SMCプロセスにおける一般的な問題点と対策

SMCプロセスにおける一般的な問題点と対策

SMC材料の成形プロセスガラス繊維強化プラスチック/複合材料の成形プロセスにおいて、最も効率的なのはSMC成形です。SMC成形プロセスには、製品の寸法精度、表面の滑らかさ、製品の外観と寸法の再現性の高さ、複雑な構造も一度に成形できること、二次加工で製品を損傷する必要がないことなど、多くの利点があります。しかし、SMC成形製造プロセスでは、主に以下の理由で、不良な欠陥が発生することもあります。

(私)材料不足材料不足とは、SMC成形部品が完全に充填されていないことを意味し、生産箇所は主にSMC製品の端、特に角の根元と頂点に集中しています。
(a)物質排出量の削減
(b)SMC材料は流動性が低い
(C)機器の圧力不足
(d)硬化が速すぎる
発生メカニズムと対策:
①SMC材料は加熱によって可塑化されると、溶融粘度が高くなります。架橋反応と凝固反応が完了する前に、金型キャビティに溶融物を十分に充填する時間、圧力、および容量が不足します。
②)SMC成形材料の保管期間が長すぎると、スチレンが過剰に揮発し、SMC成形材料の流動性が著しく低下します。
③樹脂ペーストが繊維に浸透しない。樹脂ペーストは成形時に繊維を流動させることができず、材料不足が生じる。上記のような原因による材料不足に対する最も直接的な解決策は、材料を切断する際にこれらの成形材料を取り除くことである。
④供給量が不足すると、原料不足が発生します。解決策は、供給量を適切に増やすことです。
⑤成形材料中に空気や揮発性物質が多すぎる。解決策としては、排気口の数を適切に増やす、供給面積を適切に増やし、一定時間エア抜きをして金型を洗浄する、成形圧力を適切に上げる、などが挙げられる。
⑥加圧が遅すぎるため、成形材料が金型キャビティを満たす前に架橋および硬化が完了してしまう。⑦金型温度が高すぎると、架橋および硬化反応が促進されるため、温度を適切に下げる必要がある。

(2)ストーマ。製品の表面には、規則的または不規則な小さな穴が多数存在し、そのほとんどは製品の上部および中央部の薄い壁面に生じている。
発生メカニズムと対策:
①SMC成形材料には多量の空気と揮発性物質が含まれており、排気がスムーズではありません。また、SMC材料の増粘効果も悪く、ガスを効果的に排出できません。上記の原因は、通気孔の数を増やすことと金型を洗浄することを組み合わせることで効果的に制御できます。
②供給領域が大きすぎる場合は、供給領域を適切に縮小することで制御できます。実際の操作プロセスでは、人的要因によってもトラコーマが発生する可能性があります。たとえば、加圧が早すぎると、成形コンパウンドに包まれたガスが排出されにくくなり、製品表面に気孔などの表面欠陥が生じる可能性があります。

(3)反りや変形主な原因は、成形材料の硬化ムラと、脱型後の製品の収縮です。
発生メカニズムと対策:
樹脂の硬化反応中、化学構造が変化し、体積収縮が生じます。硬化の均一性により、製品は最初に硬化した側に反り返る傾向があります。また、製品の熱膨張係数は鋼製金型の熱膨張係数よりも大きいため、製品が冷却される際の収縮率は金型の熱収縮率よりも大きくなります。この問題を解決するために、以下の方法が採用されています。
①上下金型間の温度差を小さくし、温度分布をできるだけ均一にする。
②冷却装置を使用して変形を抑制する。
③成形圧力を適切に高め、製品の構造的緻密性を高め、製品の収縮率を低減する。
④ 内部ストレスを解消するために、保温時間を適切に延長する。
⑤SMC材料の硬化収縮率を調整する。
(4)水ぶくれができるほど。硬化後の製品表面に見られる半円形の膨らみ。
発生メカニズムと対策:
材料の硬化が不十分である、局所的な温度が高すぎる、あるいは材料中の揮発性物質の含有量が多いなどの理由で、シート間に空気が閉じ込められ、製品表面に半円形の膨らみが生じる可能性がある。
(①成形圧力を上げると
(②保温時間を延長する
(③)金型温度を下げる。
④巻き戻し領域を縮小する
(5)製品の表面の色ムラがあります
発生メカニズムと対策:
①金型温度が均一ではなく、部品の温度が高すぎます。金型温度は適切に制御する必要があります。
②成形材料の流動性が低いと、繊維の分布が不均一になるため、一般的には成形圧力を上げて溶融物の流動性を高めることができます。
③顔料と樹脂は、カラーペーストの混合工程でうまく混ざりません。

 

 

 

 


投稿日時:2021年5月4日