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射出成形における『ウェルドライン』の発生メカニズムとは
ウェルドラインとは、成形材料の樹脂が金型内を分岐したのち再び合流するとき、樹脂温度が低下して樹脂同士が完全に融合せず融着不良となってしまう成形不良です。金型に接した樹脂は急速に冷却され固化し、合流ポイントにてV字型の溝が出来てしまうのが特徴です。
外観上、傷のような見た目なので、意匠部品では完全にNGです。またウェルドライン部分に外から負荷がかかると場合によっては破損の原因になるため、機能部品においても確実な対策が必要となります。
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ウェルドラインの発生原因と対策
金型のキャビティ内に樹脂が流れる際、樹脂が障害物によって分断され再び合流する部分。また多点ゲートを使用した場合、樹脂が合流する部分に発生。すなわち『融合不良現象』にて起こります。
ウェルドラインの改善対策は、一般的に下記のような方法が考えられます。
[金型] による改善対策
| 原因 | 対策 |
|---|---|
| ①スプルー、ランナー、ゲートでの流動対抗が大きい | スプルー、ランナー、ゲートの断面積を大きくする |
| ②空気抜きが悪い | “空気抜き”をつける |
| ③樹脂の分流再会合で起きる | (A)ゲート位置を変える (B)樹脂の分流・再合流」のないように構造を変える (C)ゲートから一番遠いところに過冷材料の溜まり（コールドスラッグウエル）を設置する |
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[射出成形条件] による改善対策
| 原因 | 対策 |
|---|---|
| ①射出圧力の不足 | 射出圧力を増やす |
| ②融解材料のキャビティ内での冷え過ぎ | 金型温度を適度に高める |
[材料] による改善対策
| 原因 | 対策 |
|---|---|
| ①溶融材料による流動性不良 | シリンダー温度を高め、サイクルを長くする |
| ②潤滑剤、離型剤の使用過多 | 潤滑剤、離型剤を適度に使用する |
[成形条件] による改善対策
| 原因 | 対策 |
|---|---|
| ①急激な肉厚の変化 | 肉厚を出来るだけ均一にする |
| ②形状による障害物 | リブ・ボスの根元に微妙なRをつける |
対策事例 - バルブゲートの設置と流動解析によるシミュレーション -
製品は現在開発段階のため詳細は公開できませんが（2023年9月現在）、製品用途やサイズ等のスペック情報は以下になります。
| 製品用途 | 自動車部品の取り付け座面 |
|---|---|
| 製品寸法 | 230㎜ × 100㎜ × 70㎜ |
| 樹脂材料 | PP |
| 製品特性 | 相手部品の取り付けに必要な座面形状 |
本案件での対策は、バルブゲートを設置することで解決に導けました。また、流動解析によるシミュレーションがポイントとなりました。
詳細はぜひ、無料ダウンロード頂ける技術資料「成形不良の原因と対策」にてご確認下さい。ウェルドラインの対策だけでなく、「反り」「シルバーストリーク」など、射出成形特有の成形不良対策の事例を掲載しております。
