さて、今日は少し違うことに目を向けてみましょう。射出成形のサイクルタイム。
そうそう。
さて、あなたが何を考えているかはわかります。他のディープ ダイビングほどスリリングではないように聞こえるかもしれませんが、本当に素晴らしい内容なので、最後まで続けてください。ええ、実際にはかなり魅力的です。私たちはこれらの技術文書をすべて持っているので、このサイクルを動かしているものを分析してみます。
重要なのは、私たちが毎日使用しているプラスチック製品を製造するのにどれくらいの時間がかかるかということです。
その通り。
考えてみてください。携帯電話のケース、おもちゃ、車の部品まで。
それはどこにでもあります。
それはどこにでもあります。
うん。そして、今回の予測に役立つ数式を明らかにしようとしています。でも、心配しないでください。詳しく説明します。
簡単にやってみます。
数学の授業などとは違います。
全くない。
まずは、サイクル タイムの最大の要因から始めましょう。冷却。
ああ、そうだ、冷却だ。多くの場合、これはプロセスの中で最も時間がかかる部分ですが、それには正当な理由があります。この溶けたプラスチックを金型に注入します。
右。
そして、冷めて必要な形状に固まるまで待つ必要があります。
分かりませんが、ケーキを焼いているような感じです。入れたら、冷まさなければなりません。涼しくしなきゃ。ええ、その通りです。情報源にはこの公式も示されています。 T は、T の 2 乗をデルタ 2 乗した量の 6 倍 s に等しい。
そうですね、怖そうですよね。
そうですね、ちょっと怖そうですが、嘘をつくつもりはありません。
でも、それほど悪くはありません。
うん。しかし、基本的には、製品の壁が厚ければ厚いほど、
冷めるまでに時間がかかります。
冷めるまでに時間がかかるほど。
当然ですよね？
はい、そうです。
厚いステーキと薄いステーキのようなものです。分厚いステーキは熱がさらに伝わるため、冷めるのに時間がかかります。逃げるために外に出てください。その通り。そして、材料が異なれば熱の伝導も異なるのと同じです。ご存知のとおり、プラスチックが異なれば、熱特性も異なります。
右。それで、いくつか。一部のプラスチックは熱を伝えるのに優れています。
彼らは超伝導体のようなものです。
うん。
そして、他のものは少し遅いです。
だから、それはのようです。金属とセラミックのようなものです。まるで、熱をすぐに吸い取ってしまうようなものです。うん。それを放射します。そして、もう1つはそれを保持します。
それを持ち続ける。
情報源はこの素晴らしい例を示しています。熱拡散係数が毎秒 0.2 ミリメートル平方の厚さ 2 ミリメートルの製品は、冷却するのに 120 秒かかります。
それはまるまる2分です。
それは 2 分です。あくまで冷却用です。
あくまで冷却用です。
これで、これが 1 時間あたりに製造できる製品の数などにどのような影響を与えるかを確認できるようになりました。
絶対に。それはコスト効率と、製品をどれだけ早く市場に投入できるかに影響します。
そこが聞き手にとって重要なところです。
その通り。
うん。ただし、スピードだけではありません。そうです、そうです。あまりにも早く冷めると、あなたは。
あらゆる種類の問題に遭遇する可能性があります。
問題がありますか?そう、反りや不完全さのようなもの。
脆くなる可能性があります。
脆くて弱い箇所。
しかし、あなたはそれを望んでいません。
うん。微妙なバランスですね。
そうです。
レッスン 1、冷却時間が重要です。
うん。スピードと品質の間のスイートスポットを見つけます。
わかりました。
さて、冷却時間への取り組みは完了したので、次の段階である射出時間に進みましょう。さて、これで溶けたプラスチックを型に流し込むだけです。
そして、速いほうが常に良いと考えるでしょう。
右。常にトレードオフが存在します。
トレードオフがあります。
射出時間の計算式は非常に簡単です。 T 注入は、s 倍の 60 にわたる V に等しくなります。
わかった。
それは製品のボリュームです。
わかった。
射出速度で割って、秒数に 60 を掛けます。
わかった。そこで、水風船に水を詰めているところを想像してみてください。
わかった。
確かに、大きな風船は膨らむのに時間がかかります。特に大きな飛沫を避けたい場合には。
混乱したくないですよね。
射出成形も同様です。製品の体積が大きくなり、射出時間も長くなり、射出時間も長くなります。ただし、プラスチックを射出する速度も考慮する必要があります。
うん。ここからが少し難しいことになります。
うん。より高速な噴射はスピードに優れているように聞こえるからです。
しかし、注意しないと製品に欠陥が生じる可能性があります。
うん。それはケーキにフロスティングを急いで絞りすぎるようなものです。
そうそう。
気泡が入ったり、塗りムラが生じたりする可能性があります。
その通り。
したがって、品質を損なうことなく、金型に素早く充填できるスイートスポットを見つける必要があります。
すべてはフィネスにかかっています。
すべてはフィネスにかかっています。
わかりました。
わかりました、それでは材料の特性について考えなければなりませんね?
