真空成形がうまくいかない原因と金型予熱のポイント

アルミは熱伝導が非常に速い素材です。

この特性は、アルミ製金型の加工性、耐久性、寸法安定性において利点があります。一方で、真空成形では材料を早く冷やしてしまう要因にもなります。

プラスチックシートは加熱後、伸びやすい状態を保ったまま、真空吸引によって金型表面に密着する必要があります。冷たいアルミ製金型に触れると、熱がすばやく金型側へ移動します。材料が早く硬くなると、細部、深い部分、端の部分が金型に沿いにくくなります。

そのため、アルミ製金型やその他の金属金型を使用する場合は、成形前に金型を少し温めておくことで、成形結果が安定しやすくなります。

金属金型の予熱には、必ずしも専門設備が必要ではありません。金型のサイズ、材質、作業環境に合わせて、ヒートガン、ドライヤー、食器乾燥機、オーブンなどを使用できます。

現場に 3D プリンターがある場合は、金属金型をヒートベッドの上に置いて温めることもできます。
ただし、3D プリンターのヒートベッドは昇温に時間がかかることが多いため、小型金型や急ぎではない成形に向いています。金型のサイズと材質が許せば、オーブンのほうが早い場合があります。

金属金型は、まず 70°C 前後を目安にテストできます。
この温度はあくまで開始点であり、すべての材料や金型に共通する条件ではありません。材料の種類、厚み、金型の大きさ、細部の深さ、作業環境によって、適した予熱条件は変わります。

予熱のポイント：金型を冷たい状態にしないこと

金属金型を予熱する目的は、プラスチックシートが冷たい金型に触れたときの急速な温度低下を抑えることです。
金型を熱くしすぎる必要はありません。重要なのは、金型を冷たい状態にしないことです。

金型温度が高すぎると、材料が局部的に柔らかくなりすぎる、表面状態が変わる、離型しにくくなるといった問題が起こることもあります。
操作時はまず
短時間かつ控えめな温度
からテストし、成形結果を見ながら調整してください。

確認するポイントは、細部がよりはっきり出ているか、深い部分が密着しているか、端の部分が成形できているか、離型がスムーズかどうかです。
予熱後に成形の安定性が上がる場合は、
金型温度が影響している可能性があります。