プラスチック射出成形金型 ランナーとゲートについて Injection Molding

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ゲートとは

ゲートとは成形機から金型の製品まで樹脂を到達させる際に

必要な経路のことです。

 

代表的なゲートとしては4種類あり、

製品の種類やそれにまつわる様々な目的、

金型構造などを考慮して決められます。

 

  1. サイドゲート
  2. サブマリンゲート
  3. ピンゲート
  4. ダイレクトゲート

 

 

ゲートの役割

ゲートにはいろいろな役割があり、

それなりの意味があっての構造となっています。

  • 樹脂が製品部に入るまでの速度や方向の制御
  • 樹脂流入後にゲート部のほうが先に固まることでの逆流や圧力の調整
  • 狭いゲートを抜ける時の摩擦熱により発熱させ樹脂の流れをより容易にさせる
  • ゲートの最終地点を細くすることで製品との切断を容易に出来る

 

基本的にはダイレクトゲート以外のゲートは

製品との間はそれまでの大きさよりも狭く細くする必要があります。

この部分のことを「ランド」といいます。

ランドとは?

製品とゲートを切断する際の痕を残さない、もしくは

目立たなくさせるためでもあります。

ランドの長さ(距離)はおよそ2~3ミリ程度です。

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ゲート位置がどこでも良いわけではない

 

外観を極力損なわないようにするためには

どの位置にゲートを持ってくるかや

ゲートの大きさ、

バランスなどで製品の外観や寸法精度に影響が出るため

金型の設計前の打ち合わせが重要になります。

これから紹介するゲートの種類のほうで

詳しく解説していきます。

 

 

1.サイドゲート

 

もっとも一般的なゲートであり、

プラモデルはほぼ全てこれですね。

サイドゲートという通り製品の横につけます。

多数個取りに利用しやすくコスト的にも一番安く上がるのですが、

外観の一部が損なわれることやゲート切断の手間がかかってしまいます。

また外観を損なわないために、製品の下から潜らせる様に入れるサイドゲートで

「ジャンプゲート」という仕様もあります。

サイドゲート

ほとんどの樹脂に適応できます

8個16個取りなどの複数個の場合は

樹脂が均一に入るタイミングを考慮し、ランナーを作らなければいけません。

 

似た方法でタブゲートというのもあります。

タブゲートは流動性の悪い樹脂に有効であり、

ジェッティングやフローマークの防止、

またゲート付近の残留応力防止にも効果があります。

あまり利用することはないですが、そういったトラブルになった場合に適用することがあります。

2.サブマリンゲート

続いてサブマリンゲートです。

別名トンネルゲートとも呼ばれます。

特徴として成形品とゲートを自動切断できるので、サイドゲートと違い

成形後の手間を省くことができます。

難点として、複数取りの場合のバランスの難しさがあったり、

流動性の悪い樹脂やガラス入りの樹脂には向いておりません。

サブマリンゲート

 

 

ピンなどをわざと立てて利用してしまう

上の図のように意匠面にゲート痕が残ってはいけない場合などに

ピンをたててそこにサブマリンゲートで樹脂を流し、

成形後にそのピン形状の樹脂だけカットするといった方法もあります。

 

重要!

サイドゲート形状について

上の図を見てなにが違うのか?ですが

弊社に修理に来られる他社様の金型のサブマリンゲートでは左の図のように

製品まで突き抜けるような形状になっているものが実は大変多く見受けられます。

この形状だとゲートかすが擦れて出てきたり、

それが次の成形で製品の中に入り込んで意匠面に出たりと悪さをしてしまいます。

ゲートと製品部の穴形状が楕円で断面形状が大きくなりすぎるが原因です。

 

こうならないための方法ですが、加工の際に

右のように角度を変えて、R形状で製品に接するようにすることで

この問題は解消されます。

ゲートと製品との間の鋭利になった部分に少しでもRをつけられるとより良いです。

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3.ピンゲート

ピンゲートの特徴は多点ゲートが可能で、

複数個取りにも対応可能であり、

製品にゲート痕がほとんど残らず、

型が開くと同時に製品と分離されるため切断の手間も無いところです。

ただし、アクリルなど流動性の悪い樹脂にはあまり向いておりません。

金型は3プレートタイプになりますのでコストは上がります。

 

下図2枚目のように

ゲート部にはキャビ側に凹みをつくり

ゲート痕が製品に出ないようにすることが必要なのと

コア側も流動性確保の意味もあって同じ肉厚になるようにたまりをつくる

必要があります。(製品によってはあえてやらない(出来ない)場合もあります)

 

利便性の高い方法ではあるのですが、

多点ゲートの位置やバランス、圧力の関係での製品への影響であったり

実はトラブルの最も多いゲート方法です。

ピンゲート

 

このピンゲートもサイドゲート同様、

多点ゲートであったり、複数個取りの場合

樹脂の入るタイミングを考慮して、ランナーを作る必要が出てきます。

 

ピンゲート断面

4.ダイレクトゲート

ダイレクトゲート

これはダイレクトという名前の通り、

スプールブッシュから直接製品へ樹脂を流し込む方法です。

 

1個取り限定で比較的大きな製品に用いられます。

圧力がかかりやすく

ゲートの直径が大きい場合樹脂が固化しなかったり

ゲート付近が高密度になり

残留応力が生じ易く割れや変形が起こることもあります。

ゲートの切断が必要ですが、型構造としてはもっとも単純です。

 

非制限ゲートと呼ばれるのはこのダイレクトゲートのみとなります。

以上がもっとも一般的に使われるゲートです。

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他にも数種類ゲート方法はあります

ここでは紹介しませんが、

  • フィルムゲート
  • バナナゲート

など、弊社では滅多に使いませんがこれらの方法、

また応用した方法があります。

それはまた機会があれば書きたいと思います。


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>有限会社 名岐金型

有限会社 名岐金型

プラスチック射出成形金型の設計製作弊社ではプラスチック射出成形金型の設計、製作に加え改造、修理も承っております。キッチン、水回りの樹脂製品が主ですが、家電、医療の分野のお仕事もさせていただいております。

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