ホットランナー射出成形金型とコールドランナー射出成形金型: 知っておくべき主な違い

射出成形金型は、CNC 加工などのプロセスを使用して目的の製品に応じて設計された部品で、溶融したプラスチックを射出して冷却します。 いくつかあります 射出成形金型 。 ただし、ランナーと金型が保持する温度に基づいて、ホット ランナーとコールド ランナーの XNUMX つの金型システムがあります。

各金型システムは異なるメカニズムを使用しており、プラスチック製造に異なる影響を与えます。 そのため、選択する前に、ホット ランナー 金型とコールド ランナー 金型の比較を適切に理解する必要があります。 この記事では、両方のシステム、その仕組み、およびそれらの違いを紹介することで、ホット ランナーとコールド ランナーの射出成形を比較します。 さらに、プロジェクトに適した金型を選択する方法も示します。   

ホットランナー金型とは何ですか?

ホット ランナー金型は、金型に射出された溶融プラスチックの温度を確実に維持するマニホールド システム (つまり、加熱コンポーネント、マニホールド、ノズルを含む) を備えた射出成形金型です。

ホットランナー射出成形は以下の用途に適しています。 成形プラスチック 部品製造には安定した流量と射出圧力が必要です。 さらに、射出圧力の変動や金型の充填不足によって発生するヒケなどの欠陥も低減します。

ホットランナー金型の種類

熱を維持する方法に基づいて、プラスチック射出成形で使用される XNUMX 種類のホット ランナー金型を次に示します。

絶縁ホットランナー

断熱ホット ランナー金型では、金型プレートに非常に厚いランナーがあり、これにより溶融プラスチックの一部が冷却され、システムが断熱されます。 断熱材により熱損失が低減され、金型システムが開いた塑性流動を維持できるようになります。

断熱ホット ランナー金型はマニホールドやドロップを使用しないため、加熱式ホット ランナー金型よりも安価です。 さらに、柔軟なゲートを備え、欠陥が減少し、色の変更が容易になります。 ただし、ゲートでの凍結、不均一な金型充填、長い起動期間、マニホールド システムがないため熱可塑性プラスチックの溶融状態を維持するための高速サイクルの必要性など、いくつかの欠点があります。 。  

加熱されたホットランナー

加熱式ホット ランナーは、金型の半分にある加熱コンポーネントを使用して加熱を実現できるホット ランナー システムの主要なタイプです。 ただし、外部加熱型と内部加熱型の XNUMX つの設計があります。

• 外部加熱ホット ランナー: 加熱コンポーネントは金型の外側にあります。 その結果、溶融中に障害物は存在しません。 　 流量が向上し（流量制御が向上）、射出圧力が低下しません。 さらに、溶けたプラスチックは凍らないため、色の変更に最適です。 外部から加熱されるホット ランナー金型は、感熱性材料に適しています。
• 内部加熱されたホット ランナー: ここでは、加熱コンポーネントが金型内にあるため、射出圧力の低下、色の変化による不適合、金型内での材料の垂れ下がりや劣化が発生します。 ただし、加熱されたランナーとゲート先端の制御により、流れは改善されます。

コールドランナー金型とは何ですか?

コールド ランナー金型は、金型キャビティと同じ温度のランナーを備えた基本的な射出成形金型です。 このシステムでは、溶融プラスチックを位置決めリングに注入します。 その後、溶融プラスチックは、金型キャビティに入る前に、冷たいスプルーとランナーを通過します。 その結果、プラスチックが冷えると、ランナー内の固化したプラスチックが付着した状態で金型キャビティの形状になります。

コールド ランナー金型は大きなランナー (パーツよりも大きい) を特徴としており、金型への充填不足の傾向が解消されます。 それとは別に、熱に敏感かどうかに関係なく、あらゆるプラスチックポリマーの作業に適しており、ホットランナーよりも安価で、メンテナンスも簡単です。 ただし、廃棄物は発生します。

コールドランナーシステムの種類

コールド ランナー金型システムには、金型プレートの数に基づいて XNUMX つのタイプがあります。

· ツープレートコールドランナーシステム

XNUMX プレート コールド ランナー システムは、スプルー、ランナー、ゲート、キャビティを含む固定金型を備えた XNUMX つのプレートで構成されます。 これは、最も高速で、最もシンプルで、低コストのコールド ランナー システムです。 ただし、完成品にはランナーが付いているので切断する必要があります。

