プラスチック収縮率とは、成形されたプラスチック部品が溶融状態から室温まで冷却されるときに生じる寸法の減少率です。 この収縮を事前に計算して金型設計で補正しないと、成形されたプラスチック部品はプロジェクトの要件を満たすことができません。
塑性収縮の計算方法
一般的に、塑性収縮率の計算方法はドイツの国家規格に基づいています。 DIN16901.
収縮率（S）は、金型サイズ（D（23℃±2K）とそれに対応する部品サイズ（M（成形後16～24時間、23℃±2K、空気湿度50％±10％）。式1に従って算出されます。
式1：S=(DM)/D×100%
プラスチック部品のサイズと材料の収縮率が既知の場合、金型サイズはD=M/(1-S)となります。計算を簡略化するために、通常は式2を用いて金型サイズを計算します。
式2：D=M+MS
より正確な計算が必要な場合は、式 3 を使用します。
式3：D=M+MS+MS²
しかし、収縮率を計算する際には、複数の要因の影響により、実際の収縮率は近似値しか得られません。そのため、式2を用いて金型キャビティサイズを計算することも、基本的には要件を満たしています。金型を製造する際には、キャビティは下限偏差に基づいて加工し、コアは上限偏差に基づいて加工することで、必要に応じて適切な調整を行うことができます。
収縮率を正確に計算するのはなぜ難しいのでしょうか?
まず、様々なプラスチックの収縮率は固定値ではなく、範囲で表されます。同じ材料であっても、異なる工場で製造された場合、収縮率が異なる場合があるためです。また、同じ工場で複数のバッチの材料が製造された場合、それぞれのバッチの収縮率も異なる場合があります。そのため、工場は通常、ユーザーに収縮率の範囲を明示します。
第二に、成形工程中の実際の収縮率は、プラスチック部品の形状、金型構造、成形条件などの要因によっても左右されます。
最後に、金型設計においては、まずプラスチックの収縮範囲、部品の肉厚、ゲートの形状、種類、サイズ、位置、その他の成形条件などを考慮し、部品の各セクションの収縮率を計算します。
高精度プラスチック部品の射出成形においては、収縮率範囲の狭いプラスチックを選択し、金型の修正の余地を残しておくことが最善です。最終的には、試作成形を通じて金型を徐々に調整し、寸法と精度の要件を満たします。
最後に、参考として、様々なプラスチックの収縮率の表を示します。実際には 射出成形 プロジェクトで使用する材料の収縮率を確認してください。
プラスチックの収縮を最初から正しく理解する
正確な収縮率の予測は、金型設計と部品精度において重要な役割を果たします。材料選定の評価やキャビティ公差の調整など、早期に収縮率を把握することで、後々のコストのかかる変更を回避できます。
RJCは、アジア、ヨーロッパ、北米の様々な業界のエンジニアの皆様に、設計の最適化によるフィット感と機能性の向上を支援してきました。RJCと製造提携をしていない場合でも、収縮計算、DFMフィードバック、初期段階の材料コンサルティングなど、喜んでお手伝いいたします。
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一般的なプラスチックの収縮率 [PDF + Excel]
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| 材料 | 密度 | ガラス繊維含有量 | 比熱容量 | 処理温度 | 金型温度 | 収縮率 |
| – | [g/cm³] | [％] | [kJ/(kg·K)] | [℃] | [℃] | [％] |
| PS | 1.05 | – | 1.3 | 180-280 | 10 | 0.3-0.6 |
| ヒップ | 1.05 | – | 1.21 | 170-260 | 5-75 | 0.5-0.6 |
| SAN | 1.08 | – | 1.3 | 180-270 | 50-80 | 0.5-0.7 |
| ABS | 1.06 | – | 1.4 | 210-275 | 50-90 | 0.5-0.7 |
| ASA | 1.07 | – | 1.3 | 230-260 | 40-90 | 0.4-0.6 |
| LDPE | 0.954 | – | 2.0-2.1 | 160-260 | 50-70 | 1.5-5.0 |
| HDPE | 0.92 | – | 2.3-2.5 | 260-300 | 30-70 | 1.5-3.0 |
| PP | 0.915 | – | 0.84-2.5 | 250-270 | 50-75 | 1.0-2.5 |
