わかりました、それでは、しましょう。私たち全員が毎日当たり前のことだと思っていることに飛び込んでみましょう。私たちはそれを使っていますが、それを作るプロセスについてはあまり考えていません。そしてそれはプラスチックです。
うん。
つまり、あらゆるものにプラスチックが含まれているのです。
そうです。
それは私たちの携帯電話や車、さらには食品のパッケージにも含まれています。
右。
しかし、射出成形品がなぜこれほど強いのかについて考えたことはありますか?
そうですね、それは魅力的なプロセスです。うん。ご存知のとおり、これは単にプラスチックを溶かして型に流し込むだけではありません。
右。
最終製品の強度と耐久性を決定する要因は数多くあります。
それが今日私たちが検討していることです。私たちはこの射出成形の世界を深く掘り下げ、これらの非常に丈夫なプラスチック製品を作成するために調整できるさまざまなパラメータについて話します。
右。
ここには研究の積み重ねがあり、そこから引き出すつもりです。
素晴らしい。
いいですね。早速始めてみましょう。したがって、このプロセスのわずかな調整でさえ、最終製品に大きな影響を与える可能性があることは、私にとって非常に興味深いです。
できます。
そして、射出圧力、射出速度、冷却時間、金型温度などについて話します。これらすべてが要因となります。それでは、射出圧力から始めましょう。
わかった。
それは一体どういうことなのでしょうか？
したがって、射出圧力は本質的に、溶融したプラスチックをその金型に押し込む力です。
わかった。
圧力が小さすぎると、適切に充填されない状況が発生する可能性があります。
右。
しかし、圧力がかかりすぎると内部ストレスが生じ、実際に製品が弱くなる可能性があります。
ああ、それはゴルディロックスの法則のようなものですね。
うん。それを正しくすることが重要です。
適切な量を見つけなければなりません。
うん。暑すぎてもいけませんし、寒すぎてもいけません。
その通り。
ただ欲しいのです。
それで、私たちが過度のプレッシャーについて話しているとき、私はそれが内部ストレスを生み出すことを想像しています。それは、本当は入りたくない空間に何かを無理やり押し込むようなものです。
その通り。考えてみれば、そうなのです。
溶けたプラスチックを巨大な圧力でこの限られた空間に押し込みます。したがって、高すぎると、その部分に弱点が生じ、すぐには分からないかもしれませんが、将来的には障害につながる可能性があります。
右。したがって、ここでは長期的な耐久性について話していますが、短期的にはわからないかもしれません。しかし、時間が経つにつれて、そのストレスは増大するだけです。
うん。亀裂が入ってしまいます、亀裂が入ってしまいます。
休憩を引き起こすには、問題が発生します。
うん。そして本来よりも弱くなってしまうのです。
わかった。したがって、バランスを見つけ、スイートスポットを見つけることがすべてです。
あのスイートスポット。
それは正しい。
わかった。そして私は思います。研究論文の 1 つは、この良い例としてポリアミドについて述べていたと思います。
はい。そこで、非常に一般的なエンジニアリング プラスチックであるポリアミドの場合、射出圧力を通常の 70 ～ 80 MPa 程度から 90 ～ 100 MPa まで増加させると、彼らは発見しました。
おお。
これにより、特に高い応力がかかる用途での耐衝撃性が大幅に向上しました。
わかった。それでは、メガパスカルが何であるかを知らないリスナーのために、その測定単位が何であるかを簡単に説明してもらえますか?
したがって、メガパスカルは基本的に単なる圧力の単位です。
わかった。
これは、特定の領域に作用する力を説明するためにエンジニアリングでよく使用されます。
わかった。
この場合、メガパスカルが高くなると、より多くの圧力、より多くの力がポリイミドを分子に押し込むことになります。そのため、材料がしっかりとしっかりと梱包されることが保証されます。
右。
あらゆる種類のヴォルドのリスクを軽減します。
わかった。
そしてその総合力を向上させます。
そこで、射出圧力について話します。
はい。
そしてそれは力についてです。
はい。
ただし、注入される速度についても考慮する必要があります。
それは正しい。
それでは、速度はこれにどのように影響するのでしょうか?
