樹脂射出成形品の製造において、成形不良の一つである「ウェルドライン」は外観上の問題と製品強度を低下させる原因にもなります。これを防ぐためには、成形技術の工夫や設計段階での予測が必要です。ここでは、ウェルドラインの発生を抑えるための主要な技術についてご紹介します。

ウェルドラインとは？

射出成形は、樹脂を溶かして金型に射出し、冷却して製品を作る方法です。この過程で、ウェルドラインが発生することがあります。ウェルドラインは、溶けた樹脂が金型の中で様々な方向から流れ込み、合流する部分にできる線状（ライン状）の模様です。

溶けた樹脂が金型内を流れていく間に、金型に接する部分が冷えて少しずつ固まります。そして、樹脂が合流するときに、冷えて固まりかけた部分同士が混ざらずに“V字の溝”が発生します。これが線状の模様＝ウェルドラインに見えるのです。この模様は製品の見た目を悪くするだけでなく、強度にも影響を与える可能性もあります。

ウェルドラインの発生を抑えるには、金型温度や製品の厚さ調整、ゲート位置の工夫が大切です。

ウェルドラインの発生とその抑制において、会合角（または融合角、meld angle）は非常に重要な役割を果たします。会合角とは、樹脂の流れが合流する際の角度を指し、この角度が大きいほどウェルドラインが目立ちにくくなります。

ウェルドレス成形について

ウェルドレス成形は、成形品にウェルドラインを発生させないことを目的とした成形方法です。ここでは、ウェルドラインの発生を防ぐ主な方法をご紹介します。

成形条件の調整

以下のような成形条件の調整でウェルドのコントロールができる場合があります。

• 射出速度の調整：高速射出により、流れがスムーズになり、会合角が大きくなることが期待できます。
• 溶融温度の調整：適切な溶融温度により、樹脂の流動性が高まり、流れの合流が滑らかになります。
• 金型温度の調整：金型温度を適切に設定することで、流れが冷却されず、スムーズに合流するようになります。

ゲート位置の最適化

射出成形におけるゲートの位置は、樹脂の流動パターンに大きな影響を与えます。適切なゲート位置を選定することで、ウェルドラインが形成されにくい流動パターンを作り出すことが可能です。

流路設計の工夫

金型内の流路を工夫することで、流れがスムーズに合流し、会合角を大きく保つことができます。例えば、流路を曲げたり、障害物を避けるように設計することで、流れの分断を最小限に抑えます。

ヒート＆クール成形

ヒート＆クール成形技術は、製品に発生するウェルドラインを解消するため開発された技術です。金型温度を成形サイクルの中で金型の加熱と冷却を行うことで調整し、金型の表面を高温にすることで、金型に接する樹脂の固化を防ぎます。そして、合流した樹脂同士が混ざり合ったところで冷却すると会合角が大きくなり、ウェルドラインを最小限に抑えることができます。
この技術は、製品の外観品質を高め、鏡面仕上げ・シボ転写・フィラーが露出しないなどの効果もあります。

製品事例はこちら！

樹脂流動解析（CAE）の活用

ウェルドラインの発生を事前に予測し、設計段階で対策を講じるためには、樹脂流動解析（CAE）の活用が有効です。CAEを用いることで、射出成形の流動パターンをシミュレーションし、ウェルドラインの位置や成形状況を可視化できます。これにより、設計段階での事前検証が可能となり、不良発生のリスクを大幅に低減できます。当社では、受託流動解析を通じて、プラスチック製品の設計・開発や製造現場でのトラブル対策をサポートしています。CAE解析を活用し、高品質なものづくりを支援します。

受託流動解析のご案内

２色成形とウェルドラインの抑制

ピアノブラック調の光沢ある外観を要求される製品では、ウェルドラインの発生は避けたい問題です。２色成形は積層成形が可能で、意匠面に加飾することで見栄えや質感を向上させ、高級感を演出できますが、ウェルドラインの発生を抑えるためには工夫が必要です。当社では、ウェルドレス成形技術を駆使してウェルドラインを最小限に抑え、完璧な仕上がりを実現します。

製品事例はこちら！

まとめ

角一化成では、２色成形技術とウェルドラインの抑制技術を組み合わせ、お客様のニーズに応じた高品質な製品を提供しています。２色成形の利点を最大限に活かしつつ、ウェルドラインの問題を解決した製品作りをサポートいたします。是非ご相談ください。

お問い合わせはこちら