背圧と射出成形における溶融品質の基礎

1. 背圧 (BP） の定義

射出成形の分野では、 背圧 (BP） 往復スクリューの後部にかかる調整可能な油圧抵抗を指します。 可塑化 サイクルの（または計量）フェーズ。

とは異なります 射出圧力 溶融物を金型キャビティ内に押し込みます。背圧は 逆圧 プラスチックの溶融物がネジの先端の前に蓄積するため、ネジの後方への動きに抵抗します。これは、溶融ポリマーの品質と一貫性を保証する重要なパラメータです。 前に 注射が始まります。

2. バックプレッシャーのコア機能

背圧は、ポリマー溶融物を準備する際に 3 つの主要な基本的な役割を果たします。

2.1.均質化と混合

スクリューの回転にかかる圧力が増加すると、溶融物が受ける摩擦と抵抗が増加します。これにより、材料にかかる時間と力が延長され、大幅に改善されます。 溶融均一性 そして 分散 .

• 色の分散: マスターバッチや着色剤を混合する際には、より高い BP が不可欠であり、それらが均一に分散され、最終部品での色の縞やしみが防止されます。

• 温度均一性: せん断と混合の増加により、局所的な問題を排除するのに役立ちます。 ホットスポット そして ensure the melt temperature ( T_m ) は体積全体で均一であり、これは一貫した収縮と粘度にとって重要です。

2.2.空気と揮発性ガスの除去

計量段階では、プラスチックのペレットや粉末には空気、湿気、揮発性成分が閉じ込められることがよくあります。

• 圧縮: 背圧により、溶融プラスチックが圧縮されます。この圧縮により、閉じ込められた空気と揮発性ガスがバレルの供給セクションに向かって押し戻され、ホッパーまたは通気口から逃げることができます。

• 欠陥の防止: 適切なBPがないと、これらのガスが溶融物中に残り、金型キャビティに注入され、次のような欠陥が発生します。 銀色の縞模様 (スプレーマーク) または 内部空隙 完成品に（気泡）が入ります。

2.3.ショット間の一貫性（測光精度）

BP は、再現可能で正確なショット量 (メータリング) を達成する上で決定的な役割を果たします。

• 溶融密度の制御: BP は、溶融物を圧縮することにより、材料が確実に 一貫した密度 可塑化ストロークの終了時。一貫した密度とは、スクリューの位置や材料のかさ密度のわずかな変動に関係なく、ショットごとに一貫した質量のポリマーが射出されるということを意味します。

• 体重管理: 安定した溶融密度はそのまま一貫性をもたらします。 部分重量 そして dimensional stability across different cycles.

3. 高血圧と低血圧: プロセスの結果

背圧の設定には慎重なバランスが必要です。プロセスと最終部品の品質への影響は即時かつ劇的です。

パート 2: 保圧/保圧と寸法管理

4. 保圧・保圧の役割（ PH )

背圧が溶融物の品質を制御する一方で、 前に 注射、 保圧・保圧 部品の完全性と安定性を管理します その後 金型キャビティは充填されました。

この圧力フェーズは、一次圧力の直後に始まります。 射出圧力 型に約まで充填されました 95% - 98% ボリューム。制御方式は速度制御から切り替わります。 詰め物 圧力制御されたステージへ 梱包 ステージ。

基本的な目的は、 PH することです 材料の収縮を補正する 。金型キャビティ内の溶融プラスチックが冷えて液体から固体状態に移行すると、その体積は自然に減少します (体積収縮)。 PH スクリューに対する持続的な前方圧力を維持して追加の材料をキャビティ内に押し込み、この冷却収縮によって生じた空間を効果的に「再充填」します。

5. 品質への重大な影響: 収縮と応力

の設定 PH そして ホールドタイム 最終的な結果を制御するための主要なレバーです。 寸法、重量、表面の美しさ 成型部品の様子。

5.1.ヒケとボイドの補正

最も即効性のある効果は、 PH 表面の凹みや内部欠陥を防ぎます。

• ヒケ: これらの欠陥は、部品の外側のスキンが固化する一方で、内側の厚いコアが冷えて収縮し続け、スキンが内側に引っ張られるときに発生します。 増加中 PH より多くの材料を冷却ゾーンに押し込み、この体積減少を効果的に軽減し、ヒケを排除します。