したがって、射出速度は、溶融したプラスチックが金型にどれだけ速く入るかによって決まります。
わかった。
遅すぎるとそれが重要です。
うん。
素材が冷え始める場合がございます。
入る前に固まります。
完全に埋まる前に。
右。
そしてそれは最終製品の不一致や弱点につながるでしょう。
はい、想像できます。
しかし、速すぎると、それ自体が問題を引き起こす可能性もあります。
つまり、ケーキの生地を鍋に注ぐようなものです。
うん。
注ぐのが遅すぎると均一に充填されません。
右。
また、あまり早く注ぎすぎると、汚くなってしまいます。
その通り。あちこちに飛び散ってしまい、うまく焼けません。
右。
つまり、プラスチックの射出成形と同様です。
わかった。
速度が適切であることを確認する必要があります。
それで、私たちはそのバランスを再び見つけています。
その通り。すべてはバランスです。
わかった。そして、電子機器の筐体に関する別の研究もあったと思います。
はい。電子機器のケースなどは非常に薄い壁であることがよくあります。
うん。
彼らは、射出速度を標準の毎秒 30 ミリメートルから 40 ミリメートルに増加させることを発見しました。
わかった。
秒速40～50ミリまで。
若干の増加。
若干の増加。うん。そして実際には、より均一な充填が得られました。
おお。
そして、欠陥が少なく、より強力な部品です。
わかった。そこで、細かい調整について話しています。
細かい調整。うん。しかし、それらは大きな違いを生む可能性があります。
はい、大きな違いを生みます。それで、私たちはプレッシャーについて話し、スピードについて話しました。
右。
さて、前に説明したこれらのパッケージングパラメータはどうなるでしょうか?
うん。プラスチックを型に入れたら。
右。
次に、これらのパッケージングパラメータが機能します。
わかった。
そして、これらはプラスチックが適切に固化することを保証するため、成形プロセスの最終段階にとって非常に重要です。
わかった。したがって、圧力とスピードが重要なのは、型にはめ込むことです。
はい。
これは、そこに入ると何が起こるかについてです。
それは正しい。
わかった。
これらのパラメータはすべて、プラスチックが硬化して固体製品になる方法を制御するためのものです。
そして、ここでホールドプレッシャーが作用するのではないかと想像しています。
うん。したがって、圧力をかけ続けることは、プラスチックを少しハグするようなものです。
わかった。
それが素晴らしくて緻密であることを確認してください。
わかった。
そのため、金型がいっぱいになった後、保持圧力を加えて材料を圧縮し、適切に成形されるようにします。
右。そして、抱きしめる時間はそのハグの長さになります。
まさに抱擁の長さ。
わかった。したがって、厚みのある製品の場合は、もう少し長く抱きしめていたくなるでしょう。
それは正しい。より長く押してください。本当に正しく設定されているか確認してください。
なるほど。
うん。研究によると、厚い製品の場合は、その圧力を 8 ～ 12 秒間保持する必要があることがわかっています。
わかった。
すべてが均一に冷却されていること、歪みや構造的完全性に問題がないことを確認するためです。
つまり、プレッシャーを保持すること、時間を保持すること、それはすべてパッケージングの一部です。
はい、それはすべてその一部です。
わかった。金型温度も取得できるようになりました。
右。
これは非常に直感的だと思われます。
うん。
熱は、物が冷えて固まる方法に影響を与えます。
その通り。
それでは、金型温度はプラスチックの強度にどのように影響するのでしょうか?
