につながり、生産効率の向上やコスト削減にも大きく貢献します。

射出成形の品質向上は、一度の改善で終わるものではありません。不良の発生状況を継続的に確認しながら改善を積み重ねていくことが、高品質な製品づくりへの近道といえるでしょう。