エンプラ成形におけるヒケ・ボイド対策とは？発生メカニズムと加工事例

エンジニアリングプラスチック（エンプラ）の射出成形において、技術者や設計者を悩ませる成形不良が「ヒケ」と「ボイド」です。

本記事では、エンプラの射出成形におけるヒケとボイドの違い、現場で発生しやすい形状的特徴、そしてジュラロン工業が実際に解決した対策事例について詳しく解説いたします。

エンプラ成形における「ヒケ」と「ボイド」とは？

まずはヒケとボイドの定義とその発生メカニズムについて整理しましょう。

ヒケ

ヒケとは製品表面が収縮によって凹む現象です。金型内で溶融樹脂が冷却されて固化する際、表面側から冷却が進む中で内部の未固化樹脂が後から冷えて収縮し、表面を内側に引っ張ることで発生します。

ボイド

ボイドとは製品内部に発生する空洞です。ヒケと同様に体積収縮が原因ですが、表面がすでに固くて引っ張られず、内部の樹脂が収縮した結果、真空の空間として残ってしまうことで発生します。

「ヒケ」「ボイド」の問題点

ヒケとボイドのどちらがより現場で頻発し問題になりやすいかは、製品の用途や求められる要件によって異なります。

外観部品で問題になりやすい「ヒケ」

表面の凹みは光の反射によって目視で容易に確認できるため、外観部品においては即座に外観不良として問題になります。

構造部品で致命的となる「ボイド」

内部の空洞は外観からは分かりにくいものの、応力集中による割れの原因になるため、強度が必要な構造部品において機能面で致命的な欠陥となります。

「ヒケ」「ボイド」が出やすい形状的特徴

射出成形の現場では、図面を見た段階で「ヒケやボイドが出やすい」という形状的特徴があります。

極端な肉厚比

薄肉部が先に固まるため、厚肉部の収縮を補うための樹脂の流動が効かなくなります。厚肉部分にヒケやボイドが集中しやすくなります。

リブの根元やボスの裏側

製品の基本肉厚に対してリブやボスが交差する部分は、局所的に樹脂の体積が大きくなり熱だまりができやすくなります。冷却が他より遅れるため裏側の表面が内側へ引っ張られ、ヒケが発生してしまいます。

これらの対策としては、基本肉厚に対するリブの厚みを薄くする、あるいは根元に大きすぎるR（丸み）をつけないといった、製品設計段階での肉抜きの工夫が求められます。

当社のヒケ・ボイド対策を行ったPA製・住宅設備用バルブの成形事例のご紹介

ジュラロン工業において、ヒケ対策に注力したエンプラ射出成形の事例をご紹介します。
サイズΦ20×18mmのPA製「住宅設備用バルブ」です。

PAは優れた機械的強度を持つ非常に汎用性の高いエンプラです。この住宅設備用バルブは、特にOリング溝周辺にヒケが発生しやすい形状でしたが製品の特性上、高い気密性が求められていました。当社では温度管理などの成形条件を最適化することでOリング溝周辺のヒケをしっかりと抑制し、高精度な寸法と優れた平面度を持つ気密性の高い仕上がりを実現しています。

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精密部品の射出成形ならジュラロン工業にお任せください

ジュラロン工業では、PAやPOMといった汎用エンプラから、PEEKやPPSなどのスーパーエンプラまで、難易度の高い射出成形に数多く対応しております。肉厚変化の大きい部品や、ヒケ・ボイドにお悩みの案件がございましたら、お気軽に当社までご相談ください。

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