射出成形の不良（ヒケ・バリ）を防ぐ！金型設計と成形条件のポイント

射出成形における不良対策

射出成形の現場において、不良を完全にゼロにすることは容易ではありません。しかし、発生の原因となるメカニズムを正しく理解し、適切なプロセスを踏むことで、極限まで不良率を下げることは十分に可能です。

不良対策に対するスタンス

結論から申し上げますと、射出成形の不良（ヒケ・バリ）対策は「金型設計」と「成形条件」の双方からアプローチする複合的なスタンスが不可欠です。

なぜなら、ヒケやバリはどちらか一方の要素だけで引き起こされるものではなく、樹脂の特性、金型の構造、成形機の圧力や温度といった複数の要因が複雑に絡み合って発生するからです。

例えば、金型設計の段階で肉厚の均一性が保たれていなければ、どれだけ現場で成形条件を微調整してもヒケを完全に消すことはできません。逆に、優れた金型であっても、成形時の保圧や冷却時間が不適切であればバリが発生します。

したがって、設計段階のシミュレーションと、現場での精密な条件出しの両輪で対策を進めるスタンスが重要となります。

製造工程における品質（ヒケ・バリ防止）の位置付け

製造工程において、ヒケやバリといった不良の防止は、単なる「見た目の美しさ」を確保するためだけでなく、製品全体の信頼性と製造コストに直結する極めて重要な位置付けにあります。

その理由は、不良が放置されると、製品の「寸法精度の悪化」や「構造的強度の低下」を招き、最悪の場合は市場流出による製品クレームへと発展するリスクがあるためです。

具体的には、ヒケが発生した部分は局所的な収縮によって寸法が狂い、他部品との組み付けが不可能になることがあります。また、バリが発生すると、後工程での手作業によるバリ取り人件費が増大し、生産効率が著しく低下します。

このように、品質の確保は、良品率を向上させ、製造原価を抑えるための生命線と言えます。

【設計・計画フェーズ】射出成形で不良を防ぐために最初に行うべきこと

不良の発生を防ぐためには、成形機を動かす前の「設計・計画フェーズ」における事前準備が勝負を分けます。このフェーズでどれだけリスクを洗い出し、対策を組み込めるかが、量産時の安定性を左右します。

金型設計時に最低限整理しておくべきこと

結論として、金型設計の初期段階で「製品の肉厚の均一性」と「適切なゲート位置・サイズの決定」を最低限整理しておく必要があります。

なぜなら、樹脂は冷却される際に必ず体積収縮を起こし、肉厚が厚い部分ほど冷却が遅れて「ヒケ」の原因になり、逆に薄すぎる部分や隙間には過剰な圧力がかかって「バリ」の原因になるからです。

具体的には、以下の3つのポイントを基本原則として設計に組み込みます。

これらの数値を設計基準としてあらかじめ整理しておくことで、構造に起因する不良の大半を未然に防ぐことができます。

射出成形における品質管理（不良率低減）の目的

射出成形における品質管理の目的は、単に不良品を検品で弾くことではなく、「工程能力を高めて不良品そのものを作らない仕組み」を構築することにあります。

品質管理を徹底しなければ、量産体制に入った後に突発的な不良が多発し、納期遅延や材料のロス（廃棄コストの増加）が発生して企業の利益を圧迫するからです。

例えば、金型設計の段階でCAE解析（樹脂流動解析）を取り入れ、あらかじめヒケやバリが出やすいポイントを予測して設計変更を行えば、試作回数を最小限に抑えられます。

つまり、品質管理の真の目的は、手戻りをなくすことで「リードタイムの短縮」と「製造コストの最小化」を同時に達成し、顧客へ高品質な製品を安定供給することにあります。

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泉商事株式会社では、長年培った金型設計ノウハウと、成形技術を用いて、ヒケやバリといった不良の課題を根底から解決します。金型設計段階での解析と、現場での条件出しにより、安定した高品質な量産体制をご提供いたします。

• 「設計段階から不良リスクを抑えたい」
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そうしたお悩みをお持ちの開発・発注担当者様は、ぜひ一度お気軽にご相談ください。

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【成形機・パートナー選定フェーズ】不良を防ぐ成形機・パートナーの選び方

金型設計が完璧であっても、それを形にする「成形機」のスペックや、製造を委託する「パートナー（外注工場）」の技術力が不足していれば、狙い通りの品質は得られません。特に大型製品や難度の高い品質を求める場合は、選定基準がより厳格になります。

なぜ大型（1300t）対応の泉商事（第二工場）が選ばれるのか？

結論から申し上げますと、大型製品の射出成形において不良を防ぎ、かつ高い作業効率を実現できるパートナーとして、大型（1300t）の成形機を保有する泉商事の「第二工場」が強く選ばれています。

大型成形品は流動距離が長く、樹脂の冷却固化に時間差が生じやすいため、型締力が不足すると容易に「バリ」が発生し、逆に圧力が届かない部分は激しい「ヒケ」に見舞われます。この絶妙なコントロールには、マシンのパワーと精密な制御が不可欠です。

泉商事の第二工場が選ばれる具体的な理由は以下の通りです。

• 1300tの成型機により大型サイズの製品の製造が可能：一般的な工場では対応が難しい、自動車部品や大型家電、産業資材などの大型射出成形品にも余裕を持って対応可能です。十分な型締力により、バリの発生を極限まで抑え込みます。
• 金型の最終調整テスト（テスト成形）でも利用可能：泉商事では、他社で製作した金型や、量産前の最終調整テストのみでのご利用も歓迎しています。自社に大型機がない企業様でも、量産環境に近い条件下でテスト成形を繰り返すことができるため、本番量産時の作業効率と立ち上げスピードが劇的に向上します。