· スリープレートコールドランナーシステム

XNUMX プレート コールド ランナー システムは XNUMX プレート システムと似ています。 ただし、XNUMX プレート射出成形金型は、ランナー プレートを追加することで柔軟になります。 さらに、射出成形部品からランナーを切断する必要がなく、金型から部品を取り外すための突き出しシステムも必要ありません。

3 プレート射出成形金型は、より使いやすく、より柔軟です。 これらは、複雑な設計の製品を扱うのに最適であり、ホット ランナー システムに代わる低コストの代替品です。 この射出成形金型の欠点には、長いサイクル時間、複雑なツール設計、および材料の無駄が多いことが含まれます。

ホットランナーモールドとコールドランナーモールド – 各システムの利点

各ランナー金型にはそれぞれ利点があり、さまざまな用途や業界に適しています。 ここでは、それらの利点と比較について説明します。

ホットランナーシステムのメリット

ホットランナーシステムは広く適用可能です。 プラスチック製品の製造 次のような利点があるためです。

• サイクルタイムの短縮: ホット ランナー射出成形とコールド ランナー射出成形の主な違いの XNUMX つはサイクル タイムです。 ホットランナー射出成形金型は、プラスチックが最適な温度に保たれ、流動性が向上するため、サイクルタイムが短縮されます。
• 材料の無駄の削減: 金型システムでは材料の無駄がほとんどまたはまったく発生しないため、コスト効率が高くなります。    
• 最適な部品品質: ホット ランナー金型を使用して製造された部品は、優れた充填プロファイルと射出圧力により最終品質が向上します。  
• 成形自動化: トリミングや廃材のリサイクル、ランナーの取り外しなどの後加工工程が不要なため、自動化が可能です。  
• 設計の柔軟性: 柔軟性があります 射出成形金型の設計 ホット チップ ゲート、バルブ ゲート、またはエッジ ゲートを使用したゲートの配置。 その結果、部品の美観が向上し、射出時の金型キャビティの充填が最適化されます。

コールドランナーシステムの利点

コールド ランナー システムには次の利点があります。

• 工具コストの削減: コールド ランナー金型システムは、射出成形金型への投資コストが低くなります。 工具コストが削減されるため、成形の費用対効果が高くなります。
• 点検とメンテナンスのコストが削減されます: コールド ランナー金型は複雑ではありません。 その結果、点検やメンテナンスの必要性が減り、メンテナンスコストやダウンタイムの削減につながります。
• 感熱性プラスチック: ホット ランナー金型とコールド ランナー金型のもう XNUMX つの違いは、感熱性プラスチックの成形への用途です。 コールド ランナー システムは、熱に敏感なポリマーに最も適しています。 さらに、あらゆるプラスチックにも適しています。

ホットランナー金型とコールドランナー金型 – 各システムの欠点

各ランナー金型にも欠点があります。 ここでは、それらの欠点と相互の比較について説明します。

ホットランナーシステムの欠点

ホット ランナー システムには次の欠点があります。

• 高い投資コスト: ホット ランナー システムは、金型が洗練されており、サイクル タイムの短縮、部品の品質、柔軟性などの利点があるため、初期投資とメンテナンスのコストが高くなります。
• 機器の精度に対する高い要求: このシステムには精度が必要なため、ハイエンドの機器が必要です。 機械の故障により不具合が発生する可能性があります。 例としては、プラスチック シールの破損が挙げられます。これにより、溶融プラスチックがこぼれてホット ランナー アセンブリが損傷する可能性があります。

コールドランナーシステムの欠点

コールド ランナー射出成形には次のような欠点があります。

• 材料の無駄: 材料 ホット ランナーとコールド ランナーの成形比較におけるもう XNUMX つの違いは、廃棄物です。 溶融プラスチックはコールド ランナー システム内で固化します。 その結果、これらはトリミングが必要なスクラップにつながります。
• 射出圧力降下: プラスチックの流動中に熱がプラスチックから金型プレートに伝わり、収縮が発生して圧力降下が発生し、ヒケや充填不足部品などの欠陥がさらに形成されます。
• 高いサイクルタイム: 冷間射出成形では、プラスチックの流動性が低下するため、サイクル時間が遅くなります。 それとは別に、ランナーとスプルーを削除すると (特に XNUMX つの金型システムの場合)、サイクル タイムも増加します。

