成形の現場と言えば、射出成形機に取り付けた金型に樹脂を射出する場所である。各種成形不良の具体的対策については後述するが、射出成形機の条件設定が成形品の品質の良否を左右し、金型の出来具合の判断にも影響を与える。銀条など現場での状況を判断するには、まずは、機械の条件設定がどのようになっているのかを知ることが重要である。射出成形機と成形条件の関係を理解するために、この章では、2 台の成形機で同じ成形条件にするにはどのようなことが必要かを考えてみよう。

1.1

射出成形技術

射出成形は基本的には、溶かしたプラスチックを型に押し込んで冷やして固めるというだけの非常に簡単な成形方法である。成形品の複雑さによって、金型の設計が非常に高度で複雑になることは素人にもわかりやすい。その成MoldMachine

金型

機械

ハード

ハード

製品設計の良し悪しは、成形不良に影響を与える

MethodMaterialDesign

樹脂材料

製品設計

成形技術
ソフト

ハード

Point !!
射出成形の基本は、金型に溶融樹脂を押し込んで、冷やして固めて取り出すという原始的なもの。金型、機械、樹脂材料の 3 つのハードと、成形技術のソフトだが、いい成形のためには、製品設計も重要なポイント。
それぞれの専門家はいるが、成形不良を総合的に理解して実際の現場で対応できる人は非常に少ない。
図 1.12射出成形

形によって、いろいろな不良が生じると、その問題も、溶融樹脂を流す速度や圧力を変更することで対策できることも多い。
射出成形の基本は、機械と金型と樹脂材料である。そして、それを使って条件を設定して良好な成形品を作る成形技術がある。射出成形機、金型、樹脂材料はハードであり、成形技術は一種、料理の腕、レース車の運転技術のようなソフトである（図 1.1）。
最近は、医療の世界でも分野が細分化、専門化が進み、病気を総合的にみることのできる医者が少ないことが危惧され、いろいろな対応策が考慮されてきている。成形技術も、成形不良という病気を治す医者と同じと考えると、機械、金型、樹脂などの個々の専門家の観点からだけではなく、幅広い総合的な視野でもって対応することが重要である。

23456射出成形機と成形条件

1.1.11

成形技術を知らない技術者と過信の現場作業者

ここで製品設計や金型の技術者、研究開発や生産技術の技術者（エンジニア）と、成形現場で成形機を操作して成形条件の調整を行う作業者（オペレーター）について考えてみましょう。
成形不良が発生したときに、現場で入力（条件）を変更して出力（結果）を観察することで原因を推測することは、射出成形に限らず、他の技術分野でも通常なされている。その入力と出力との関係は、これまで多くの先輩達の経験や観察からすでに明らかになっていることも多いので、過去の経験や情報に照らし合わせて原因と対策を推測する。ただし、その入力である条件設定を現場に任せていると、自分が頭で考えているような入力でないことが結構多い。思い込んでいた入力条件設定が異なっていると、その出力である結果との因果関係を正確に判断することはできない。成形条件設定を現場任せにしていると多くのことが見えないままになってしまうのである。
当然基礎からきちんと教育されているところもあるにはあるが、機械がどのような設定をされているのか理解できている技術者が非常に少ないのではないかと思われる。反対に成形現場では、数年程度の経験で、自分は射出成形技術が非常に上手いと勘違いしている人も非常に多く見かける。スポーツを始めて少し上手くなると、相当上手くなったと自分を過信している人がいるが、射出成形現場オペレーターの過信のレベルはそんな程度ではない。こ3

れは、成形が現場任せとなっているので、現場で多少機械操作ができるようになると、その作業者達に頼りきりになってしまい、彼らを「できる」と勘違いさせてしまうのだ。
逆に、成形技術者があまりに機械と成形条件の関係を知ろうとしないために、現場任せになってしまっているとも言える。また、研究開発や設計の技術者が現場に慣れていないために、現場で機械設定条件を詳しく知ろうとすることを怖がっているようにも思える。
現場ではとにかく金型に溶かした樹脂が入ればいいという思いがあるからか、現場作業者も、これについてはあまり気にしていないことが多い。温度は、シリンダの設定値で℃であるので、機械が変わっても同じ。速度に関しては、何秒で入れ込むかという射出時間があるので大体合わせることはできる。しかし圧力に関しては、バリが出ない程度の感覚だけのようで、絶対値がどの程度であるかは気にしないのである。現場教育が不十分な結果なのだ
が、経営者や管理職はこれに気が付いていない。
金型メーカで新しく作った金型を、自社に持ち込んで成形トライをする場
合や、社内の機械別の仕事量の都合などで、使用する成形機を変更しなければならなくなった場合などに、これまでの成形条件が出せなくなるようなことがある。この原因は金型側から見て、溶融樹脂の入り込む状況が微妙に違っていることにある。ここでは、その原因を細かくみてみよう。
本書では、2 台の成形機の成形条件を合わせるために注意すべき点として説明を進めているが、これを通して、射出成形機の基本を習得して欲しい。
このあたりを理解することで、今後自社で購入しようとする射出成形機はどうあるべきか、どのように調整されているべきなのかも見えてくるはずだ。
射出成形機メーカ任せで調整された機械を購入するだけでは、他の競合他社に差を付けていくことはできない。
ちょっと解説

