プラスチック成形加工研究室

村田 泰彦 教授

Laboratory

研究室紹介

プラスチック製品の製造現場では、製品に表面欠陥や変形が予期せず発生することがあります。こうした成形不良現象の発生原因を、インプロセス計測を用いて解明すること、また、不良を抑止する高機能金型の設計、製作に取り組んでいます。

主な研究紹介

プラスチック成形加工現象のインプロセス計測

プラスチック成形加工では、未知の現象がたくさん存在します。そこで、未知の成形加工現象や不良現象を実証的に明らかにするための計測方法や金型の開発に取り組んでいます。例えば、射出成形金型内に注入されたプラスチックの圧力分布が計測できる金型を開発しています。この金型を使えば、図に示すような、溶けたプラスチックが、金型内を流れながら充満して、冷えて固まる過程の圧力変化を、“見える化”できます。

金型内樹脂圧力分布の“見える化”

“IH金型”によるプラスチック成形品外観の改善

プラスチック製品では、優れたデザイン性や外観品質が要求されています。そこで、写真に示すような、電磁誘導を利用して金型を急速に加熱できる“IH金型”を開発して、熱可塑性や熱硬化性プラスチック、カーボン繊維強化プラスチック成形品の表面欠陥や光沢、強度などの改善を行っています。また、遠赤外線ヒータにより金型を加熱する方法も開発し、これらを用いて、金型加熱・冷却成形現象の総合的な実験解析に取り組んでいます。

高付加価値プラスチック製品の設計・製作

高い付加価値を持ったプラスチック製品、例えば、ルーペ用の非球面プラスチックレンズを対象として、光路計算によるレンズ形状設計から金型設計、レンズキャビティ入れ子の精密機械加工、射出成形による最終製品の成形加工までを一貫して行っています。写真は、完成したアクリル製の非球面レンズとフレネルレンズです。このように、学生達に、製品の企画から設計、製作までを実践させる“垂直統合型教育研究”を展開しています。

学生達と設計・製作したプラスチック非球面レンズとフレネルレンズ