絶対に。
プラスチックが異なれば、挙動も異なります。
彼らは皆、独自の個性を持っています。
うん。おそらく今後のエピソードでさらに深く掘り下げていきます。
そうしなければなりません。
しかし今のところ、それが重要な要素であることを覚えておいてください。
それは巨大です。
さて、冷却時間と射出時間に取り組みました。
チェックしてチェックしてください。
次は保持時間ですが、これはもう少し神秘的に聞こえます。開催時間。
うん。まあ、実際にはかなり直感的です。溶融プラスチックを射出した後、プラスチックが適切に固化して金型の隅々まで満たされていることを確認するために、しばらく圧力をかけて保持する必要があります。
つまり、プラスチックを少し絞って確認しているようなものです。
クッキー生地を押しつけて均一に焼き上げるように、形状を正確に保ちます。
したがって、プラスチックが意図した形状を正確に維持できるようにすることがすべてです。
そして興味深いのは、保持時間は通常、射出時間のほんの一部、つまり 3 分の 1 から 3 分の 2 の間であることです。
つまり、経験則のようなものがあります。
確かにいくつかの経験則があります。
わかりましたが、この保持時間を正しく取得できなかった場合はどうなりますか?
先ほど説明したような欠陥が生じる危険があります。弱い部分のようなヒケやボイド。その通り。クッキーをかじって、大きなエアポケットを見つけるところを想像してみてください。
それは良くありません。
理想的ではありません。
さて、冷却時間、注射時間、そしてダンスをするための待機時間を得ました。それはまるで、丁寧に振り付けされたダンスのようなもので、製品を作り上げていくのです。そしてダンスは次の段階である金型操作へと続くのだと思います。
わかりました。金型の操作は、金型の開閉と完成品の取り出しという機構にすべて関係します。
で、舞台演出みたいに。
うん。オープニングアクト、型開き、メインパフォーマンス、射出と保持、そしてグランドフィナーレを迎えました。製品が排出され、金型が閉じます。
そして、このプロセス全体にかかる時間は数秒でしょうか、数分でしょうか、それとも数時間でしょうか?
実際には、金型の複雑さと機械の機能によって異なります。単純な金型の開閉には数秒しかかかりませんが、複雑な金型の場合はさらに長い時間がかかることがあります。
うん。そして、その製品を型から取り出す、いわゆる脱型は難しいのではないかと思います。
そうそう。
特に製品に複雑な機能がある場合はそうです。
あなたは私に言います。
それについてはパート 2 で詳しくお話できると思います。
ああ、そうします。
私たちのディープダイブについて。
乞うご期待。射出成形のサイクルタイムについての詳細へようこそ。
そのため、パート 1 では基礎を築き、冷却、射出、保持時間について説明し、さらにそれらの金型操作についても触れました。
たくさんのことをしました。
たくさんのことをしました。そして、これらの日常的なプラスチック製品の作成にどれだけの費用が費やされているかには驚くべきです。右？
本当にそうです。
しかし、私たちはそのプロセスに驚くためだけにここにいるわけではありません。私たちはそれを改善する方法を見つけたいと考えています。
最適化する。
はい、最適化しましょう。
絶対に。
それでは、冷却時間に巻き戻してみましょう。多くの場合、それがサイクルの最大の部分であることを私たちは知っています。品質を犠牲にすることなく物事をスピードアップするには実際に何ができるでしょうか?犠牲？うん。粗悪な製品を作ることなく。
さて、その公式を覚えていますか？
ああ。
ああ、冷却時間を壁の厚さと熱特性に結び付けるものですか?
