金型内レーザーマ-キングによる射出成形品収縮挙動の計測

• 研究課題/領域番号: 08750131
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械工作・生産工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 村田 泰彦 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (00200303)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1996年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 射出成形 / プラスチック / 金型 / 計測 / 型内成形収縮 / レーザマ-キング / セレン化亜鉛

研究概要

実施計画に基づき研究を遂行した結果、以下の成果および知見が得られた。
(1)型内レーザーマ-キングのために必要なミラーを含めたレーザ光学系の設計・製作を行った。その結果、金型内で最小直径170μmのマ-キング痕跡が得られることを確認した。
(2)セレン化亜鉛ロッド(φ6×10mm)を2本埋設したキャビティブロックを設計・製作した。さらに、同ブロックを組み込んだ計測金型を設計・製作し、保持圧力14MPa、保圧時間12秒の通常の射出成形条件下で上記ロッドが破損しないことを確認した。
(3)(2)項で完成した計測金型と(株)キ-エンスの超小型レーザマ-カを用いて、これまでブラックボックスであった、冷却過程でのポリプロピレン成形品面内方向における型内成形収縮率の経時変化をはじめて計測することに成功した。
(4)保持圧力OMPaの場合の冷却過程における型内成形収縮率は最大1.7%で、また、保持圧力14MPaの場合のそれは最大0.3%となり、保持圧力の有無による型内形成収縮挙動の大きな差異が確認された。また、成形品表面とキャビティ壁面との間の摩擦が無くなる型開き直後に、成形収縮率が大きく変化することも同時に確認された。
(5)キャビティ壁面上でのセレン化亜鉛ロッドとキャビティブロックのわずかな段差が障害となって成形品面内方向の収縮を拘束する可能性が示唆され、今後の改良点と見なされた。