したがって、金型温度は、実際にはプラスチックがどのように冷えて固まるのかを制御することにすべてかかっています。特に、結晶構造を持つプラスチックの結晶化プロセスに影響を与えます。つまり、チョコレートをテンパリングするのと同じように考えることができます。
うん。
温度が異なると、異なる質感が生まれます。
右。したがって、使用しているプラスチックの種類に応じて適切な金型温度を選択することが重要です。
その通り。これらの温度が相互に互換性があることを確認する必要があります。
わかった。ポリプロピレンは研究で挙げられた例の 1 つだったと思います。
うん。そのため、ポリプロピレンは食品容器や自動車部品など、さまざまな製品に一般的に使用されています。
うん。
そして、金型の温度が摂氏約 50 ～ 60 度ほど高いことがわかりました。
わかった。
これは実際に、より大きく、より均一な結晶を作成するのに役立ちます。
つまり、結晶が強度を与えているのです。
その通り。したがって、それらの大きな結晶はより強く、より硬い材料を作り出します。
なるほど。
これは、大きな力や応力に耐える必要がある製品にとって重要です。
射出圧力、速度、保持時間、温度が決まりました。
右。
今。冷却時間についてはどうですか？それはどのように影響するのでしょうか？
冷却時間は成形部品を均一かつ適切に硬化させるため、非常に重要です。
わかった。
そこで、冷却プロセスを急ぐとします。
うん。
歪みが生じたり、寸法が不正確になったり、製品全体が弱くなる危険があります。
つまり、ケーキをオーブンから取り出すのが早すぎるようなものです。
その通り。
設定される予定はありません。めちゃくちゃなことになるよ。
途中で崩れてしまいます。ぐちゃぐちゃになってしまいますよ。
うん。したがって、冷却する時間を与える必要がありました。
時間を与えてください。冷まします。
さて、ここでかなりの部分をカバーしました。
我々は持っています。
射出圧力、射出速度、保持圧力、保持圧力、保持時間、金型温度、金型温度、冷却時間があります。
それは正しい。
まるで丁寧に振り付けされたダンスのようです。
そうです。これらすべての微妙なバランスです。
要因、そしてこれらすべてが強力な最終製品につながります。
その通り。それが射出成形の魅力です。
これはすごいですね。プラスチックの製造にどれだけの費用がかかっているのか知りませんでした。
いろいろあります。
ここではほんの表面をなぞっただけだと思います。
うん。私たちはその複雑さの探究を始めたばかりです。
さらに深く潜っていくことに興奮しています。
私も。うん。本当にすごいですね。
すごいですね。そして、私たちが毎日どれだけの製品を使用しているかを考えてみてください。
うん。
そして、彼らは皆このプロセスを経ています。
うん。
そして、すべては結局のところ、私たちが話しているのは、これらのパラメーターを適切に取得して強力な製品を作成することについてです。
それは正しい。
そしてそれは野生です。ご存知のとおり、私たちは射出速度と圧力について話していました。
うん。
そして、それは単にそれらを最大まで上げるほど単純ではありません。
いいえ、まったくそうではありません。
時速 160 マイルでできるだけのプレッシャーをかけて走るだけではだめです。
右。そのバランスを見つけることが重要です。
右。
滑らかで均一なフローが得られるスイートスポットです。
右。
問題を起こさずに。
それで、私はあなたが庭のホースについて使った例えが気に入っています。
そうそう。考えてみてください。
うん。もっと教えてください。
水圧を上げすぎると。
うん。
水が噴き出してきますよ。
植物にダメージを与えてしまいます。
うん。ダメージを受けることになります。
右。
ただし、圧力が低すぎる場合。
うん。
水はチョロチョロと出ていき、必要な場所に届きません。
右。
したがって、射出速度は同等です。
わかった。
型に確実に充填するには十分な圧力が必要です。
右。
しかし、乱流や欠陥を引き起こすほどではありません。
右。それに関する研究があったことを覚えています。
そうそう。これについては多くの研究が行われています。
彼らが見たところ。
うん。
スピードとその微調整。
うん。電子機器の筐体は非常に壁が薄く、非常に複雑なデザインのものが多いため、彼らは特に電子機器の筐体に注目しました。
