金型の「臓器」:これら5つの部品はどれも欠かせません。
1. キャビティとコア:「製品の外観」はここから生まれます。
これは金型の「核となる部分」です:
キャビティ:製品の「外表面」を担当します。例えば、プラスチックカップの曲面や携帯電話ケースの外装など、これらすべてがキャビティによって決まります。
コア:製品の「内部構造」を担当します。例えば、プラスチックカップの中空部分や部品のねじ穴など、これらはすべてコアによって「押し出され」ます。
キャビティとコアの精度は、製品の精度を直接決定します。例えば、5Gコネクタを製造する場合、キャビティ内のピン溝の間隔は±0.005mm以内に制御する必要があります。そうでなければ、完成品のピンが収まらなくなります。キャビティ表面に0.01mmの傷があると、完成品に明らかな欠陥が生じ、直接スクラップになります。
2. 射出システム:輸送のための「パイプライン」 プラスチック
溶融したプラスチックは、射出システムを通して金型キャビティに送り込む必要があります。これは金型の「血管」のようなものです。主に3つの部分で構成されています:
ランナー:射出成形機のノズルに直接接続されており、プラスチックが金型に入る「最初のゲート」です。
スプルー:ランナーから複数のキャビティにプラスチックを分配します(例えば、32個のキャビティを持つボトルキャップ金型では、材料を均等に分配するためにスプルーが必要です)。
ゲート:プラスチックがキャビティに入る「最後のチェックポイント」です。サイズはちょうど良い必要があります。大きすぎると跡が残る可能性があり、小さすぎるとプラスチックの充填が不十分になる可能性があります。
かつて問題に遭遇しました。多キャビティ金型を使用した部品の製造で、一部は完成し、一部は不完全でした。後に、スプルーの厚さが異なり、プラスチックが均等に分配されないことが判明しました。その後、スプルーの厚さを同じにしたところ、問題はすぐに解決しました。
3. 冷却システム:プラスチックで作られた「冷却マジック」
溶融したプラスチックが金型キャビティに射出された後、冷却システムによって急速に冷却・固化させる必要があります。そうでなければ、製品は変形し、傷が生じます。冷却システムは、金型内部にドリルで開けられた水路です。2つの重要なポイントがあります:
キャビティに近いこと:水路はキャビティ表面から8〜12mm離れている必要があります。遠すぎると冷却が遅くなり、近すぎるとキャビティの局所温度が低くなり、製品に「コールドマーク」が生じます。
均一な分布:例えば、自動車のダッシュボードを製造する場合、厚い部分にはより多くの水路を開け、薄い部分にはより少なく開ける必要があります。そうでなければ、厚い部分が離型前に十分に冷却されないと、内側に収縮します。
かつて、クライアントの金型修理を手伝ったことがあります。製品が常に歪んでいました。分解してみると、水路の半分しか開いておらず、もう半分は詰まっていました。不均一な冷却がこの問題を引き起こしていました。時には、問題はこれらの目に見えない場所に隠れています。
4. 排気システム:金型の「呼吸孔」
プラスチックが金型キャビティに射出されると、内部の空気を圧縮します。空気が排出されないと、製品に気泡や焼け跡が生じます(空気が高温に圧縮されると、プラスチックが燃焼します)。排気システムは、金型キャビティの最終充填領域にあり、深さ0.01〜0.03mmの小さな溝があり、プラスチックの漏れを防ぎながら効果的に空気を排出できます。
例えば、薄肉部品(0.8mmの携帯電話スタンドなど)を製造する場合、排気スロットは特に重要です。わずかに詰まっただけでも、製品は材料不足になります。一方、厚肉部品では、より徹底的な空気排出を可能にするために、排気スロットを少し広くすることができます。
5. 脱型システム:製品の「プッシャー」
プラスチックが固まった後、製品は脱型システムによって金型キャビティから押し出される必要があります。主なコンポーネントには、ピンとプレートがあります:
ピン:最も一般的に使用されるタイプは均等に分布している必要があります。そうでなければ、製品はピンの力によって変形する可能性があります(例えば、部品に片側にしかピンがない場合、押し出されるときに傾斜します)。
傾斜ピン:製品が逆さま(スナップリングなど)で、ピンが押し出せない場合、傾斜ピンを使用する必要があります。一方向に押し、同時に横に動かして製品を「引き出す」ようにします。
初心者がピンを誤って取り付けているのを見たことがあります。位置を正しく合わせないと、金型を閉じる過程で、ピンがコアに衝突し、コアを直接割ってしまうことがあります。脱型システムはシンプルですが、誤って取り付けると大きな損失につながる可能性があります。
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