今回は樹脂成形においてのバリ取りの自動化方法を紹介します。樹脂成形においてはバリはどうしてもは複雑形状や薄肉形状になればなるほどバリが発生して除去するにも手間がかかってしまいます。今回はそれらを主に機械で除去する方法、自動化する方法とおすすめメーカーを紹介します。
※射出成形機側の条件設定でバリを抑制することも重要ですが、本記事では発生してしまうバリに対しての除去方法を紹介します。
バリが出る原因
様々な形状の樹脂製品を作る射出成形においてバリはなぜ発生するのでしょうか？主には次のような原因が考えられます。
金型不良
・金型の合わせ面に凹凸があり、そこに樹脂が流れてバリが発生する。
量産で何度も成形をしていると金型の合わせる面が傷んできてしまいます。傷や凹みからバリが発生してしまいます。※金型が合わさる面をパーティングラインと呼びます。
・エジェクタピンの部分からバリが発生する。
成形後に金型を開いて製品を排出する際、金型側からピンで押すことにより成形品を落とします。そのピンをエジェクタピンと呼びます。そのエジェクタピンが当たる部分も周辺と比較して力が加わるのでバリが出ることがあります。
成形条件の不良からバリが発生する。
・射出圧が強い
射出圧が強すぎるとその力で金型の隙間に樹脂が流れてしまいバリが発生します。では落とせば良いのかというと、例えば容器などの薄くて広い成形品などでは、圧力が足りないとショート（樹脂が端まで行かずに小さいものができてしまうこと）が発生してしまいます。
・過充填（樹脂量が多い）や樹脂温度が高い
樹脂量が必要以上に多いと溢れてしまうため隙間に流れてしまいます。また樹脂温度が高すぎて樹脂が必要以上に流れてしまい、固まる（冷却）に時間を要してしまうと固まり切らずに流れてしまうことによりバリが発生します。これらは射出成形機の条件次第の面もありますが、他の不良と合わせて最適な条件を探求する必要があります。
・複雑な製品形状やインサート部分
複雑な製品形状やインサート成形をしている場合、細かい部分まできっちり制御できず、バリが発生することがあります。インサート成形とは、樹脂の中に金属が入った製品を成形する手法です。成形前に金型にインサート品（金属部品）を挿入してから成形することにより、金属の周りに樹脂をつけることができます。
バリが発生しやすい場所 パーティングライン エジェクタピン 外周 穴・溝 インサート部分
樹脂のバリ取り自動化の注意点
・できばえ（バリの取れ具合）に差がある。
バリ取りは樹脂でも金属でも全般的に言えることですが、できばえのOK,NGの判断が人や製品によって違うことが多いです。そのため自動化する前にどのような状態であればOKなのかを明確にしておく必要があります。
・樹脂の粉が出る、静電気で粉が引っ付いてしまう。
除去したバリは粉状になります。粉塵として周囲や機械内に飛散したり、静電気によって製品に引っ付いてしまうことがあります。製品に引っ付いたまま出荷すると不良になってしまうこともあるので、粉の除去が必要になります。
様々な静電気を除去する製品もあるので、これらをバリ取り機や周囲に設置することをおすすめします。
ロボットバリ取り機
昨今のバリ取り自動化と言えば、ロボットでの自動化が真っ先に思い浮かぶと思います。ロボットに工具を持たせる場合や、ロボットが製品を持って回転する工具に当てる場合や、画像検査などの前後工程と合わせて行ったりと自由度が高く投資効果も出しやすい方法です。
金属製品のロボットバリ取りシステムのメーカーと導入の注意点は下記記事で紹介しています。特に導入の注意点は似ている部分も多いので参照いただければ幸いです。
メリット
・バリの部分に直接工具を当ててバリをとるため、周囲を傷つけない。
・多関節のロボットで行うため複雑な形状も狙うことができる。
・ブラスト加工に比べてランニングコストが安い（場合が多い）。
・前後工程（検査や搬送、パレタイズなど）と合わせて自動化できる。
デメリット
・粉の除去が必要。
・投資費用がかかる。ブラスト装置が数100万〜500万円以下な場合が多いのに対して、ロボットシステムの場合は少なくとも５百万、大抵は1000万円近くかかります。
ツール
金属も含めたバリ取りに使われる工具としては下記記事で紹介しています。
中でも樹脂のバリ取りの場合、金属や砥石を当ててしまうと製品を傷つけてしまうため、傷がつきにくいブラシやスクレーパが多いです。
その他、樹脂よく使われる方法として、超音波カッターがあります。これは超音波発信機でカッターを振動させて製品に当てて切る方法です。
金属のバリと違い触れるだけで取れたり、静電気で付着しても取れるので金属のピンを使う場合もあります。バリだけを狙えて、磨耗も少なくできることが特徴です。
おすすめメーカー 日本省力機械（超音波トリム式）
☆特長☆
・樹脂成形品のバリ取り機、自動化機器の専門メーカー。
・多数の独自技術や特許を所有している。