右。したがって、これは良いテストケースです。
うん。そして、射出速度をわずかに上げ、圧力を注意深く調整すると、より優れた製品が得られることがわかりました。
うん。
速すぎたり遅すぎたりすると、あらゆる種類の問題が発生するため、非常に正確である必要がありました。
右。
モールドが完全に満たされていないショート ショットや、余分な材料が絞り出されるフラッシュなどです。
うん。どこまで細かく調整されているのか興味深いですね。
そうです。うん。
つまり、細かい調整のことを言っているのです。
うん。秒あたりのミリメートルが違いを生みます。
おお。そしてそれは私にとって驚くべきことです。
そうです。それは非常に正確なプロセスです。
それで。さて、射出速度、射出圧力、そしてその後について話します。
そして、パッケージングパラメータを取得します。
右。そして型に入れてからの様子です。
右。型がいっぱいになったら。
右。
このとき、パッケージングパラメータが役に立ちます。
わかった。
そして、それらについては先ほど少し話しました。
右。抱きしめる。
抱きしめる。
うん。それで、思い出してもらえますか、なぜそのハグが最終製品の強度にとってそれほど重要なのでしょうか？
砂の城を建てることを考えてみましょう。
わかった。
砂をゆるく詰めるだけなら。
右。崩れてしまいます。
弱くてボロボロになってしまいます。うん。でも、しっかりと詰め込んでしまえば。
右。
そのままの形を保っていきます。
右。
したがって、圧力の保持はプラスチックの場合と似ています。エアポケットを絞り出し、素材を美しく緻密にし、ヒケのような部分を防ぎます。つまり、ヒケとはその小さな凹みのことです。
そうそう。私はそれらを見てきました。
うん。プラスチック製品などで時々見かけます。
うん。
そして、それらは材料が冷えるにつれて収縮するときに起こります。
右。
そして、十分な圧力を加えないと、小さなへこみができてしまいます。
わかった。したがって、保持圧力がそれを防ぎます。
はい。そしてそれを防ぐのにも役立ちます。
そこで、ヒケについて話します。圧力を保持します。開催時間。はい。特に厚い製品の場合。
うん。厚い製品は冷却して固まるまでにより多くの時間を必要とします。
うん。
したがって、その保持圧力をあまりにも早く解放すると、
うん。
内部にボイドや反りが発生する可能性があります。
右。
外側の層が固体であっても、内側の層はまだ溶けている可能性があるためです。したがって、十分な時間を与えてください。
したがって、重要なのは均一な冷却です。
その通り。
そして固まるまで時間を与えます。
それは正しい。
さて、保持圧力、保持時間、そして金型温度について話します。ええ、それについては前に話しました。それは結晶化プロセスにどのような影響を与えるのでしょうか?
さて、水がどのようにして氷になるか知っていますか？
うん。
水が凍ると、その分子が結晶構造を作り、それが固体になります。
右。
したがって、一部のプラスチックは同様の動作をします。
本当に？
うん。それは半結晶性ポリマーと呼ばれます。
わかった。
ポリプロピレンが良い例です。そして、水の凍結と同様に、プラスチックが冷える速度と温度は、それらの結晶のサイズと配置に影響を与えます。
したがって、冷却プロセスを制御できます。
はい。
そしてそれは結晶の形成方法に影響を与えます。
その通り。
ああ、すごい。
うん。したがって、そのためには金型温度が非常に重要です。通常、金型温度が高くなると冷却が遅くなり、ポリマー鎖が配列してより大きく、より組織化された結晶を形成する時間が長くなります。
したがって、調整する時間を与えることが重要です。
はい、時間をください。やるべきことをやらせましょう。
なるほど。
そしてそれはプラスチックをより強く、より硬くします。
したがって、ポリプロピレンの場合、一般に金型温度を高くする必要があります。
はい。金型の温度を摂氏 40 度から摂氏 60 度に上昇させると、ポリプロピレンがはるかに強くなることを示した研究がありました。
おお。したがって、私たちは大きな違いについて話しているのです。
そうですね、圧倒的な戦力差ですね。うん。壊れる前に、より多くの力に耐えることができました。
そしてそれは結晶構造についても同様です。
はい。
では、そのような結晶構造を形成しないプラスチックはどうなるでしょうか?
