金型温度が低すぎると収縮問題は解決しない
硬質プラスチック部品の収縮問題（表面収縮や内部引け巣）は、冷却時に溶融樹脂が収縮する際、その体積減少が集中して発生することが原因です。この際、溶融樹脂が水口方向から十分に補充されないと、空隙が生じ、収縮が発生します。したがって、収縮を抑制するためには、適切な充填が重要です。
多くの人が、金型温度が高すぎると収縮問題が発生しやすいと考え、金型温度を下げることで対策を講じることが一般的です。しかし、金型温度が低すぎる場合も、収縮問題が解決されないことがある点には注意が必要です。金型温度が過度に低いと、樹脂の流動性が低下し、成形品内部に充分な樹脂が充填されず、結果的に収縮や引け巣が発生することがあります。
適切な金型温度の管理は、収縮を防止するために非常に重要であり、成形条件全体のバランスを考慮した調整が必要です。
さらに、金型温度が低すぎると、射出成形部品の全体的な収縮が抑えられるわけではなく、逆に局部的な集中収縮が増加し、収縮問題がさらに深刻かつ顕著になります。
そのため、特に困難な収縮問題を解決する際は、金型温度の確認が非常に重要です。経験豊富な技術者は、通常、金型キャビティの表面を手で触れて温度が低すぎたり、不均一で粗すぎたりしないかを確認します。各原材料には最適な金型温度が設定されています。例えば、PC（ポリカーボネート）材料の場合、収縮問題は適切な封止により改善されますが、金型温度が高すぎると、成形品に収縮問題が発生する可能性があります。
最適な金型温度の維持は、収縮の発生を防ぐための重要な要素であり、材料の特性に合わせた細かい温度管理が求められます。
溶融温度が低すぎると収縮問題は解決しない
多くの人は、溶融温度が高すぎると射出成形部品が収縮しやすくなることを知っています。実際に、溶融温度を10〜20度下げることで収縮の問題が改善されることがよくあります。
しかし、成形品が厚みのある部分で収縮する場合、溶融温度を低くしすぎると問題を解決できません。特に、溶融温度が下限に近い場合、収縮問題はさらに深刻化します。部品が厚いほど、この現象は顕著です。
これは、金型温度が低すぎる場合と同様の理由によります。溶融樹脂が急速に凝固してしまうと、収縮箇所とノズル間で十分な温度差が生じず、収縮部分への補充ができなくなります。補充チャネルが早期に塞がれることで、収縮問題の解決が困難になります。また、溶融樹脂の凝固速度が速ければ速いほど、収縮問題の解決には逆効果となります。
さらに、溶融温度が低すぎると全体の収縮量が抑えられるわけではなく、集中収縮が増加し、収縮問題が悪化します。
そのため、収縮問題の解決に向けて機械を調整する際には、溶融温度が低すぎないかを確認することも重要です。単に温度計を確認するだけでなく、空気を注入して溶融物の温度と流動性を直感的に把握することが推奨されます。
射出速度が速すぎると、収縮問題の解決には役立たない
収縮問題を解決するために、射出圧力を上げたり射出時間を延ばすことがよく考えられます。しかし、射出速度を速くしすぎると収縮問題の解決には効果がありません。そのため、収縮が解消されない場合は、射出速度を下げることが解決策となる場合があります。
射出速度を下げることで、前方の溶融樹脂と水口との間に大きな温度差が生じ、溶融樹脂の凝固が順次進行します。これにより、収縮位置がノズルから遠ざかり、より適切に補充されるため、収縮問題が解決しやすくなります。
また、射出速度の低下により溶融樹脂の温度も低くなり、射出成形品が鋭利なエッジを生成しにくくなります。同時に、射出圧力と射出時間を延ばすことで、深刻な収縮問題の解決に効果があります。
さらに、低速・高圧で長時間の最終充填を行い、保圧時に徐々に圧力を加える方法も有効です。もし初めから低速射出ができない場合は、射出の後半からこの方法を採用するのも良い選択です。
ただし、充填速度を遅くしすぎると、キャビティが完全に充填される前に溶融樹脂が凍結してしまい、収縮問題の解決には逆効果となる場合があるため注意が必要です。