射出成形 設計ガイドライン

長尺・平板の反りは、局所的な肉厚（質量）を減らし、壁厚を均一化し、冷却をバランスさせて収縮を部品全体で揃えることで抑制できます。反り方向に対して効くリブ配置と、ニュートラル軸付近へのゲート配置を組み合わせ、ショートショットとゲートフリーズ確認（保圧検証）で裏取りします。

• 設計：壁厚を均一に、反り方向に直交するリブを追加、肉溜まりを回避、ゲートはニュートラル軸近傍に配置。
• 材料：PA66-GFは含水率 ≤0.20%まで乾燥。異方性が出るため、流れ方向は長手方向に合わせる。
• 成形：左右対称の冷却、保圧は急減ではなく安定したプラトーを意識。ゲートフリーズまで保圧（ショートショットで確認）。
• 冷却：回路はキャビ面から1.0–1.5×Ø、ピッチ3–4×Ø。ホットスポットはコンフォーマル／Cuインサートも検討。
• 判定：平面度・重要寸法はT2/T3で≥100個に対してCpk ≥1.33（重要は≥1.67）。

ホットランナーは、コールドランナーのランナー廃材とデゲート工数が毎月の固定的なコストになっている場合、また外観や充填バランスで制御性が必要な場合に回収しやすいです。目安として、スプルー重量が部品重量の約8–12%を超え、月間数量が安定しているなら有力候補です。最終判断はTCO（総コスト）で検証します。

• 簡易判断：コールドのスプルーが部品重量の8–12%以上で、月間数量が安定していれば、6–12か月で回収できるケースが多い。
• HRが有利な要因：バルブゲートで外観を作りたい、高価な樹脂/色替え、マルチキャビのバランス要求が厳しい。
• TCOで比較：HR初期費用 vs（ランナー廃棄＋サイクル延長＋デゲート工数）。

最短で直すには、90–95%のショートショットで充填挙動を可視化し、キャビティごとの重量ばらつきを客観指標として使います。先行/遅れキャビを特定したら、コールドは抵抗調整（レストリクタ）、ホットは温度とバルブタイミングの同期を実施し、再度ショートショットで再確認します。

• 診断：90–95%ショートショットで各キャビの重量を測定し、重量ばらつき±1%を目標。
• コールドランナー：ランナー/ゲート径（レストリクタ）を調整して充填を均等化。
• ホットランナー：マニホールドΔT ≤ ±5 °C、バルブタイミングは±10 ms以内で同期。
• 修正後：ショートショットと30個の重量スタディを再実施し、±1%以内かつ外観OKで条件を確定。

ロット間の安定は、出力を“目視”で合わせるのではなく、滞留時間、キャビ温度、表面状態を管理して再現性を作ることが本質です。色はMB比率とパージ手順を固定し、シボは十分な抜き勾配とキャビ温度の安定を確保します。ΔE評価とプラーク承認を記録して客観管理します。

• 色：マスターバッチ比率の許容±0.2%。色替えごとにパージ計画を実施。滞留時間を一定に保つ。
• シボ：平滑面より+1–2°の抜き勾配を追加。シボ前のキャビ表面Ra ≤ 0.2 µm。キャビ温度は±3 °Cで管理。
• 検査：ライトブースでΔE確認。プラーク承認をFAIパックに記録。

GF材は摩耗が早く、シャットオフ・ゲート・パーティング支持が硬化不足/支持不足だとバリが出やすくなります。高せん断部に硬化インサートと保護コーティングを入れ、適切なベントと穏やかな速度プロファイルで摩耗と圧力ピークを抑えます。そのうえでショット数に対するバリのトレンドを追跡します。

• 金型：ゲート部は硬化インサート（H13/SKH＋PVD/DLC）。高せん断形状にはドラフトを付与。パーティング支持を強化。
• 成形条件：射出速度ピークを下げ、せん断低減のため樹脂温度を微増。ベントは0.02–0.05 mmで焼け防止。
• 保全：ゲート/パーティングの定期ポリッシュ計画。ショット数に対するバリ傾向を管理。

要求が真に精密で、ロット間で安定して成形では出し切れない場合（特に真位置/同軸度が厳しい場合）は二次加工が安全です。許容が緩いなら、鋼材残し（スチールセーフ）で成形し、T1後にCMMと基準（データム）を明確化して収束させます。測定はGage R&Rで裏付けます。

• 目安：±0.02 mmより厳しい、または真位置が安全上クリティカルなら、二次加工（リーマ/ボーリング/治具）を前提に。
• それ以外：スチールセーフで成形し、T1後に収束。CMMでデータム体系に基づき確認。
• 能力目標：重要はめ合いはパイロットでCpk ≥1.67、Gage R&R ≤10%で担保。

水分管理は、シルバー（スプレー）、脆化、粘度の不安定化を防ぎ、特にPC/PAではトライ結果の再現性を左右します。低露点の除湿乾燥機を使用し、含水率を数値で管理し、ロットと乾燥条件をトライレポートに記録することで、再現性と原因追跡性を確保します。

• PC：120 °C、3–4 hで≤0.02%まで乾燥。
• PA66：80 °C、4–6 hで≤0.20%まで乾燥。
• 乾燥機：除湿乾燥機、露点 ≤ −40 °C。ロット#、開始/終了含水率、乾燥機設定をトライレポートに記録。

