技能検定 射出成形の仕事

特級技能士が詳しく図解 射出成形機の構造 スクリューの役割

2018年7月14日

プラ太郎
射出成形機が、どの様に原料を溶かして、金型に充填してるか詳しく解説していきます👍

 

射出成形機の構造 スクリューの役割

 

1.射出成形機とは?

射出成形機はプラスチック原料を溶かして、金型に充填する成形する機械です。

射出成形機は、3つのユニットで構成されています。

  1. 射出ユニット
  2. 型締ユニット
  3. コントローラー

 

ⅰ.射出ユニット

射出ユニットは、

  • 原料を溶かして混ぜる
  • 金型内に充填する   役割を担っています。

一般的な射出成形機では、加熱筒内の1本のスクリューが回転と前後動作をし、
原料を溶かし、金型内に充填をします。

 

ⅱ.型締ユニット

型締ユニットは、金型を開閉します。

通常、成形機のサイズは、型締力の強さで呼ばれます。

50t、100t、180t、350t、650t、1000tなど。

ⅲ.コントローラー

コントローラーは、

射出ユニット、型締ユニットの制御部です。

射出、金型開閉値を設定します。

 

2.スクリューの役割

射出ユニットの役割を解説していきます。

加熱筒の中は、スクリューが入っています。

スクリューの役割は、

  1. 計量スクリューを回転させ、原料を溶かす。
  2. 射出計量した原料を金型内に充填。

この2工程を1本のスクリューで行います。

ⅰ. 計量

①原料は、加熱筒へ自重落下します。

②スクリューを回転させることで、スクリューの溝に沿って原料が溶け、前方へ送られます。

原料は下記2つの熱により溶融します。

  • 加熱筒のバンドヒーターの熱
  • 混練によって発生する摩擦熱(せん断熱)

 

③溶融した原料は、圧縮混練されながら先端部に送られると共にスクリューは後方へ下がっていきます。

この時、スクリューを後方から押す力(背圧)をかけ、密度を上げます。

④金型に充填される量(計量値)まで、スクリューは後退します。

 

ⅱ. 射出

⑤計量された原料は、スクリューを前方に押し込む事で、金型内に充填されます。

 

 

3.スクリュー・スクリュー先端の構造

(ⅰ)スクリュー全体図

スクリューの全体図は下記になります。

①スクリュー

②スクリュー先端  の2つの部門で構成されています。

 

(ⅱ)スクリューの構造

スクリューは、細かく分けると3つの部門で構成されています。

供給部

圧縮部

計量部

それぞれに特徴があり別の役割を担っています。

①供給部(後方 全長の1/2)

自重落下してきた原料をスクリュー回転によって前に送ります。

まだ十分に溶融していないのでこの部分では、原料のかさがが大きいのでスクリューの溝が深くなっております。

②圧縮部(中央 全長の1/4)

前に送られた原料が圧縮混練されます。ここではスクリューの溝が徐々に浅くなっていきます。原料はバンドヒーターの熱と回転の摩擦熱(せん断熱)を得て温度上昇しながら溶融していきます。

③計量分(前方 全長の1/4)

圧縮混練された原料は計量分で、よりムラ無く均一に混練され前に送られます。

 

 

(ⅱ)スクリュー先端の構造

スクリュー先端は、細かく分けると3つの部品で構成されています。

スクリュー3点セットと呼ばれています。

①スクリューヘッド

②逆止リング

③スペーサー  の3部品が組み合わさり動作します。

「計量工程」と「射出工程」で下記の様な動作をします。

(ⅰ)計量中

逆止リングが前側に動き、隙間から原料が前に送られ計量されます。

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(ⅱ)射出中

スクリューの動きに連動して逆止リングは後ろ側に動き、隙間はなくなり計量された原料を前へ押し出します。

 

 

4.3点セット効果的なパージ方法

3点セットはその複雑な構造により、樹脂替え色替え時前の原料が残りやすい。構造を理解して、パージのコツを掴みましょう👍

下記リンクにてスクリュー3点セットのパージのコツをシェアしています☝️

 

 

5.パージの基本

パージはコツがあります。

基本的に、まずはスクリュー全体の原料を、背圧をかけて抜いていきます。

大体置き換わった所で、先端の3点セットの原料を掻き出します。

 

 

6.その他の解説

・「スクリュー径D」は直径で表されます。

Φ28、32、36、40、45、50、、、など様々です。

 

・「溝の間隔(ピッチ)P」は前から後ろまで等間隔になります。

 

・「溝の深さ」は、前と後ろで異なります。圧縮比とよばれ、可塑化能力に大きく関わります。

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