あなたがそんなことを言うのではないかと怖かった。わかりました、私は数学者ではありません。
それは数学の話ではありません。それはコンセプトについてです。
わかった。
実際にその公式を使用して、適切なプラスチックを選択することで最適化することができます。
わかった。
プラスチックが異なれば熱伝導率も異なるためです。
どういう意味ですか？
つまり、あるものは他のものよりも熱の伝達に優れているということです。
わかった。つまり、それはあなたの服に適した生地を選ぶようなものですよね？
その通り。
暑い日にウールのセーターを着ないのと同じです。
右。
待ってください、オーバーヒートしてしまいます。
通気性のあるものが必要です。
通気性あり、そうですね。したがって、より速く冷却したい場合は、綿の T シャツに近いプラスチックが必要です。
通気性のあるプラスチックを思い浮かべてください。
わかりました、わかりました。
たとえば、非晶質ポリマーは熱をより効率的に放散する傾向があります。
アモルファス。
アモルファス。
だからそれは私が知っておくべき言葉です。
そうです。
わかった。
よりランダムな分子構造を持っているため、熱を逃がしやすくなります。
さて、材料の選択は、長い冷却時間に対する最初の武器のようなものです。
それは大きいですね。
しかし、強度などの理由で、特定の素材にこだわる場合はどうなるでしょうか?
右。場合によっては、マテリアルを切り替えることができない場合があります。
それでは、我々はゆっくりと寒冷化する運命にあるのでしょうか？
必ずしもそうとは限りません。はい、金型自体を最適化することもできます。
わかった。
熱伝達を改善することができます。
つまり、金型に独自の空調システムか何かを与えますか?
完全ではありませんが、正しい方向に進んでいます。
わかった。
車のエンジンにラジエーターを追加するようなものだと考えてください。
わかった。
冷却チャネルを金型設計に組み込むことができます。
冷却チャネル。わかりました、興味があります。もっと教えてください。
これらのチャネルにより、冷水やその他の流体を金型内に循環させることができます。
なるほど。
プラスチックから熱をより早く奪うのに役立ちます。
つまり、熱が逃げる経路を作るようなものです。
その通り。また、冷却時間を大幅に短縮できます。
そのため、現在では材料の選択と金型の最適化が有利に機能しています。
進歩しています。
はい、ただし注入時間のことを忘れないでください。
そうそう、注射の時間です。
先ほどもお話しましたが、もう一度見てみる価値があります。確かに。理論的には、噴射の高速化は素晴らしいように聞こえますが、
リスクがあることは承知しています。
はい、手続きを急ぐことはできません。
その通り。
完璧な射出速度はどのようにして見つけられるのでしょうか?試行錯誤なのか、それとも。
試行錯誤は間違いなく重要な役割を果たします。
わかった。
しかし、射出時間の計算式を参考にすることができます。
またあの式？
このことから、射出時間は製品の量と射出速度に依存することがわかります。
製品が大きくなり、充填時間が長くなることは明らかですが、射出速度が非常に重要です。したがって、射出速度を調整して適切なバランスを見つける必要があります。
それは庭の鼻に適切な流量を見つけるようなものです。
そうですね、そのたとえは気に入っています。
遅すぎると、植物に水をやるのに永遠に時間がかかります。速すぎると、泥だらけになってしまいます。
そうですね、速すぎず、遅すぎずです。
ちょうどいいです。
ちょうどいいです。しかし、より速く注入するにはより多くの圧力が必要ではないでしょうか?