A面のゲート痕は、ゲート位置を非表示部へ移すか、バルブゲートでクリーンに切れる制御にすることで大幅に改善できます。ゲートランドを短く適正化してせん断とブランチ（白化）を抑え、トリム/デフラッシュを標準化して、規定照明と判定基準で外観を安定させます。

• 設計：バルブゲート、または隠しリブへのサブゲートを優先。ゲートランド0.6–1.0 mmを目安に、せん断を最小化。
• 運用：トリム/デフラッシュのSOPを整備し、A面エリアから痕跡を外す。
• 判定：ゲート痕高さ < 0.05–0.10 mm（顧客規格）、規定照明下でブランチなし。

ヒケは、局所的な肉溜まりをなくし、外観スキンが均一に冷えるように設計することが最優先です。保圧は微調整の手段であり、ボスの中抜き、リブ根元の薄肉化、A面裏の厚肉島の回避が効きます。厚肉部の内部が遅れて収縮すると、表面が引き込まれて凹みが目立ちます。

• まず設計：壁厚を均一に、リブは0.5–0.6×t、ボスは中抜き、A面裏に厚肉を置かない。
• 金型：ホットスポット周辺の冷却を強化。局所除熱には高熱伝導インサートも検討。
• 成形：ゲートフリーズまで保圧。過保圧は別部位の残留応力/反りを招くため注意。

ウェルド改善は、合流位置を動かす、合流点での溶融状態を高める、そして空気を逃がすの3点が基本です。ゲート位置・順序を調整してA面や高応力部からウェルドを避け、温度/速度とベントを整えて、焼けを出さずに確実に融着させます。

• 位置を動かす：ゲートの移動/サイズ変更、フローリーダ追加、ホットランナーでは（バルブ）タイミングで順序変更。
• 融着を強める：許容範囲で樹脂/金型温度を上げる。早期凍結を避けるよう射出速度を調整。
• 空気を逃がす：充填末端やウェルド付近にベントを追加し、エアトラップを除去。

ショートショットは、射出力を上げる前に、流動抵抗の低減とエア背圧（閉じ込め空気）の解消が先です。リブ厚と抜き勾配、充填末端のベント有無、厚肉側からの給材ゲート配置を確認します。ベントと形状が整ってから、速度・温度・保圧を調整します。

• 形状：リブは0.5–0.6×t、適正ドラフト。カミソリのような薄いシャットオフは回避。
• ベント：充填末端にベント追加。エアが抜けないと充填できない。
• ゲート：厚肉部から給材し、薄肉リブへ長い薄肉流路を作らない。
• 条件は最後：通気と形状が整ってから、速度/温度/保圧を調整。

バリは、キャビ内圧に対して金型が密閉を維持できないと発生します。原因は、パーティング支持不足、シャットオフ摩耗、または不均衡な成形条件による過大圧力が典型です。まず合わせ面の芯出しと支持を確認し、摩耗補修とベントを整え、最後に充填/保圧でピーク圧を下げて収束させます。

• 金型：パーティング支持の強化、摩耗したシャットオフの修正、ガイド/ピン/ブッシュの芯出し確認。
• 成形条件：射出ピーク圧を下げる、過保圧を避ける、キャビ/ランナーのバランスを取る。
• ベント：適正ベントでエア圧スパイクを抑え、バリを押し出す力を減らす。

焼けは「樹脂が熱い」よりも、閉じ込め空気が圧縮されるディーゼル効果が原因であることが多く、対策は通気から始まります。ショートショットで充填末端とウェルド位置を特定し、安全範囲でベントを追加/深くし、流路と速度プロファイルで空気圧縮を減らして、再度ショートショットで確認します。

• 位置特定：ショートショットで充填末端をマッピング。焼けはエア溜まり位置と一致しやすい。
• ベント：末端とリブ密集部にベント追加。ベント形状は金型標準に合わせて統一。
• 調整：速度ピークを穏やかに。ジェッティングやエア巻き込みを避けるようゲート/ランナーも見直し。

多くのエンジニアリングプラスチックでは、実務的な肉厚レンジはおおむね1.0–3.0 mmです。PC/ABSやABSは1.5–3.0 mmが一般的で、PPやPAは1.0–3.5 mmが目安です。ポイントは肉厚をできるだけ均一にし、厚肉化ではなくリブや中抜きで剛性・強度を作ることです。

• 一般レンジ：1.0–3.0 mmで多くの材料で充填・冷却が安定。
• PC/ABS / ABS：外観と耐衝撃のバランスを考え、1.5–3.0 mmを基準に設計。
• PP / PA：1.0–3.5 mm。PPは流れやすいが収縮が大きめ、PAは反りに注意。
• 設計ルール：肉厚を均一にし、厚肉化ではなくリブや中抜きで剛性を確保。

基本は、平滑面で≥1°、シボ面では2–3°以上を目安にします。深いコア、粗いシボ、摩擦の高い材料ほど、白化や擦れを避けるため抜き勾配を増やします。不明な場合は、シボ仕様（テクスチャコード）と成形メーカーの最小ドラフト表を基準にしてください。

• 平滑面：片側1°から開始。深い抜きではさらに増やす。
• 軽～中シボ：シボ深さと樹脂により、2–3°以上を計画。
• 強シボ/高摩擦：白化・擦れ・張り付き防止のため追加ドラフト。
• 推奨：テクスチャコードとサプライヤーの最小ドラフト表を設計基準にする。