ホットランナーアセンブリは、ホットランナーマシンのキャビティに成形された加熱されたプラスチック部品の複雑な組み合わせです。キャビティは通常、作成される成形モデルの中空部分です。ほとんどのホットランナーマシンは、押し出し圧力を使用して、高温のプラスチックをキャビティから部品に押し込みます。プラスチック材料は、加熱された部分から部品に流れ込み、成形中に冷却および硬化します。このホットランナーモールド技術は、プラモデルカーやその他のホットビークルモデルなどのプラスチックモデルで最も一般的に使用されています。
ホットランナーモールドがどのように機能するかの背後にある基本的な理論は、押し出しプロセスによって加熱されたプラスチックが液体媒体を含むチャンバーを通過するというものです。この液体媒体は、通常、高粘度で高温のガソリンであり、一般にエチレンまたは四酢酸と呼ばれ、ホットランナーモールドに注入されます。プラスチックがチャンバーの端に到達すると、冷却されてプラスチック粒子の固体構造が作成されます。次に、プラスチックは、成形中に冷却および硬化します。これは、高温の部品がプラスチック構造に流入し続けるためです。プラスチック金型が形成されると、それは一般に、ベークオフ、低圧射出成形機、または熱風銃などの高圧環境で高温で焼成されます。これらのタイプのプラスチック射出成形金型は、ホットジェット、ホットライン製造、またはコールドチューブ鋳造アプリケーションで人気があります。
コールドランナー金型は、コールドローラータイプのホットランナーシステムを使用しています。コールドローラータイプのホットモールドシステムは、通常、キャビティへの高温プラスチックの連続的な流れを適用する連続ローラーを備えた加熱プレートで構成されます。空洞には、大量の固体ポリマー粉末が含まれています。このポリマー粉末は、タングステンヒーターによって適切な温度に加熱されます。樹脂はキャビテーションに注入されます。ただし、熱への暴露の速度と期間は変動します。
コールドランナー金型では、連続ローラーが一定の割合で高温のプラスチック材料をキャビティに塗布します。樹脂が冷却され、ポリマーの粒子がより高密度になり、通気に対してより耐性が高くなると、キャビテーションはかなり遅くなります。このタイプのシステムでは、ホットフィラー材料は必要ありません。そのため、コールドランナーモールドは、耐オゾン性の高いプラスチック、最も一般的なポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）シートなど、さまざまな高温プラスチック材料に使用されます。
ホットモールド法と比較した場合、コールドランナーモールドの利点は重要です。主な利点は、生産率の向上です。これは、熱間成形操作よりも最大5倍高速になる可能性があります。キャビティは内部で加熱されるため、プラスチック材料は弾性状態を維持します。これは、プラスチック材料を簡単に成形および成形できることを意味し、より高品質の製品をもたらします。内部加熱プロセスがプラスチック材料の化学的構成を変化させないため、プラスチック材料の寿命も長くなります。
コールドランナーシステムは、プロセス中にプラスチック材料の粘度が低いままであるため、制御された材料の流れを生成します。また、製造プロセス中の材料の流れが非常に少ないため、あらゆる種類の冷却ユニットや換気の必要性が少なくなります。これにより、高価な冷却装置の必要性が低くなるため、製造業者は設計の柔軟性と制御を向上させることができます。コールドランナー金型のもう1つの利点は、ノズルの温度を正確な温度に制御できることです。ノズルの設計は、通常、任意の時点で可能な限り最良の材料の流れが得られるように選択されます。
ホットランナーマシンには、溶融ポリマーで満たされたキャビティと大きなノズルがあります。ホットランナーが金型内を移動すると、材料は下部チャンバーから上部チャンバーに流れ込み、金型から鋳造プレートに流れます。材料が安全に鋳造プレートに到達したら、金型に挿入できるように冷却する必要があります。この冷却プロセスでは、材料を金型に押し込むために熱源が必要です。材料は、溶融ポリマーの粘度によって決定される特定の速度で冷却されるため、粘度を綿密に監視し、冷却速度を一貫して達成する必要があります。
溶融ポリマーが金型内で費やす時間の長さは、多くの要因に依存します。これには、成形サイクル時間の速度、周囲温度、ポリマーの表面張力、および使用されている材料のタイプが含まれます。これらの要因を注意深く観察すると、これらの要因が変動する場合よりも、金型内で費やされる時間が短くなります。サイクルタイムの短縮に加えて、これは金型に熱が入らないようにするのにも役立ちます。これにより、ツールの全体的なコストを抑えることができます。熱の侵入を減らすと、発生する可能性のあるメルトダウンの温度が下がり、必要な加熱量が減り、ツールや生産機械の損傷のリスクが減ります。
