ゲートバランス

ゲートバランス(Gate Balance)」とは、複数キャビティを持つ金型(多点ゲートやマルチキャビティ金型)において、各キャビティに溶融樹脂が同時に、均等な量で充填される状態」を指します。
このバランスが崩れると、ショートショット・バリ・寸法ばらつきなどの不良が発生します。

ゲートバランスの目的

目的 説明
✅ 各キャビティへの充填タイミングの均一化 全ての製品が同時に樹脂で満たされる
✅ 各製品の寸法・重量・外観の安定化 バランスが悪いと、ショートやヒケ、バリの原因に
✅ 不良率の低減 生産効率と歩留まりを改善

なぜゲートバランスが必要なの?

多点ゲート金型(2個取り、4個取り、8個取りなど)では、

  • 各キャビティに同じ量の樹脂を、同じ速度・圧力で流し込む必要があります。

  • そのためには、ランナー長さ・断面積・ゲート形状・金型温度などをバランスよく設計しなければなりません。

ゲートバランスが崩れると?

症状 原因 結果
片側ショートショット 遠いキャビティへの充填が遅れる 充填不足やヒケが発生
片側バリ 近いキャビティが先に充填完了 過充填で金型合わせ部から樹脂が漏れる
重量ばらつき 充填圧・速度が不均等 製品の機能不良・品質不良に

ゲートバランスの改善手法

① ランナーのバランス調整

  • 全てのキャビティに同じ長さ・体積のランナーを設計(「ランナーバランス」とも呼ぶ)

  • フローバランス解析(CAE)で流動挙動を予測・調整

② ゲートサイズ調整

  • 遠いキャビティのゲートをやや大きくして流れやすくする

  • 逆に近いキャビティのゲートを絞ってバランスをとる

③ 温度制御の工夫

  • キャビティ周辺の金型温度差を調整し、流動抵抗を制御

  • 遠い側を高温にして流れやすく、近い側を冷やして流れにくくする

④ ホットランナー/バルブゲートの採用

  • ゲート開閉のタイミングを制御して、完全な同時充填を実現

  • 電動/油圧でピンを制御でき、超高精度製品で使われる

もし下図のように、ランナー長が異なると…

ゲート1 → 最短 → 充填早い → バリ
ゲート4 → 最長 → 充填遅い → ショート

→ ランナーを等長に設計する or ゲート径で調整する

ゲートバランスのまとめ

項目 内容
意味 複数のキャビティに均等に樹脂を流す設計・調整技術
重要性 バリ、ショート、寸法ズレなどを防ぐ
調整方法 ランナー形状・ゲートサイズ・温度管理・CAE解析など
評価方法 ショートショット法、重量測定、CAE流動解析など

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