聚鴻プラスチック株式会社 プラスチック射出成形：モールドフロー解析
モールドフロー解析とは？モールドフロー解析の目的
モールドフロー解析（Moldflow Simulation）は近年登場した技術で、ソフトウェアを用いてプラスチック製品が金型内で成形される過程をシミュレーションし、設計診断・検証・製品設計の最適化を行うものです。モールドフロー解析を活用することで、従来の方法でモデルを構築して射出成形をシミュレーションする必要がなくなり、時間を大幅に短縮できます。また、金型完成後に設計変更を繰り返すことを避け、事前に不良を予測できます。
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<モールドフロー解析イメージ図> |
モールドフロー解析のメリット
キャビティの均一な充填を確保
ゲート位置の最適化
欠陥を事前に予測し、不良率を低減
成形サイクルを短縮
トライ＆エラー回数と修正コストを削減
原料の節約
適切な射出温度・射出圧力・型締力など射出パラメータの予測
上記のように、モールドフロー解析の最大のメリットは効率向上です。良好な製品設計により納期短縮・コスト削減・不良防止・企業競争力の強化・最大の経済効果を実現します。
モールドフロー解析の応用
現在、工業界ではモールドフロー解析が広く使われています。代表的なソフトウェアにはMoldflow、Moldex3D、3D TIMONなどがあり、各ブランドの講習を受け、基礎知識を身につけて正しく解析を読み取ることが推奨されます。
モールドフロー解析の正しい読み方
モールドフロー解析はカラーマップで樹脂流動、金型温度、収縮率などを表示します。主な解析ポイントは下記の通りです：
充填解析
メルトフロントタイム：樹脂の充填状況や不良の予測に使われます。カラーマップでショートショットやヒジテーションはグレーで表示されます。充填バランスが崩れるとウェルドラインやオーバーパッキング・反りの原因となります。
ウェルドライン：流速差や肉厚差で発生しやすく、数を減らす・エアベント追加・ゲート位置変更で対策します。色が濃いほど脆弱です。
- フローマーク：ゲート付近の温度低下による表面波紋で、流道縮小や温度調整で改善可能。
エアトラップ：樹脂の合流部などで発生。エアベント追加、肉厚・ゲート位置・サイクル調整で対応。
- ゲート寄与度：樹脂体積の寄与度をパーセンテージで表示し、できるだけ均一を目指します。
フローフロント温度：温度変動が大きいと残留応力や反りの原因に。温度差が小さいほど良好です。
- 充填終了時の圧力：圧力バランスが取れていないと、収縮差や残留応力が発生します。
固化層比率：冷却～固化までの過程をシミュレート。高比率で早期固化するとガス孔が発生しやすくなります。
体積収縮率：均一な収縮が望ましく、ばらつきがあると反りが生じやすいです。
保圧解析
ヒケ指数：ヒケ発生リスクを判断。高い値はヒケ、負値は突起リスクを示します。
XYグラフ
型締力XYグラフ：充填時の型締力変動を示し、バリ発生を検知します。
ゲート圧力XYグラフ：ゲート付近の圧力変動。異常な圧力上昇は充填不均等の原因です。
反り解析
型表面温度（Top/Bottom）：均一であるべきで、差が大きいと反りが生じやすいです。
型両面温度差：母型－公型の差が大きいと反りが発生します。
モールドフロー解析の基本要素
高精度なモールドフロー解析には以下の条件が必要です：
正確な材料データ
モールドフロー解析の基礎となるデータであり、誤りがあると結果も不確実になります。異なる樹脂ごとに物性・機械特性・粘度曲線が必要です。
機械条件の認定
シミュレーションパラメータを実際の成形機で試験するか、現場のパラメータを解析に反映し、一致させる必要があります。
金型加工精度
実際の金型データと解析モデルを一致させる必要があります。高い加工技術・先進設備が必要です。
モールドフロー解析の必要性
すべての射出成形工場で必須というわけではありませんが、解析を活用することで金型修正の手間を減らし、精度・効率が大きく向上します。
製品設計から量産、メンテナンスまであらゆる段階で強力なツールです：
製品設計
適切な肉厚
材料選定
構造最適化／軽量化
外観不良の予測
構造設計の検証
金型設計
ゲート位置の提案
ランナー・冷却系統の最適化
収縮率の予測
樹脂流動状態と成形結果の分析
トライ及び量産
射出パラメータの最適化
不良率低減
保守・修理
不良発生原因の解析
モールドフロー解析ソフトの価格
ブランドごとに価格は異なります。各メーカーへお問い合わせください。本記事は学術研究参考用であり、販売・サービス提供はしていません。
射出成形用金型開発
当社は自社金型部門を有し、経験豊富な技術者と先進設備、Moldex 3Dを用いたモールドフロー解析で高品質なOEM/ODMサービスを提供します。詳細はお気軽にお問い合わせください。
電話：04-8355057 / ファックス：04-8355059
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