ブロー金型の材質の選択
ブロー成形は、中空のプラスチック製品を製造するための成形プロセスで、ガラス容器のブロー成形技術から発展し、1930 年代にプラスチックのブロー成形技術に発展しました。ブロー成形は、金型内に封入された高温のパリソンを空気圧で膨張させて中空の製品を作るプラスチック成形方法です。
ブロー金型は一般に、パリソン成形プロセスに基づいて、押出ブロー金型と射出ブロー金型の 2 つの主なタイプに分類されます。また、延伸の有無により通常ブロー金型と延伸ブロー金型に分類されます。
押出ブロー成形熱可塑性材料を溶かして可塑化し、押出機ヘッドからパリソンを押し出し、このパリソンを金型に入れ、圧縮空気を導入して膨張させます。膨張したパリソンは冷却されて最終製品となります。インジェクションブロー成形射出成形機を使用して、溶融した材料を金型に射出してパリソンを形成します。次に、このパリソンは熱いうちにブロー金型に移され、そこで空気が導入されて膨張します。延伸ブロー成形事前に作成したパリソンを適切な温度まで加熱し、金型に入れ、ストレッチロッドで軸方向に伸ばし、次に空気を吹き込んで横方向に伸ばします。{0}}延伸ブロー金型は、プリフォームの製造方法に基づいて、1 ステップ (ホット パリソン) と 2 ステップ (コールド パリソン) のプロセスにさらに分割できます。-
以下の図に示すように、押出ブロー金型は主に 2 つの雌金型半体で構成されます。ブロー金型は量産時に高負荷がかかるため、口部、ネック部、切削部などの摩耗や損傷が起こりやすい部分がインサートとして作られることが多いです。これにより、これらの部品の交換が容易になり、金型の耐久性が確保されるとともに、複雑な外観を持つ製品の金型製作や製品の寸法調整も容易になります。
1. 口のインサート; 2. ネックインサート; 3. ボトル本体。 4. ボディベント;
下部インサート。 6. 底部フラッシュ溝。 7. 冷却システム。
ブロー金型の材質の選択
1. アルミニウム合金材料
アルミニウム製のブロー金型には、軽量、速い熱伝達、優れた熱伝導性、優れた加工性、低密度などの利点があります。ただし、アルミニウムは硬度が低く、摩耗しやすく、損傷後の溶接性が悪く、材料コストが比較的高くなります。さらに、冷却チャネルがアルミニウム合金金型に直接形成される場合、冷却水にはより高い品質要件が必要となり、ねじ接続の強度は比較的弱くなります。
2. 構造用鋼材
通常、大規模な生産、長い生産時間の場合、また金型切断領域での高い強度と硬度の必要性を考慮すると、構造用鋼を使用する方が効果的です。熱伝導率はアルミニウムやベリリウム銅合金より劣りますが、効果的な冷却チャネルの設計により、熱伝達を大幅に改善できます。
(a) 低炭素鋼-
機械加工装置の能力が限られている場合、金型キャビティに低炭素鋼を使用すると、独特の利点が得られます。{0}低炭素鋼-は溶接性に優れており、溶接プロセスが容易です。かなりの体積を持つ一部の大型または非常に大型のブロー金型では、必要な冷却チャネルが深くて長く、穴あけによる形成が困難な場合、低炭素鋼を使用した積層および溶接構造を使用して冷却チャネル、またはキャビティ自体を形成することができます。-これにより、高い金型精度が重要ではない製品の技術要件を満たすことができます。低炭素鋼-で作られたブロー金型の表面は浸炭または窒化で処理できます。使用済みの低炭素鋼金型に浸炭/窒化を施すと、金型の耐用年数を延ばすことができます。-
(b) 中-炭素鋼または中-炭素合金鋼
これらの材料は通常、金型キャビティ、金型ベース プレート、その他のコンポーネントを形成するために直接使用されます。冷却チャンネルを直接加工できるブロー金型に適しています。
(c) 高-炭素鋼または高-合金鋼
高-炭素鋼または高-炭素合金鋼は、特殊な耐摩耗性部品だけでなく、ブロー金型のガイドおよび位置決め部品にも一般的に使用されます。-
3. ステンレス鋼材
ステンレス鋼は、高い表面品質と大量のバッチを必要とする小型から中型のブロー成形品を製造する金型によく使用されます。{0}{1}{1}ステンレス鋼で作られた金型は、キャビティの良好な寸法安定性、高い表面仕上げ、および優れた耐食性を備えており、高い表面品質と大量生産が要求される製品に独自の利点をもたらします。
4. ベリリウム銅合金材料
ベリリウム銅合金は優れた総合特性を備えているため、小型から中型のブロー成形品や大量生産の金型に特に適しています。{0}{0}{1}{2}現在、アルミニウムのブロー金型では、カットブレードインサートの製造にベリリウム銅がよく使用されており、良好な結果が得られています。-ベリリウム銅合金は通常、約 2.75% のベリリウムと 0.5% のコバルトを含み、残りは主に銅です。ベリリウムの含有量を変えることで、合金の強度、硬度、熱伝導率、耐食性、耐摩耗性を調整できます。しかしながら、ベリリウム銅合金の材料コストは比較的高い。ベリリウム銅粉末は健康に有害であるため、加工中に注意が必要です。
材料選択の考慮事項
1. 生産量に応じた素材の選定
高い表面品質要件、大量生産: 高級金型鋼を推奨します。-
低い表面品質要件、大量生産: 通常の炭素鋼を選択できます。
低い表面品質要件、中小規模の生産量: アルミニウム合金や普通炭素鋼などの一般的な材料を使用できます。
2.金型の製造方法による材料の選定
CNC で機械加工された金型キャビティ: 高品質の炭素鋼またはその他の金型鋼を使用できます。
積層/溶接構造で作られた金型: 低炭素鋼を使用できます。-
鋳造・機械加工による金型：アルミニウム合金の鋳造が可能です。
3. 金型の構造コンポーネントに基づいて材料を選択する
金型キャビティ: 強度要件が高くない場合は、アルミニウム合金を選択できます。
刃先とネジ部: 高強度が必要な場合は、ベリリウム銅合金やインサートとして製造された高品質の炭素鋼などの高品質の素材を使用してください。{0}
通気コンポーネントとインサート: 高精度と表面仕上げの要件には、ベリリウム銅合金やステンレス鋼などの高級金型材料を使用してください。{0}
ガイドと位置決め部品: 高強度と耐摩耗性の要件を満たすには、高炭素鋼などのより硬度の高い材料を使用してください。{0}}
金型材料の熱処理
ブロー金型の熱処理は非常に重要です。鋼製の金型の場合、歪みを最小限に抑えるために荒加工後に焼き戻しを行うのが一般的です。焼き戻し後、仕上げ加工に進む前に、金型を 24 ～ 48 時間放置することをお勧めします。切削領域には、局部硬化を適用して硬度を高めることができます。
ガイドおよび位置決め部品は焼き入れ方法を使用して処理できます。アルミニウム鋳造で作られた金型は、寿命を延ばすために時効処理が必要です。
長い耐用年数が必要で、非常に大量の生産バッチを対象としたブロー金型の場合、耐久性を確保するために試作成功後に窒化処理を適用することができます。