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

広告

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. ピンポイントゲート
  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、製品とランナー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。

ランドの幅や深さは製品により異なりますが、ランナーの幅が6ミリで深さ5ミリだった場合、ランドの大きさは、幅3ミリ深さ1.5ミリといった具合です。

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(ランナーと製品との距離)はおよそ2~3ミリ程度が標準です。

また多くの場合ランド部分にはランナーから製品部に向けてテーパーをいくらかつけます。これはランナーからの樹脂の流れをよくするためです。

広告

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。

では、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たいと思います。

1.サイドゲート

サイドゲートはもっとも一般的なゲート方法であり、誰もが見たことがある「プラモデル」はほぼ全てこれですね。

サイドゲートという名の通り製品の横から樹脂を流します。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(バナナゲート)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。

タブゲートの形状としましてはランナーの途中で一度ランナーを絞る形(串にささった団子?のようなイメージ)で、再びランナーの大きさに戻して最終的にランド→製品へという感じになります。

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。その名の通り製品の下に潜り込んで樹脂を流す方法です。

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
エジェクタピン等を設けてその場所に樹脂を流す方法

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は

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。

この形状だと製品が取り出される際に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縦長の楕円となって、断面形状が大きくなりすぎることにより切断され辛くなることから樹脂のキレが悪くなることが原因です。

 

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ばかりRをつけられるとより良いです。

広告

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、圧力の関係で製品へ様々な影響があったりで実はトラブルの最も多い方法です。

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、ランナーを設計する必要があります。

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、もっとも一般的に使われるゲート(サイド、サブマリン、ピンポイント、ダイレクト)についてでした。

広告

他にも数種類ゲート方法はあります

今回ここでは紹介しきれませんが、

  • フィルムゲート
  • バナナゲート
  • タブゲート

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。

広告

関連記事

射出成型金型でのバナナゲートの作成方法と注意点について

射出成形金型 多数個取りでのサイドゲートのランナー配置、長さについて



広告
最新情報をチェックしよう!
>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、製作に加え難易度の高い改造、修理まで承っております。金型製作はキッチン、水回りなどの精度が要求される住宅関係の樹脂製品が主になります。

CTR IMG