２点です。
そして、それはマシンにさらにストレスをかけることになりませんか？
あなたはエンジニアのように考えています。次に、射出成形機の機能を考慮する必要があります。
右。そのため、一部のマシンは速度を重視して構築されており、より高い圧力に耐えることができます。
その通り。
ただし、より低速でより制御されたプロセスに適したものもあります。
すべては、仕事に適したツールを選択することです。
うん。電球をねじ込むのにハンマーは使わないでしょう。
その通り。
そしてそれはマシン自体の問題だけではありません。金型の設計も考える必要があります。
金型が鍵です。
狭いゲートや複雑な形状の金型では、プラスチックを押し込むためにより多くの圧力が必要になります。
複雑すぎると、十分な速度で注入できない可能性があります。
そのため、金型によって実際に射出速度が制限される場合があります。それは魅力的ですね。
重要なのは、デザイン、材料、機械の能力のバランスを見つけることです。
さて、保留時間に移りましょう。
開催時間。
これは、射出後にプラスチックに圧力を維持する段階です。
右。
きちんと固まることを確認するためです。
まるで抱きしめるような感じです。
プラスチック製の抱擁。
プラスチック製の抱擁。
しかし、どれくらいそのハグを保持する必要があるのでしょうか？
ああ、100万ドルの質問です。そして、簡単な答えはありません。
もちろん違います。
保持時間は多くの要因によって決まります。プラスチックの種類、製品のサイズと複雑さ、さらには金型の温度。
したがって、別のバランスをとる行為です。
常にバランスをとっている。
私たちはここにテーマを感じています。
射出成形ではバランスが重要です。
圧力を十分に長く保持しないと、プラスチックが縮んだり変形したりする可能性があります。
右。私たちが話したような欠陥が発生します。
ヒケとボイド。
その通り。でも、あまり長く我慢しすぎると時間の無駄になってしまいます。
そうです、時は金なりです、特に製造業では。では、保持時間を確保するためのゴルディロックスゾーンをどのように見つければよいのでしょうか?短すぎず、長すぎず。ちょうどいいです。
ちょうどいいです。
さて、経験則から始めましょう。
射出時間の 1/3 ～ 2/3。
ただし、それは単なる出発点であることを忘れないでください。
そこで私たちは実験をします。
私たちは実験します。特定の製品に基づいて微調整を行います。
新しいレシピの調理時間を調整するのと同じです。
その通り。
さて、冷却時間、射出時間、保持時間はすべて計算できました。最適化チェックリストの次の内容。
金型の操作。
ああ、そうそう、そういうことね。
単純なことのように思えるかもしれません。
うん。ちょうどオープンしたばかりかと思ったら、
型を閉じるだけですが、それだけではありません。
わかった。
開閉するだけでも時間がかかる場合があります。
それは理にかなっていると思います。単純な金型は、複雑な金型よりも高速です。
その通り。
したがって、スピードを目指すのであれば、可能であれば型をシンプルにしておくべきです。
もし可能なら。しかし、複雑な金型を避けられない場合もあります。
一部の製品ではそれが必要です。
では、他に何ができるでしょうか?
さて、金型に適切に潤滑が施されていることを確認できます。
わかった。摩擦を減らすため。
その通り。
つまり、時計の歯車を調整するようなものです。
よく注油され、よく維持されています。金型はより効率的に動作します。
また、脱型プロセスを最適化することもできます。
ああ、脱型です。
それは難しいことであると私たちは知っています。
それは最も注意が必要な部分の 1 つです。
スピードだけではありません。
右。
製品を取り出すには、適切な量の力を使用する必要があります。
力を入れすぎると製品や金型を破損する恐れがあります。
そして少なすぎる。
固着するかも知れません。
固着するかも知れません。
または完全に排出されません。
したがって、さらに別のバランスをとる行為です。
すべてはバランスです。
ここでパターンが見えてきます。
バランス、スピード、力、正確さ。
これらすべてを正しく実行できれば、サイクル タイムから貴重な数秒を短縮できます。
秒が分に、分が時間に変わります。
そして何千もの製品を作っているとき。
すべてが合計されます。
すべてが合計されます。
小さな改善でも大きな効果をもたらす可能性があります。
さて、ここで多くのことを説明しました。冷却時間、射出時間、保持時間、金型操作。
彼らは忙しかったんです。
我々は持っています。そして、サイクルタイムを最適化することが重要であることは明らかです。それは挑戦です。
そうです。
しかし、魅力的なものです。
まるでパズルのようだ。
それはパズルのようなものです。そして、すべてのピースを組み合わせる方法を見つけることができれば、私たちはそうします。
信じられないような結果を達成することができます。
そして、その過程で隠れた創造性を発見することもあるかもしれません。
射出成形の技術。