• ボイド: 外皮が硬すぎて引き込むことができない場合、コアの収縮によって真空が生じ、内部に空洞が形成されます。十分な PH 空洞を満たした状態に保つことでこれを防ぎます。

5.2.寸法安定性と反りの制御

反りや歪みの主な原因は、 収縮差 - 厚さまたは冷却速度の変化により、成形品の異なる領域が異なる速度で収縮する場合。

• 高 PH リスク: 必要ではあるものの、過剰な PH 高レベルの 成形応力 (残留応力)、特にゲート付近。この応力は不均一な冷却と組み合わされて、排出後に解放される可能性があり、次のような症状が現れます。 反り または歪み。

• 最適化 PH : 最適保持圧力は、ヒケを除去し、目標部品重量を達成するために必要な最小値であり、残留応力を低減し、反りを最小限に抑えます。

6. ホールドタイムとゲートフリーズの相互作用

の有効性 PH に完全に依存しています ホールドタイム そして the mechanical event known as ゲートフリーズ .

ホールド タイムが途中で終了した場合 (つまり、ゲート フリーズ時間より短い場合)、圧力が解放されたときにゲートは開いたままになります。キャビティ内に充填された材料は、その後流出する可能性があります ( サックバック ）、直ちに重大な収縮欠陥を引き起こします。

要約すると、 PH 部品の最終的な材料密度と寸法精度を定義するために適用されます。 背圧 供給される溶融物の一貫性と品質を定義するために、事前に適用されます。

パート 3: 比較分析とプロセス最適化戦略

7. 背圧と保持圧力: 直接比較

背圧と保持圧力の機能分離を理解することは、プロセスのトラブルシューティングと制御を効果的に行うために重要です。これらはサイクルの反対の時点で動作し、さまざまなカテゴリの欠陥に対処します。

8. プロセス最適化の戦略

これらの圧力パラメーターを設定する体系的なアプローチは、堅牢な (一貫性と再現性のある) 射出成形プロセスを実現するために不可欠です。

8.1.背圧（BP）の設定

理想的な血圧は、 一貫した溶融品質と密度を達成するために必要な最小圧力 過剰な熱やサイクルタイムを発生させることなく、

1. 低めから開始: 低い油圧設定から始めます (例: 50バール ）。

2. メルトを検査する: 溶融物に気泡や色の混合不良などの欠陥がないか確認します。

3. 段階的に増やす: 空気の兆候 (シルバーの縞模様) や混合不良の兆候がすべてなくなり、ショットの重量が一定になるまで、BP を徐々に増加させます。

4. モニター: スクリューの回復時間が許容範囲内であること、および溶融温度がせん断熱による材料の熱劣化点を超えていないことを確認してください。

8.2.保圧・保圧設定( PH )

最適な PH です 収縮を補うために必要な最小圧力 金型をフラッシュしたり、過度の応力を導入したりすることなく。

1. ゲート フリーズ時間を決定する: を実施します。 ホールドタイム Study 成形品の重量がプラトーに達するまで保持時間を増加させながら成形された部品の重量を測定します (ゲートが密閉されていることを示します)。これにより最小値が決まります ホールドタイム 必須です。

2. 最小値の決定 PH : (ゲートシールを確保するため) 初期保持時間を長くし、徐々に短くしてください。 PH まで ヒケ または ショートショット 再び。設定圧力はこの最小値よりわずかに高くする必要があります。

3. フラッシュを確認します。 選択されたことを確認します PH 引き起こさない フラッシュ (金型のパーティング ラインから材料が染み出す)。これは、型締力が上回っているか、圧力が高すぎることを示しています。

4. 反りを最適化する: 反りがある場合は、 PH 応力差が高すぎると、応力差が固定されてしまう可能性があります。下げることを検討してください PH （ヒケが許容できる限り）冷却時間を延長して、部品がまだ金型に含まれている間に応力をよりゆっくりと緩和します。

結論

背圧と保持圧力はどちらも不可欠なツールであり、それぞれが射出成形プロセスの異なる側面を制御します。 背圧 準備段階として機能し、高品質のポリマー原料を保証します。 保圧 次に、この高品質の溶融物が熱収縮に対抗するためにキャビティに効果的に充填されることを保証し、コンポーネントの最終的な寸法特性と美的特性を定義します。これら 2 つのパラメータの連続的かつ反復的な調整を習得することは、科学的に堅牢で効率的な成形操作の特徴です。