大型製品の品質安定と、試作・テスト環境の充実をお求めであれば、確かな設備と技術力を誇る泉商事株式会社の第二工場が最適なソリューションとなります。

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【量産・テストフェーズ】射出成形（ヒケ・バリ対策）でつまずくポイントと注意点

実際のテスト成形や量産フェーズに移行した際、最も多くの技術者がつまずくのが、成形条件のトレードオフ（二律背反）の関係です。ヒケとバリは原因が表裏一体であるため、片方を直そうとするともう片方が悪化するという罠が存在します。

重要トピック1：成形条件（温度・圧力・時間）の最適化

成形条件の最適化において重要なのは、「樹脂温度」「射出・保圧」「冷却時間」の3つの要素を、ヒケとバリのバランスを見極めながらピンポイントで調整することです。

なぜなら、ヒケの対策として「射出圧力を上げる」「保圧時間を長くする」という処置を行うと、金型の隙間に樹脂が押し出されやすくなり、今度はバリが発生するというトレードオフの関係にあるからです。

具体的には、以下のようなアプローチで最適な条件を導き出します。

• ヒケが強い場合：また、保持圧力を少しずつ高め、樹脂が固化するまでの時間を稼ぐために「冷却時間」を延長します。樹脂温度や金型温度が高すぎると収縮が大きくなるため、適正温度の範囲内で樹脂温/金型温度を設定します。
• バリが強い場合：射出圧力や保圧が高すぎる、あるいは金型が完全に閉まりきっていない可能性があります。型締力を高めるか、射出速度・保圧力を段階的に下げて調整します。

このように、一変数を急激に変えるのではなく、各条件を相関的に微調整していく熟練の技術が求められます。

重要トピック2：金型の最終調整（テスト成形）とメンテナンス

量産直前における「金型の最終調整（テスト成形）」および「定期的なメンテナンス」は、不良を長期的に防ぐための最重要トピックです。

いかにシミュレーションを重ねても、実際の成形機に取り付けた際には、ガスの抜き方や金型パーティングライン（P.L.）のわずかな馴染みの違いによって、予期せぬバリやヒケが発生するからです。

具体的には、泉商事のテスト成形サービスを利用して、量産前に金型の最終調整を何度も行うことで、現場の成形条件だけに頼らない「不良の出にくい金型構造」へと追い込むことができます。また、量産を重ねるうちに金型が摩耗し、パーティングラインに隙間ができてバリが発生するようになるため、定期的な金型の清掃やメンテナンスや適切な型締め力や適切な型締め力が不可欠です。

事前の徹底したテスト成形と丁寧なメンテナンスこそが、長期的な作業効率向上と品質安定を支える基盤となります。

➔ 関連ページ：泉商事株式会社の「プレス・板金・塗装」を含む複合的なモノづくり事業紹介

射出成形の不良（ヒケ・バリ）に関するよくある質問（FAQ）

ヒケとバリが同時に発生してしまった場合、どちらの対策を優先すべきですか？

A1. まずは「金型設計（構造）」の見直し、または「ゲート位置の調整」を優先してください。

成形条件（圧力や温度）の調整だけでは、ヒケとバリのどちらか一方しか解決できない（トレードオフになる）ケースが大半です。厚肉部と薄肉部のバランスを整えるか、ゲートをヒケの出やすい厚肉部の近くに移動させるなど、物理的な構造特性を改良することが根本解決への近道となります。

樹脂の種類によって、ヒケやバリの出やすさは変わりますか？

A2. はい、大きく変わります。

PPやPEなどの「結晶性樹脂」は、冷却時の収縮率が大きいためヒケが発生しやすい傾向にあります。一方で、ABSやPCなどの「非結晶性樹脂」は収縮率が小さくヒケにくいですが、流動性や金型の精度によっては隙間からバリが出やすくなることがあります。使用する材料特性に合わせた金型設計（クリアランス設定など）が重要です。

泉商事の1300t成形機でのテスト成形は、他社製金型でも持ち込み可能ですか？

A3. 可能です。他社様で製作された金型の持ち込みテスト成形も大歓迎しております。

「量産前に大型機での条件出しをしたい」「金型の最終調整だけを先行して行い、自社工場の作業効率を上げたい」といったご要望に柔軟にお応えいたします。お気軽にご相談ください。

【まとめ】射出成形の不良（ヒケ・バリ）を防ぎ、生産性を最大化するために

射出成形における不良（ヒケ・バリ）の防止は、製造業における「製品品質の向上」と「コスト削減」を両立させるための最優先課題です。

これらの不良を防ぐためには、初期の金型設計における肉厚の均一化、現場での正確な成形条件の最適化、そして何よりもそれらを形にする十分な設備（型締力）と、量産前の徹底したテスト成形が鍵を握ります。

泉商事株式会社第二工場では、最大1300tまでの大型射出成形に対応できる強固な設備力と、金型の最終調整テストをスムーズに行える環境を整えております。不良の低減、試作・テスト成形、量産プロセスの作業効率化をお考えの企業様は、ぜひ泉商事へお任せください。熟練の技術者が、貴社のモノづくりを強力にサポートいたします。

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