海外の場合には、工場で機械を扱うことのできる作業者が決められており、その他の技術者は現場で機械を触ることは許可されていないこともある。これは、安全上の問題からだけではなく、業務分担が明確にされており、他人の仕事の範疇に入り込んで、その人達の仕事を奪うことが問題となることもあるからだ。その場合であっても、機械の設定を見4

て、口頭で設定変更依頼をすることは問題にはならないはずである。

1.1.2

射出成形機制御盤

図 1.2 には、いろいろな射出成形機の制御盤の例を示す。機械メーカによって、この制御盤に違いはあり、同じ機械メーカであっても、シリーズが違うと違った表情をしている。射出成形を現場任せにしてきている人達には、見ただけで複雑で近寄りがたいと思うかも知れない。国が異なると使用言語も違ってくるのでなおさらである。しかし、自動車やパソコンなどと同じよ
うに、基本的な操作は同じなので、慣れるとその違いは大きな問題ではない。
制御盤の入力箇所が多く複雑に見えるが、全体像をつかめば全く難しいこ123456
射出成形機と成形条件とではない。重要なことは、金型に溶融樹脂を押し込んでいくときの速度と圧力、温度の関係である。実際の操作は現場の機械を操作する担当者に任せればいいことだが、何をどう変えたのか、なぜ変えたのか……は技術者も理解できるようになることが重要だ。理解できれば、その後の条件変更をオペ

Point !!
射出成形の制御盤の顔は、メーカやシリーズなどによっても異なるが、基本的な操作方法は同じ。これらの顔が変わっただけで怖れをなす人達もいるが、普通の自動車の運転と同じで難しいことではない。
図 1.2

いろいろな射出成形の制御盤

5レーターに伝え、操作状況もチェックしながら結果を観察すればよい。そのあたりが理解できるようになるときには、以前と違っていろいろなことが見えるようになっているはずである。オペレーターは、圧力と速度などの基本を理解できていないことが多いので、自分の思っているような条件設定となっていないことに気が付かされることもあるだろう。
もうすでに昔話になるが、圧力と速度問題は学会でも取り上げられたり、保圧

射出

10残量（6.3）

1020

保圧3

保圧2

保圧1304050（1.5）

3.02.0射出3射出2射出12040305010.0

25.0

40.0

608080％

圧力設定

5.0

sec 設定射出時間（3.5）

sec 実測射出時間

10.0

sec 設定射出保圧時間

回転2

サックバック速度

2010

背圧1

背圧2

2010％

スクリュー回転速度
サックバック速度％

スクリュー背圧

計量完 サックバック量 射出前5.0（66.2） mm

50.0

60.0

計量時間

冷却時間 サックバック遅延
20

速度設定

mm

8050（15.2）％

52.0 （65.2） 速度切換え位置

回転1計量切換（16.3）

射出45.0

計量切り換え位置
サックバック量

sec 時間Point !!
上図は射出保圧工程、下図は樹脂を可塑化計量する画面設定である。機械によってはいくつかの機能が付いていなかったり、追加の機能が付いているものもあるが、基本的なものとして考えて欲しい。
図 1.36射出制御部の例

特殊な機械まで販売されたりもしたのである。圧力と速度の関係は、理解できれば非常に当たり前のことなのだが、意外とわかっているようで理解されていない。
現場にあまり口を出していると、現場オペレーターはあなたに「できるものなら自分でやってみてくれ」との態度に出るかも知れない。彼らにも、どうすればいいのかわからなくなってくるので、対処のしようがないのだ。そこで、現場に、機械の画面設定と条件を変えるとどうなるかなどを質問しながら、一緒に進行すれば現場も実体験しながらの OJT になるので一石二鳥である。結果が出てくると彼らもあなたを信用するようになるはずだ。
この書では、簡略化した図 1.3 のような制御盤でイメージしてもらいたい。
基本的なところさえ理解できれば簡単である。

23456射出成形機と成形条件

1.2

1

機械の違いによる基本的換算

ここでは、ある工場で、これまで、ある成形品を型締め力 150 トンの成形機 A で生産していたとする。しかし、急遽、この機械で他の成形品のトライを行う必要があり、金型を、型締め力 200 トンの成形機 B に移して生産する必要が出てきたとしよう。この場合、同じ製品品質を確保するには、どのような成形条件にすればいいだろうか？
機械単体で考えるよりも、2 台の関係で考えた方が、機差（機械間の違い）についても理解が深まる。また、機差のある機械で、どのようにして同じような成形条件を調整すべきかもわかってくると思う。
まず、型締め力は同じ数値（トン数）に設定されているとして、射出側の違いについて考えてみよう。実際には、型盤の剛性なども影響することもあるが、これについては、条件設定とは異なる問題であるので、ここでは触れない。バリの金型合わせ問題（P37）で、この違いを少し説明するにとどめる。
図 1.4 に機械 A と機械 B との、射出側の違いを比較している。
まずは、機械設計面の基本的なところから違いをみよう。
すでに、我が国では、全電動の機械が主流となっているが、海外では日本ほど電動化が進んでいるとは限らない。成形業自体も海外に進出しているこ7