ホットランナーモールドとコールドランナーモールド – 各システムを選択する際の考慮事項

この XNUMX つの選択は、それらがどのように機能するかを注意深く理解した後にのみ行う必要があります。 成形システムを選択する際に考慮すべきいくつかの要素を以下に示します。  

ホット ランナー金型を選択する際の考慮事項

適切なホット ランナー金型の選択は、価格、納期、数量に基づいて行う必要があります。 ただし、より重要な要素はランナー システムの技術的側面にあります。 以下に注意すべき点をいくつか示します

– 射出圧力

溶融プラスチックの温度が一定であるため、マニホールド システムを通過する際の射出圧力降下は低くなります。 そのため、すべての機能を使用して作業する場合は、射出成形金型の設計中に適切な金型流動シミュレーションを行うことが重要です。 材料 射出成形用特にメルトフロー性能が低いもの。

– 加熱

加熱コンポーネントは内部または外部にあります。 外部加熱システムは感熱材料に適しています。 一方、内部加熱システムは他のプラスチックポリマーに適しています。

– ゲートタイプ

すべての材料と製品の設計には、独自のゲート設計が必要です。 したがって、ゲートを作成する際には、ゲート マーク、位置、注入材料の種類などの要素を考慮してください。

– 標準またはカスタムメイドのシステム

標準システムまたはカスタムメイドのシステムから選択するのは、要件に応じて異なります。 一方では、標準システムには標準のコンポーネントと寸法があります。 したがって、コスト、納期、メンテナンスの点で最良の選択となります。 一方、カスタムメイドシステムは、ユニークなデザインの製品を実現するのに最適です。

– プラスチック加工の種類

使用するプラスチックポリマーも選択において重要な役割を果たします。 たとえば、ガラス強化プラスチックには、耐摩耗性に優れたゲート インサートまたは外部加熱システム ランナーを備えた金型が必要です。

– ランナーのサイズ

ランナーのサイズは、システムのパフォーマンスに重要な役割を果たします。 やり方を間違えると、最終部品の劣化や充填不完全につながる可能性があります。 圧力降下、滞留時間、動作温度、せん断速度と周波数などのいくつかの要因によってランナーのサイズが決まります。

– マルチゾーン温度制御

大規模で複雑なシステムや感熱性プラスチックを扱う場合は、ヒーターの品質と熱損失を考慮してマルチゾーン温度制御システムを使用するようにしてください。

コールド ランナー金型を選択する際の考慮事項

コールド ランナー金型を選択する際に考慮すべき重要な要素を以下に示します。

– ノズル

ウォータージャケットへの微粒子の侵入を防ぐために、溶接されていないノズルを選択してください。

– ノズルのヒント

ノズルチップの種類はメーカーによって異なります。 たとえば、ノズル チップをノズルの端にしっかりと取り付けるものもありますが、加熱中の金型の熱膨張を考慮してバネ仕掛けのノズル チップを使用するものもあります。

– ランナーマニホールド

ランナーマニホールドは、分解と清掃を容易にするために分割プレート設計にする必要があります。 ガンドリルランナーなどの他の設計では、「デッドスポット」が発生し、金型の洗浄が困難になる可能性があります。  

– ピストンアセンブリ

ガンドリルの空気通路を使用すると、ノズルにエアホースやバーブフィッティングが不要になり、航空会社の損傷を防ぎ、接続エラーを排除できます。

– 空気圧接続

より優れたコールド ランナー金型には、外部エアラインまたはクイック ディスコネクト カプラーを備えたエア ターミナル ボックスが必要です。  

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結論

ホット ランナーとコールド ランナーの選択は、ランナーのシステムを理解した後にのみ可能になります。 そこで、この記事では、コールド ランナーとホット ランナーの射出成形の比較、その違い、および正しい選び方を紹介します。 ホット ランナー システムまたはコールド ランナー システムを使用した高品質の射出成形部品が必要ですか? 始めるお手伝いをさせてください。

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