射出成形の技術。それについてはさらに調査する必要があります。私たちはすべきです。それでは、詳細な説明のパート 2 を終えましょう。
わかった。
でも、まだどこにも行かないでください。パート 3 では、このすべての知識が実際に動作する様子を見ていきますので、ご期待ください。
現実世界の例。
企業が射出成形サイクルをどのように最適化しているかを示す実際の例。
彼らは驚くべき結果を得ています。
きっと良くなるよ。
そうです。
おかえり。射出成形サイクルタイムの詳細の最後の部分では、技術的な内容について説明しました。冷却、射出、保持、金型作業。
取り入れるべきことはたくさんあります。
それはそうですが、実際の世界でどのように機能するかを見てみましょう。
現実世界の例は？
そうですね、理論を理解することと、それが実際にどのような違いをもたらすかを見ることは別のことだからです。
絶対に。
それでは、サイクルタイムの最適化がどのように実際の結果につながるのか、いくつかの例を見ていきましょう。
わかった。
医療機器用の小さなプラスチック部品を製造する会社を想像してみてください。
そうそう。
超精密、高精度、高品質である必要があります。したがって、サイクルタイムは彼らにとって非常に重要です。
一秒一秒が重要です。
これらの部品を迅速かつ効率的に製造するという多大なプレッシャーにさらされていると思います。
彼らはいくつかのボトルネックに直面していました。冷却時間が長すぎました。
前にも聞いたことがあります。
そして、保持圧力が一貫していないため、品質上の問題が発生していました。
つまり、これまで話してきた古典的な射出成形の問題と同様です。
まったく同じ問題です。
では、彼らはどのようにしてそれらを解決するのでしょうか？
そうですね、彼らはあなたの資料から始めました。
わかった。
熱伝導率の高いプラスチックに切り替えたので、より早く冷えるようになりました。その通り。ウールのセーターをコットンのTシャツと交換するようなものです。
そのたとえを覚えています。
良いものですよ。
単純な変更ですが、大きな違いが生じたと思います。
大きな違い。
そして彼らはそこで止まりませんでした。
いいえ。彼らは金型を再設計しました。
ああ、冷却水路ですね。
あらゆる場所に冷却チャネル。
そこで彼らは基本的に、金型に独自の小さな AC システムを与えました。
かなり。
賢い思考。
そして、圧力を維持するために、彼らはいくつかの豪華な新しい機器を手に入れました。
わかった。
圧力をリアルタイムで追跡して調整するだけです。
それはすべてが完璧であることを確認する小さな番犬です。
その通り。
わかった。そこで彼らはあらゆる面からこの問題を攻撃しました。材料、金型設計、プロセス監視。どうしたの？
彼らは驚くべき結果を目にしました。
どのような結果が得られるでしょうか？
サイクルタイムが 20% 短縮されました。
おお。それはたくさんあります。
つまり、同じ時間内でより多くの部品を製造できることになります。
それはゲームチェンジャーです。
そうです。
品質の問題についてはどうですか？そちらは良くなりましたか？
そうそう。ずっと良くなりました。一貫した保持圧力により、欠陥が大幅に減少しました。
そのため、無駄が少なくなり、品質が高くなります。
勝利です。
勝利です。そのため、効率が向上し、製品も向上しました。そしてそれが彼らのビジネス全体に波及効果をもたらしたと私は確信しています。
ああ、確かに。
サイクルタイムが短いということは、製品をより早く市場に投入し、顧客への対応をより迅速に行うことができ、最終的にはより多くの収益を得ることができることを意味します。
それが目標です。
1 つの領域を少し調整するだけで、これほど大きな違いが生じるのは驚くべきことです。
バタフライエフェクト。
射出成形のバタフライ効果。そして、これはほんの一例です。きっとこういう話は山ほどあると思います。
そうそう。世界中の企業がこれらの原則を使用してプロセスを改善しています。
それはプラスチック製品をより速く作ることだけではありません。
それは物事をより良くし、無駄を減らすことです。
ポジティブな影響を与える。
その通り。
そしてすべては基礎、基本を理解することから始まります。基本。うん。射出成形がこれほど興味深いものになるとは誰が想像したでしょうか?
隠れた逸品です。
驚きに満ちた隠れた逸品です。次回プラスチック製品を手に取るときは、少し時間をとってください。うん。それを作るために何が起こったのかを考えてみましょう。
それらすべてのステップ。
それらすべてのステップ。冷却、射出、保持、金型の開閉。
それは旅です。
それは旅です。
溶けたプラスチックから完成品まで。
これで、射出成形サイクル タイムの世界について詳しく説明しました。
たくさんのことをカバーしました。
そうしました。私たちは公式を解明し、金型設計を調査し、最適化の力を理解しました。
皆さんの好奇心を刺激できれば幸いです。
うん。もしかしたら、あなたも自分自身のプラスチック製品をデザインするインスピレーションを受けるかもしれません。
何かを作りに行ってください。
この詳細な調査にご参加いただきありがとうございます。
次まで
