SMC成形の過程では、最も重要な3つの要素でもある「3つのポイント」を制御することに注意を払う必要があります。すなわち成形温度、成形圧力および成形時間制御である。
1、 成形温度制御成形温度は、成形中に指定された金型温度です。このプロセスパラメータは、金型から金型キャビティ内の材料への熱伝達条件を決定し、材料の溶融、流動、硬化プロセスに決定的な影響を与えます。成形プロセス中のSMC成形コンパウンドの温度変化は複雑である。プラスチックは熱の弱い導体であるため、材料の中心と縁の温度差は成形開始時に大きく、材料の内層と外層で硬化と架橋反応が同時に始まらない原因となります。表面材料は加熱により早期に凝固してハードシェルを形成し、一方、後の硬化収縮は外部ハードシェルによって制限され、成形品の表層に残留圧縮応力をもたらし、内層は残留引張応力を有する。残留応力の存在は、製品の反り、亀裂および強度低下を引き起こす。そのため、金型キャビティ内の材料の内部と外部の温度差を小さくし、硬化ムラをなくす対策を講じることは、高品質な製品を得るための重要な条件の1つです。SMC成形コンパウンドの成形温度は、硬化系の発熱ピーク温度や硬化速度に依存する。一般に、硬化ピーク温度がわずかに低い温度範囲は、その硬化温度範囲として取られ、一般に約135〜170°Cであり、試験によって決定される。硬化速度の速い系では下点の温度がとられ、硬化速度の遅い系では高い方の値になります。薄肉製品を形成する場合、温度範囲の上限がとられる。厚肉製品を形成する場合、温度範囲の下限がとられる。しかし、深さの大きい薄肉製品を形成する場合、フロープロセスにおける材料の凝固を防ぐために長いプロセスのために、温度範囲の下限も取られるべきである。製品の強度やその他の性能指標を損なわないことを前提に、成形温度を適切に上げることは、成形サイクルの短縮と製品の品質向上に有益です。成形温度が低いと、溶融した材料の粘度が高く流動性が悪いだけでなく、架橋反応が完全に実行されにくいため、製品の強度が低く、外観が鈍くなり、金型の固着や離型時の吐出変形が発生します。
成形圧力制御は、成形圧力は、通常、成形圧力(MPA)、すなわち、金型キャビティの圧力方向の投影面積に対する金型にFRP油圧プレスによって加えられる総力の比で表される。成形過程における成形圧力の機能は、金型を近づけて材料をより高密度にし、溶融材料の流れを促進し、金型キャビティ内の低分子物質の揮発によって発生する圧力のバランスをとることである。圧縮性の高い成形材料は、緻密化時により多くのエネルギーを消費するため、成形時により高い成形圧力が必要となる。したがって、成形バルク材料の圧力は成形ブランクの圧力よりも高く、smc/bmc成形材料の圧力は成形粉末材料の圧力よりも高い。高い溶融粘度と速い架橋速度で材料を成形し、複雑な形状、薄壁、深さまたは面積の製品を加工する場合、金型キャビティを埋めるために大きな流動抵抗を克服する必要があるため、高い成形圧力を使用する必要があります。成形温度が高いと架橋反応が促進され、溶融粘度の急激な上昇を招く。そのため、それに合わせるために高い成形圧力が要求される。高い成形圧力は、製品密度の増加、成形収縮の低減、迅速な流動金型充填の促進、膨潤の克服、気孔率の防止などの一連の利点を有する。しかし、過度の成形圧力は、金型の耐用年数を低下させ、油圧プレスの消費電力を増加させ、製品の残留応力を増加させる。そのため、熱硬化性プラスチック成形品を加工する際には、成形圧力が高くならないように、プレス、予熱、成形温度の適切な上昇がよく用いられます。予熱温度を不適切に上昇させたり、予熱時間を長くしたりすると、予熱中の部分硬化物の流動性が低下する。成形圧力を下げる代わりに、より高い成形圧力を使用して、材料が金型キャビティに確実に充填されるようにする必要があります。
3、成形時間制御成形時間は、圧縮成形保温および圧力保持時間とも呼ばれる。これは、金型が完全に閉じられた後、または金型が収縮して閉じられ、金型が最後に開いた後に、材料が金型内で加熱固化される時間を指します。成形プロセスにおける成形時間の主な機能は、キャビティ形状を有する成形物が硬化を完了するのに十分な時間を可能にすることである。硬化は、成形時の熱硬化性プラスチックの体構造の形成過程をいう。化学反応の性質上、硬化プロセスは架橋反応のプロセスである。しかしながら、プロセスにおける「完全硬化」とは、架橋反応が最後まで行われたことを意味するものではなく、すなわち、架橋に関与できるすべての活性基が反応に関与したことを意味するものではない。技術面では、この用語は、架橋反応が適切な程度に行われ、製品の包括的な物理的および機械的特性または他の特別に指定された特性が期待される指標に達したことを意味する。明らかに、製品の架橋度は100°Cに達することはできませんが、硬化度は100°Cを超えることがあります。一般に、架橋が完全硬化に必要な程度を超える現象を「過熟成」と呼び、そうでなければ「過熟」と呼ぶ。成形時間の決定は、SMC成形コンパウンドの硬化速度、製品の形状および肉厚、金型の構造、成形温度および成形圧力、ならびにプリプレス、予熱および成形排気の有無などの多くの要因に関連する。これらすべての要因の中で、成形温度、製品肉厚および予熱条件は、成形時間に最も大きな影響を及ぼす。適切な予熱条件は、金型キャビティ内の材料の加熱プロセスおよび金型キャビティを充填するプロセスをスピードアップすることができるので、成形時間を短縮するのに役立つ。成形温度を上げると成形時間が短くなり、製品壁の厚みが厚くなるとそれに伴って成形時間が長くなる。成形温度と圧力が固定されている場合、成形時間は製品性能を決定する重要な要素になります。成形時間が短すぎると、樹脂を完全に硬化させることができず、製品が成熟しないため、機械的特性が悪く、外観が光沢に欠け、離型後に反りや変形しやすい。成形時間を適切に延長することは、上記の欠点を克服するだけでなく、製品の成形収縮を低減し、その耐熱性、強度および電気絶縁特性を改善することもできる。しかし、成形時間を過度に延長すると、製品の過熟につながり、生産効率が低下し、エネルギー消費が増加するだけでなく、過度の架橋による収縮が増加し、樹脂とフィラーとの間の内部応力が大きくなり、製品表面が暗く膨らむことがよくあります。 深刻な場合には、製品はひび割れます。