うん。それらは非晶質ポリマーと呼ばれます。
わかった。そして、彼らはそのような秩序構造を持っていません。
右。それらはよりランダムです。
わかった。
輪ゴムのようなものだと考えてください。柔軟性があり、硬い結晶構造を持っていません。
右。
したがって、これらの場合でも金型温度は重要です。
わかった。
しかし、強度には同様の影響はありません。
右。
したがって、これらのポリマーの強度を決定するには、分子量や鎖の絡み合いなどの他の要素の方が重要です。
したがって、それらの場合は別のプロセスになります。
はい、少し違いますが、涼しいです。
やはり時間は大切です。
使用しているプラスチックの種類に関係なく、冷却時間は常に重要です。
うん。
冷却時間により部品が安定します。
右。
残留応力を解放します。
わかった。
反りなどのトラブルを防ぎます。
なので、型から外した後も重要なのです。
それは正しい。
まあ、本当に？
うん。部品の内部温度が周囲の環境よりも高い可能性があるためです。
ああ、出てもまだ涼しいんですね。
その通り。
ああ、すごい。
したがって、金型後の冷却を考慮する必要があります。
なるほど。
特に厚い部分や付いている部分に適しています。
複雑な形状は、すべてが安定した状態に達するようにするためのものです。
わかった。それで、私たちは話しました。私たちはたくさんのことを話しました。
たくさん。
射出速度、圧力、保持パラメータ、保持温度、冷却時間。
冷却時間。
追跡しなければならないことがたくさんあります。
そうです。まるでオーケストラのようだ。
そうです。美しい例えですね。
うん。
これらすべてのさまざまな要素が連携して、この最終製品が作成されます。
うん。まだ表面をなぞっただけです。
うん。話せることはもっとたくさんあります。
知っている。もう魅了されてしまいました。
そして私もです。
そして、これによって私たちが毎日使用している製品に対する見方がどのように変わるのかを考えるのは興味深いことだと思います。
うん。なぜなら、私たちはそれらを当たり前のことだと思っているからです。
本当にそう思います。
私たちは、それらを作るために必要な科学や工学のすべてについては考えていません。
それで、次にその水筒を手に取るとき。
うん。
それを作るために費やされたすべての作業、すべての手順、すべての微妙なバランスについて考えてください。
絶対に。うん。驚くべきはその多用途性です。
そうです。そして、これらのプラスチック製品のいくつかの強度には驚くべきものがあります。そうですね、私は防護服や飛行機の部品などを考えています。
うん。高性能アプリケーション。
うん。食べ残しを包むために使っているプラスチックと何が違うのでしょう。
そうですね、これらの超強力なプラスチックを作る 1 つの方法は、他の材料で強化することです。
わかった。
コンクリートに鉄の棒を追加するようなものです。
それでバックボーンを与えているんですね。
その通り。追加のサポートを提供しているのです。
わかった。
そして強度と剛性を劇的に向上させることができます。
それでは、どのような種類の材料について話しているのでしょうか?
そうですね、グラスファイバーのようなものを使うこともできます。
わかった。
これらはかなり一般的です。うん。比較的安価です。
右。
そして、強度と剛性のバランスが優れています。
わかった。
あるいはカーボンファイバーを使用することもできます。
そうそう。カーボンファイバー。
それらは本当に強いです。
知っている。彼らはレースカーなどにそれらを使用しています。
その通り。また超軽量です。
うん。
したがって、小麦が非常に重要な用途に最適です。なるほど、航空宇宙やスポーツ用品のようなものですね。
わかった。グラスファイバー、カーボンファイバー、そしてナノマテリアルさえあります。ナノマテリアル。それらは何ですか？
つまり、ナノマテリアルとはこれらの非常に小さな粒子です。
わかった。
本当にユニークな特性を持っています。
わかった。
そして、それらをプラスチックに加えると。
うん。
いくつかの非常に興味深い方法でプロパティを変更できます。
ここでは本当にハイテクが進んでいます。
私たちは。うん。
私たちは分子レベルで物事を操作することについて話しています。
その通り。
つまり、新しい素材だけではありません。
右。
射出成形プロセス自体に新しい革新はありますか?