・自社で刃物も含めて設計（選定）、製造している。
・ワークに刃物があたったことを検知してからプログラムを走らせることができる倣い式のプログラムを組むことができる。
・超音波トリム式という独自のやり方を開発。超音波で振動させたカッターをロボットで持たせて3次元形状の加工を行う。ティーチング技術や超音波技術、刃物の検知技術などがあるため実現できた技術。自動車部品など比較的大きな形状の量産製品のバリ取り自動化に適している。
・あえてバリを出して除去する低圧圧縮成形技術を開発。細かなバリの発生は完全に抑制できない上に除去しにくいという考えから、あえてバリを発生させて除去しやすい形状にしてカッターで切るという成形方法を開発している。
おすすめメーカー スターテクノ
☆特長☆
・成形機取り出しロボットメーカーのスター精機のグループ企業。標準品の取出しロボットがメインのスター精機と違い、自動化関連の専用設備がメインのロボットSIer。
・バリ取り機だけでなく、二次加工（穴あけなどの加工）、溶着、ラベリング、搬送など成形工場の自動化全般が可能。
・超音波カッターやエンドミルによるバリ取り機を製造。愛知にあることもあり自動車関連に実績多数。
おすすめメーカー 関東製作所
☆特長☆
・創業時はブロー成形金型を製造、現在は射出成形や金型の製造、自動化システムの販売など樹脂成形関連全てを行っている企業。
・射出成形や金型を製造しているため、成形のノウハウが多数。
・バリ取り機では、協働ロボットを使用したシステムなども製造。
ブラスト加工
ブラスト加工とは、メディア（樹脂や金属・ドライアイスなどの小さい玉、主に直径1mm以下のものから2mmほど）を投射して製品に当てることで表面処理をする技術です。それを用いて樹脂のバリをとります。柔らかめのメディアを当てることで、製品自体は傷つけずにバリだけを除去します。
ドライアイスブラスト （おすすめメーカー 不二製作所）
ドライアイスでできたメディアを当てるブラストの手法です。
メリット
・ドライアイスのためメディアが製品に挟まらない（挟まっても溶ける）。そのため細かい入り組んだ複雑な形状の製品でもブラストが可能。
・金型部品に付着した樹脂や焼けの洗浄、射出成形機のスクリューの洗浄にも利用できる。
デメリット
・ドライアイスは高額で、管理しにくい。定期的にドライアイス業社にきてもらわなければならない。
不二製作所
☆特長☆
・エアーブラスト装置、メディアメーカー。様々な種類のエアーブラスト装置を製造しており、特許数も150以上。
・ドライアイスブラストだけでなく、サンドブラストなど製品や用途に合わせた装置の選定が可能。
・ニーズに合わせた専用機の実績も多数。
ナイロンブラスト （おすすめメーカー 三昌研磨剤工業）
メディアがナイロン製のブラスト手法です。
メリット
・比較的研削力が強いが弾力性があるため傷をつけにくい。
・メディア自体に汚れがつきにくく、リサイクル性が高い。
デメリット
・樹脂なので粉が発生する。
三昌研磨剤工業
☆特長☆
・メディア（研掃材）メーカー。そのためナイロンブラストだけでなく、製品、用途に合わせて様々なメディアを選定できる。
・プラスチックデフリッシャーという樹脂バリ取り専用機がある。ピンポイントでメディアを当てるエアーブラストと違い、インペラーで広範囲にメディアを飛ばすショットブラストのため、効率よくバリ取りが可能。機械内に集塵機も搭載している。
バレル研磨
バレル研磨とは、バレル槽と呼ばれる容器にメディア（研磨する材料）とコンパウンド（研磨を助ける溶剤のようなもの）と、製品を複数入れて、バレル槽を振動させることにより表面処理をする方法です。
メリット
・一度に複数の製品を加工できる。
・メディアに埋もれるので一度に製品全体を表面処理できる。
デメリット
・全体に当たるため全体に傷がつく可能性がある。
・メディアが製品の細かい部分に挟まる可能性がある。
新東工業
☆特長☆
・ブラスト機などの表面処理機のトップメーカー。様々な機械やメディアを製造。
・どちらかというと金属製品の表面処理が多いため樹脂製品に強いわけではない。
チップトン
☆特長☆
・バレル研磨機の総合メーカー。様々なラインナップがあり、メディアやコンパウンドも製造。
熱ヒーター
熱でバリだけを溶かすという方法もあります。バリが出ている部分に熱風を当ててとかして除去します。もちろん製品自体が溶けてしまうリスクはありますが、細かい毛バリなどの除去に使われます。
メリット
・非接触なため、消耗品がない。（電気代はかかる）
・毛バリなどを触れずに除去できるため二次バリの心配がない。
デメリット
・製品自体を溶かして変形させてしまうリスクがある。
ハイベック
☆特長☆
・ヒーターの総合メーカー。バリ取りだけでなく、フィルムの溶着などでも使用できる。
以上です。今回は樹脂のバリ取りの自動化方法を紹介しました。何か参考になれれば幸いです。