| PPGR | 1.15 | 30 | 1.1-1.35 | 260-280 | 50-80 | 0.5-1.2 |
| IB | – | – | – | 150-200 | – | – |
| PMP | 0.83 | – | – | 280-310 | 70 | 1.5-3.0 |
| PVCソフト | 1.38 | – | 0.85 | 170-200 | 15-50 | > 0.5 |
| PVCリジッド | 1.38 | – | 0.83-0.92 | 180-210 | 30-50 | 0.5 |
| PVDF | 1.2 | – | – | 250-270 | 90-100 | 3.0-6.0 |
| PTFE | 2.12-2.17 | – | 0.12 | 320-360 | 200-230 | 3.5-6.0 |
| FEP | – | – | – | – | – | – |
| PMMA | 1.18 | – | 1.46 | 210-240 | 50-70 | 0.1-0.8 |
| POM | 1.42 | – | 1.47-1.5 | 200-210 | > 90 | 1.9-2.3 |
| PPO | 1.06 | – | 1.45 | 250-300 | 80-100 | 0.5-0.7 |
| PPO-GR | 1.27 | 30 | 1.3 | 280-300 | 80-100 | – |
| CA | 1.27-1.3 | – | 1.3-1.7 | 180-320 | 50-80 | 0.5 |
| CAB | 1.17-1.22 | – | 1.3-1.7 | 180-230 | 50-80 | 0.5 |
| CP | 1.19-1.23 | – | 1.7 | 180-230 | 50-80 | 0.5 |
| PC | 1.2 | – | 1.3 | 280-320 | 80-100 | 0.8 |
| PC-GR | 1.42 | 10-32 | 1.1 | 300-330 | 100-120 | 0.15-0.55 |
| ペット | 1.37 | – | – | 260-290 | 140 | 1.2-2.0 |
| PET-GR | 1.5-1.57 | 20-30 | – | 260-290 | 140 | 1.2-2.0 |
| PBT | 1.3 | – | – | 240-260 | 60-80 | 1.5-2.5 |
| PBT-GR | 1.52-1.57 | 30-50 | – | 250-270 | 60-80 | 0.3-1.2 |
| AP 6 | 1.14 | – | 1.8 | 240-260 | 70-120 | 0.5-2.2 |
| PA 6-GR | 1.36-1.65 | 30-50 | 1.26-1.7 | 270-290 | 70-120 | 0.3-1 |
| AP 66 | 1.15 | – | 1.7 | 260-290 | 70-120 | 0.5-2.5 |
| PA66-GR | 1.20-1.65 | 30-50 | 1.4 | 280-310 | 70-120 | 0.5-1.5 |
| AP 11 | 1.03-1.05 | – | 2.4 | 210-250 | 40-80 | 0.5-1.5 |
| AP 12 | 1.01-1.04 | – | 1.2 | 210-250 | 40-80 | 0.5-1.5 |
| PSO | 1.37 | – | – | 310-390 | 100-160 | 0.7 |
| PPS | 1.64 | 40 | – | 370 | > 150 | 0.2 |
| PUR | 1.2 | – | 1.85 | 195-230 | 20-40 | 0.9 |
| PF | 1.4 | – | 1.3 | 60-80 | 170-190 | 1.2 |
| MF | 1.5 | – | 1.3 | 70-80 | 150-165 | 1.2-2 |
| MPF | 1.6 | – | 1.1 | 60-80 | 160-180 | 0.8-1.8 |
| UP | 2.0-2.1 | – | 0.9 | 40-60 | 150-170 | 0.5-0.8 |
| EP | 1.9 | 30-80 | 1.7-1.9 | 70年頃 | 160-170 | 0.2 |
免責事項：この表に記載されている収縮率は一般的な参考値です。実際の値は、材料のグレード、加工条件、部品の形状によって異なる場合があります。正確な収縮データについては、必ず材料サプライヤーまたは試験結果をご確認ください。
