IMPブロックはその製造方法が従来の固化押出しによる製造方法と異なり、非常に高い密度で製造することが出来るために、厚肉であり、多種多様な材質をボイドレスで製造できるメリットが御座います。
切削加工する上でIMPブロックの特徴を理解したうえで切削加工を施すことが求められます。

①スキン層／コア層の考え方

射出成形において、ある程度の厚さを持った成形を行う場合、製品の表層（スキン層）と中心の層（コア層）からなっており、断面方向では3層に構成されています。スキン層はコア層に比べ強度が高い層であり、逆にコア層はスキン層と比較して強度が低い層です。切削加工によりスキン層を切除することで、コア層のみの部品構成となり、射出成形のみで成形した部品の強度より切削加工での部品強度は低く表れます。
※スキン層の厚さは材質・成形条件等で異なりますが、約2mm程度とお考え下さい。

繊維強化樹脂でない材料の場合、コア層の強度はスキン層の強度の8割程度だとお考え下さい。よって切削加工にて強度検証の結果、良好である場合は射出成形品では強度的な問題は起こらないと考えて良いでしょう。
繊維状添加剤の入った材料の場合、更に複雑になります。コア層の強度はスキン層の強度より劣ることは同様ですが、スキン層とコア層で繊維の配向が90度異なるため、切削加工時はスキン層を全て削除することをお勧めします。部分的に切削品にスキン層が残っている場合、ソリ・変形の原因になります。

下記に当社で検証した強度比較表を示します。左図はポリアセタール樹脂、右図は66ナイロン ガラス繊維30%入り樹脂の場合の通常成形で成形したダンベル試験片とIMPブロック（厚さ15mm）よりダンベル試験片形状に切削加工した物との比較表です。通常成形で成形したダンベル試験片を100として比較した表です。
※TDはゲートに対して垂直方向、MDはゲートに対して流れ方向を指す

左図（POM材料）の場合

• 引張・曲げ・シャルピー衝撃強度共に通常成形品と比べ8割程度の強度となります。


• 比重・ロックウェル硬さは通常成形品と比較して変化は観られません。


• TD/MDの強度差は若干MDの方が強度低下が観られる。

右図（PA66-GF）の場合

• 引張・曲げ・シャルピー衝撃強度共に通常成形品と比べ低下しているPOMと比較しても顕著である。


• 比重・ロックウェル硬さは通常成形品と比較して変化は観られません。


• TD/MDの強度差は顕著である。MDの方が大きく強度低下している。（下記繊維配向の考え方を参考にして下さい）

②繊維配向の考え方

IMPブロックは出来るだけ無配向になるように条件設定を試みていますが、射出成形である限り、ゲートからの溶融樹脂の流入において繊維の配向が一定量現れます。 繊維配向の差はそのまま強度差につながるため、切削品をブロックのどの方向に配置設定するのが良いか決める必要があります。特に強度検証を行う場合などは出来るだけ力の掛かる方向に対して繊維配向の向きを合わせることが肝心です。 下記に強度差の検証結果を示します。併せて固化押出との比較も行いました。ご参考にして下さい。

【試験条件】

材質：PA66-GF50wt%
試験片サイズ：12mm幅 4mm厚さ 100mm長さ
試験方法：曲げ試験（3点曲げ 支点間距離50mm）
IMPブロック試験片：厚さ中央部を縦横に配置し切削加工にて短冊を製作
固化押出試験片：厚さ中央で長手方向に短冊を配置し切削加工にて製作
カタログスペック曲げ強度：絶乾387MPa 吸水284MPa

【考察】

1. ブロックのゲート位置を基準としてMD方向・TD方向で添加された繊維に配向が生まれ縦横で強度に差が出来ます。TD方向が強く、MD方向が弱く出ます。
2. 10mm厚さ品と20mm厚さ品の強度比較でMD方向の強度は10mmの方が強く20mmの方が弱くなります。逆にTD方向は20mmの方が強く出ます。厚さが増すほど繊維配向が強く表れているものと推測できます。例えば50mm肉厚のブロックなどは繊維配向が強く出る傾向になります。
3. 固化押出品との比較で、IMPブロックは曲げ強度に優位であり、35%～270%の強度改善になります。

下記にコア層の繊維が配向しているイメージ図を示します。
コア層の繊維配向はゲートを基準として図の様な配向になることをご理解頂き、ゲートを基準とし、繊維配向を配慮して切削する部品の配置を決定されることをお勧めいたします。

製品開発において試作検証は必須となっています。量産までのスケジュールが迫っている中で速やかに検証を行うためには切削用素材の入手が短納期であることが求められます。IMPブロックはその要望にお応えするサービスです。

具体的には通常運転の場合、材料入手後２週間がリードタイムとなっております。
また、生産状況にもよりますが中１日で対応することも特急要件として対応しています。
試作検証を目的としている場合、必要な部品点数はそれほど多くないことが予想されます。IMPブロックは材料25kgを最小重量としておりますが、条件が揃えば10kg程度より承っております。

切削用素材としてはマスト条件となるのが、ボイドが無いことです。手間をかけて切削加工を行っていたにもかかわらず、切削時にボイドが現れ切削品としての価値が無くなることは避けたいところです。IMPブロックの最大の効果がボイドレスで成形できることです。
また、切削用ブロックの要件の一つとして部分的な強度の不安定が無いことが挙げられます。ブロックを積層成形で製造した場合、積層界面の強度がそれ以外の部位の強度と大きく異なり著しい強度低下部位が存在します。IMPブロックは1回の射出工程で完結し、無垢のブロックをご提供します。

IMPブロックにおいてボイドは100%抑えることが出来ています。
ブロック化出来ない殆どの不良は上記のクラックになります。この現象は成形後、室温度まで温度低下することでブロックに蓄積される応力に樹脂が耐えられないことで発生する現象です。（クラックは繊維配向に沿って現れます）
対応策は幾つか御座いますので、お気軽にお問い合わせください。

PLAMO保有金型による
ブロックサイズ

2022年11月時点

1. 150mm×150mm×5~45mmt
2. 100mm×205mm×5~50mmt
3. 230mm×230mm×5~20mmt
4. φ110mm×5~70mmt
   (φ10mm穴 あり/なし)
5. φ150mm×5~45mmt
   (φ28mm穴 あり/なし)
6. 70mm×70mm×5~100mmt

上記の中よりご希望のサイズを選択頂けます。
また、厚さ方向は可変出来る金型構造を採用しているため、ご自由に選択が可能です。 (切削用素材である理由から、おおまかな厚さで製作いたします)
尚、このサイズに合致しない場合は、金型作成からのご対応になります。 お気軽にお問い合わせください。