【1級技能士が解説】射出成形の射出時間とは?充填時間の見方と確認ポイント

こんにちは。1級技能士のゆーじです。

これまで、射出速度・射出圧力・V-P切換・保圧など、充填に関わる条件についていくつも記事を書いてきました。ただ、その中で単体のテーマとして扱ってこなかったものがあります。それが「射出時間(充填時間)」です。

射出速度を設定したら、それで条件が決まったと考えてしまいがちです。でも私は、速度を設定したあと必ず「実際に何秒で充填されたか」を確認するようにしています。速度の数値だけを見ていると気づけないことが、射出時間を見ることで見えてくることがあります。この記事では、射出時間をどう見て、どう使っているかをまとめます。

射出時間は、条件出しの流れの中では「射出成形の条件出し｜正しい順番10ステップ」のステップ7としても触れています。今回はその部分を単体のテーマとして掘り下げます。

本記事の数値・判断基準はあくまで私個人の経験に基づく参考値です。実際の作業では機械メーカー指定値・社内規定を必ず最優先にしてください。内容の適用による損害について、当サイトは責任を負いかねます。

射出時間とは何か

射出時間とは、一般的には射出開始からV-P切換までの、充填に要した時間を指します。ただし、成形機のメーカーや機種によって表示や定義の扱いが異なる場合があるので、細かい仕様についてはお使いの機械の取扱説明書を確認してください。多くの成形機では、画面上に実際の充填時間が表示されます。

ここで大事なのは、射出速度と射出時間は別のものだという点です。射出速度は「どれくらいの速さで樹脂を押し出すか」という設定値ですが、射出時間は「実際に何秒で充填が終わったか」という結果です。この2つを同じものだと考えていると、条件出しの途中で混乱しやすくなります。

速度を上げた、下げた、という操作は自分の意思でできます。しかし射出時間は、その操作の結果として、金型やスプルー・ランナー・ゲートの状態、樹脂の粘度など、様々な要因を反映して出てくる数値です。だからこそ、射出時間を見ることは、条件そのものだけでなく、金型や樹脂の状態を間接的に確認することにもつながります。

射出速度は設定値、射出時間は結果

私がこの記事で一番伝えたいのはここです。

射出速度は自分で数値を決めて設定するものです。一方、射出時間はその設定に対して、実際の金型・樹脂・機械の状態が反映された「結果」として出てきます。同じ速度設定にしていても、樹脂の状態や金型の状態によって、実際の充填時間は変わることがあります。

だからこそ、速度の数値だけを見て満足するのではなく、その結果である射出時間まで確認することで、「設定通りに機械が動いているか」を把握できます。速度の設定値が変わっていないのに射出時間だけが変化した場合、それは何かしらの変化点があったサインだと考えることができます。

私が意識している目安

射出時間に「何秒が正解」という一律の基準はありません。

私の現場では、条件出しの初期段階で、一つの目安として約3秒を意識することがあります。ただし、これはあくまで最初の基準であって、絶対値ではありません。

実際、計量値(ショットの大きさ)を増やして大きい製品を作っているときは、射出時間が3秒を超えることも普通にあります。3秒という目安はあくまで初期設定のスタート地点であり、製品形状・樹脂・金型・成形機、そして計量値によって、適正な射出時間は変わってきます。3秒という数字だけを正解として追いかけないよう注意が必要です。

射出時間の確認方法

射出時間を確認するとき、私は基本的に成形機の画面表示を見ています。射出時間単体を確認するなら、これが一番確実な方法です。条件出しの都度、この表示値をショットごとに記録しておくことで、後から「前回と比べてどう変わったか」を比較できるようにしています。条件値や変更履歴の記録方法については、「射出成形の条件表に残すべき項目と活用方法」で詳しく解説しています。

一方、波形を見るのは少し目的が違います。私が波形を確認するのは、設定した速度に対して、実際に1次圧(射出圧力)が足りているかを見たいときです。射出時間そのものの確認と、圧力が足りているかの確認は、見ている画面も目的も別だと考えると分かりやすいと思います。

つまり、「今、何秒で充填されているか」を知りたいときは画面表示、「なぜその時間になっているのか」を掘り下げたいときは波形、という使い分けです。射出時間の異常に気づいたあと、原因を探る段階になって初めて波形を見る、という順番になることが多いです。

射出時間が「いつもと違う」ときに疑うもの

射出時間を確認する一番の意味は、「いつもと違う」ことに気づけることです。ここでは、私が実際に経験した「長くなるケース」と「短くなるケース」の両方を紹介します。

射出時間が長くなるケース:1次圧不足

私の経験では、射出速度を上げているのに射出時間が思ったほど短くならない、という場面がありました。この場合、速度の設定そのものより、1次圧が足りていないことが原因になっていることが多いです。どれだけ速度を上げても、それを実現するだけの圧力が出ていなければ、狙った速度で樹脂を押し切ることができず、結果として時間は短縮されません。

このように、射出時間がいつもより長い動きをしたときは、速度の設定値だけを疑うのではなく、圧力側(1次圧)に余裕があるかどうかも合わせて確認するようにしています。

射出時間が短くなるケース:過充填とサイクルタイムのロス

逆に、射出時間が想定より短くなるケースもあります。こちらは不良に直結することは少ないのですが、別の形で問題になることがあります。

充填が想定より早く終わっているのに、速度やV-P切換などの条件をそのままにしていると、成形品への樹脂の入り方が変わり、場合によっては過充填や重量変化につながることがあります。射出時間が短くなったこと自体が特定の原因を意味するわけではなく、実際の射出速度の変化、樹脂粘度の変化、金型温度の変化、材料状態の変化、計量値の変化など、いろいろな可能性が考えられます。射出時間の変化はあくまで「何かが変わったサイン」として捉え、そこから原因を絞り込んでいく、という順番になります。

もう一つ、意外と見落とされがちなのがサイクルタイムのロスです。充填が実際にはもう終わっているのに、射出工程のタイマー設定がそのままになっていると、充填完了後もその設定時間分だけ機械が「射出中」の状態を維持してしまいます。これは実質的に、その分だけ余分に冷却時間を使っているのと同じ効果になり、結果としてサイクルタイム全体が無駄に伸びてしまいます。成形サイクル全体の考え方については、「射出成形の成形サイクルとは?工程・短縮の考え方」でも詳しく解説しています。

射出時間が短くなったこと自体は悪いことではありませんが、それに合わせて周辺のタイマー設定も見直さないと、気づかないうちに生産性を落としていることがあります。

まとめ:速度は決める、時間は見る

射出速度は自分で決める設定値、射出時間はその結果です。この2つを分けて考えることで、条件が「狙い通りに動いているか」を判断できるようになります。

約3秒という目安はあくまでスタート地点であり、計量値や製品形状によって変わるものです。数字そのものより、「いつもと違う結果になっていないか」を見る習慣の方が大切だと感じています。射出時間が長くなった場合は1次圧不足などを、短くなった場合は過充填やサイクルタイムのロスなどを疑う、というように、変化の方向によって見るべきポイントも変わってきます。

射出速度・射出圧力の基本的な考え方は「射出成形の射出速度」「射出成形の射出圧力」で、充填が完了したあとの流れは「V-P切換位置の設定」で解説しています。あわせて読んでもらうと、充填全体の流れがつながると思います。