ああ、そうです、絶対に。
それが物事をより強くしているのです。
そのため、金型の設計と製造は 3D プリンティングなどのテクノロジーによって大きな進歩を遂げてきました。
うん。
私たちは、このような信じられないほど詳細で正確な金型を作成することができます。
わかった。
これにより、強度を犠牲にすることなく、より複雑な部品の薄肉化が可能になります。
そこで鍵となるのが金型です。
金型は欠かせません。ええ、ええ。最終製品の設計図です。つまり、本当に優れた金型があれば、本当に優れた製品ができるのです。
そして、これらの新しいマシンもあります。
そうそう。射出成形機自体は常に高性能になっています。彼らはより優れたコントロール、センサー、フィードバックメカニズムを備えています。
わかった。
したがって、プロセスを非常に微調整することができます。
したがって、重要なのは精度と制御です。
そう、大事なのは正しく理解することなのです。
そして、どうやってこのような超強力な製品を作ることができるのかは驚くべきことです。
右。
しかし、私たちは環境についても考えなければなりません。
はい、それは本当に重要なポイントです。
うん。
ご存知のとおり、プラスチックは耐久性があります。それは長く続きます。
それは良いことでもあり悪いことでもあります。
そうですね、それは良いことも悪いこともあります。
うん。
それはプラスチック廃棄物の原因となる可能性があるからです。
では、業界はこの問題にどのように対処しているのでしょうか?
さて、最近ではサステナビリティが注目されています。
わかりました、いいです。
一つは再生プラスチックの使用です。
新しいプラスチックを作る代わりに、古いプラスチックを再利用しています。
その通り。つまり、バージン材料の需要が減少します。
うん。
そして、プラスチックが埋め立て地に流れ込むのを防ぎます。
つまり、循環経済のようなものです。
ええ、その通りです。
私たちは物を何度も再利用しています。
それははるかに持続可能なアプローチです。
私が聞いたバイオベースのポリマーについてはどうなのでしょうか?
そうそう、バイオプラスチック。
うん。
植物などの再生可能な資源から作られています。
つまり、化石燃料さえも使用しないということです。
うん。私たちは石油への依存を減らし、より持続可能な産業を生み出すことができます。
それでも彼らは同じくらい強いですか？
良い質問ですね。はい、一部はそうです。
わかった。
しかし、それは依然として活発な研究が行われている分野です。しかし、そこには多くの約束があります。
したがって、私たちは単に新しい素材について話しているわけではありません。私たちはプロセス自体をより持続可能なものにするための新しい方法について話しています。
右。
では、どうやってそれを行うのでしょうか?
1 つの方法は、成形プロセス中のエネルギー消費を削減することです。
わかった。
したがって、より効率的な冷暖房システムを使用する必要があります。
右。
サイクルタイムの最適化とか。
つまり、より効率的になることが重要なのです。
その通り。そして無駄を最小限に抑えます。
うん。
可能な限り材料を再利用します。
したがって、私たちは製品のライフサイクル全体を検討しています。
うん。最初から最後まで。
そして、それをより持続可能にするにはどうすればよいでしょうか?
それは正しい。
おお。これは信じられないほど深く掘り下げたものでした。それは射出成形の世界です。
うん。私たちはたくさんのことを学びました。
我々は持っています。わからなかった。
それは魅力的なプロセスです。
そうです。そしてそれは私たちの周りにあります。
そうです。うん。
リスナーの皆さんもご存知だと思います。
うん。
ここで、プラスチックについて少し違った見方をしてみます。
そうだといい。
そして、それを作るために費やされたすべての努力に感謝します。
絶対に。
そして、その持続可能性について考えてみましょう。
うん。慎重な選択をしてください。
うん。そして、より持続可能な未来をどのように創造できるかを考えてください。
絶対に。
プラスチック用。
同意します。
さて、この詳細な調査にご参加いただき、誠にありがとうございます。
とてもうれしかったです。
それではまたお会いしましょう
