射出成形加工におけるジェッティングとは?主な発生要因とそれぞれの対策

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ジェッティングとは

ジェッティングとは、外観不良の1つです。ミミズがはった跡、蛇が蛇行しているなどと例えられます。対策・防止に当たっては、ショートやバリ不良と同様にジェッティングは発生メカニズムをしっかり理解することが必要です。

ジェッティングのメカニズム

一般的に、樹脂は金型内に充填されると、ゲートから扇状に充填され、金型に触れた所から表面の固化が始まります。ですが、ジェッティングが発生する時は、ゲートから扇状に広がりません。

ジェッティングが発生する時、樹脂はゲート通過後、キャビティ内空洞部を勢い良く直線上に流動します。 そのままゲートに対面する壁面まで到達し固化します。後から流動してくる樹脂も順に固化が進み、蛇行しながら充填します。それぞれに固化層ができているため、蛇行跡が残ってしまいます。

パージする時、ノズル先端から樹脂をでてくる様子と同じです。

ジェッティングが発生しやすい箇所

先述のメカニズムによって発生するため、ジェッティングはゲート周辺で発生します。また、ゲートと対角に位置する壁面まで到達することがあります。

ジェッティング発生の要因

射出成形加工におけるジェッティングの発生要因は、大きく分けて、成形条件と金型の2つです。

「成形条件」に関する要因と対策

成形条件が要因で、ジェッティングになる代表的なケースとその対策は下記の3通りあります。

「射出速度」を低速にし、ゲート側から充填させる

ゲート通過の射出速度が速いことが要因です。

射出速度が速いと、ゲート通過後、扇状に広がらず、キャビティ内を樹脂が勢いよく流動します。そのまま対面する壁面まで到達し、蛇行跡が残ります。 流動の勢いがあるために、ジェッティングが発生します。

ゲート通過時の射出速度を低くする事により、溶融樹脂はゲート側から扇状に広がっていき、ジェッティグの改善が期待できます。

なお、そのまま最終充填部まで低速で充填すると、フローマークやショートショットなど他の不良の原因になりますので、多段速度を組み合わせる事が効果的です。

「樹脂温度」を上げて、粘度を低くする

加熱筒の樹脂温度を上げることでジェッティングが改善します。 樹脂温度を上げる事で、粘度は低くなります。 粘度とは、流体の粘り度合いの事をいい、粘度が低くなる事で、キャビティー内の溶融樹脂が融合し易くなり、ジェッティングの蛇行の跡が残りにくくなります。

「金型温度」を上げて、蛇行の跡が残らないようにする

金型温度を上げる事で、樹脂の固化速度を遅延し、融合しやすくします。これにより、固化層ができにくくなるため、ジェッティングの蛇行の跡の解消が期待できます。 なお、金型温度を上げた影響により、成形品は収縮しやすくなり、寸法は小さくなるケースもあるので、注意が必要です。

「金型」に関する要因と対策

金型が要因で、ジェッティングになる場合は下記の2通りあります。

なお、金型構造の変更は、成形条件の変更で改善しない時の手段です。 抜本的な恒久対策になります。製品の形状も変わります。金型の構造変更を検討する際は、安易な自己判断はせず、社内外の関係各所に確認をしましょう。

「ゲートサイズ」を大きくし、ゲート側から扇状に充填する

射出成形において、樹脂はランナーからゲートを通過し、キャビティ内に充填されます。 ゲートからキャビティ内に充填される時、流動が増速され、キャビティ内空洞部を勢い良く直線上に流動してしまう 事でジェッティング発生につながります。

「ゲート位置」を変更し、流動を制限する

ゲート位置は、成形品の形状により決まります。ユーザーの使用目的に応じて、ゲート跡を目立たない場所に設置する事が基本です。ゲートから直線上に空間が広がる形状の金型は、ジェッティングが発生しやすくなります。ゲート位置の調整を検討の際は、可能な限り、充填時に樹脂がゲートから扇状に充填されるように考慮するようにしましょう。

ジェッティングを発生を的確に検知するために

ここまでで、ジェッティング発生の主な要因とそれぞれへの発生対策について触れました。しかし、どれだけ対策を行っても完全にジェッティング発生をゼロにするのは難しいものです。ジェッティング発生を的確に検知するために、立ち上げのタイミングで特に注意しましょう。ジェッティングは、突発する事象ではありません。立ち上げ時に、製品現物を確認しジェッティングが発生していないか確認することが重要です。

まとめ

ジェッティングについて、メカニズム、不良発生要因及び原因、不良対策について まとめました。

ジェッティングは、発生メカニズムを理解していないと対処できません。 キャビティー内で溶融樹脂が流動するイメージを理解する事が重要です。 成形条件で直らない場合は、設計金型部門と状況を確認して、金型のゲートサイズやゲート位置を見直す事も大切になってきます。