〜外観不良を減らす設計と成形条件の最適化〜
プラスチック射出成形の現場において、「ウェルドライン（Weld Line）」は避けて通れない課題のひとつです。成形品の表面に生じる薄い線状のスジや境目で、外観を損ねるだけでなく、強度の低下やクラックの発生源になることもあります。
本記事では、ウェルドラインが発生する原因と、それを目立たなくするための設計・成形条件・金型構造の改善方法を、熟練の職人視点でわかりやすく解説します。特に自動車部品、家電外装、意匠品など外観重視の製品を扱う設計者・エンジニアの皆さまに、ぜひ参考にしていただきたい内容です。
■ ウェルドラインとは何か？
ウェルドラインとは、複数の樹脂流れが金型内部で合流した際に形成される薄い線状の境界のことです。流動前線が合流する際、樹脂同士の密着が不完全だったり、温度が下がっていたりすることで、薄く目立つ線が残る現象です。
ウェルドラインは以下のような場所に発生しやすいです：
- 穴やボスの周囲
- リブなどで樹脂の流れが分岐・再合流する場所
- ゲートが複数ある場合の合流点
- 薄肉の部品やフロー長の長い製品の末端部
■ ウェルドラインが問題となる理由
1. 外観不良
表面に現れる細いスジは、塗装や表面処理でも完全には消せないことが多く、意匠性に大きな影響を与えるためクレームの原因になります。
2. 機械的強度の低下
ウェルドライン部は分子間結合が不完全なため脆く、折れやすい・割れやすいなどの問題が生じやすくなります。
3. クラックや変色の起点に
長期使用時に、ウェルドラインがクラックや変色の発生点となることがあります。これは、応力集中や耐候性の問題が原因です。
■ ウェルドラインを目立たなくするための5つの対策
1. 成形条件の最適化
- 樹脂温度を上げる
⇒ 流動性が高まり、ウェルドライン部の融合が促進されます。 - 金型温度を上げる
⇒ 溶融樹脂が冷えすぎず、合流部での密着性が向上します。 - 射出速度の調整
⇒ 速すぎると空気巻き込み、遅すぎると冷却されて融合が不十分になるため、最適化が必要です。
2. ゲート位置の見直し
ゲートの位置によって、樹脂の流れの方向が変わります。ウェルドラインが見えやすい面や負荷のかかる箇所に出ないよう、以下の工夫が有効です。
- ゲート位置を端に移動し、流れを一本化
- ゲートを中心部に設置し、均等に流す
- サブゲートの追加でフローコントロール
3. 金型内のエア抜き（ベント）強化
ウェルドライン部に空気が溜まると樹脂の密着が悪くなり、スジがくっきりと浮き出る原因になります。以下をチェックしましょう：
- エア抜き溝の追加
- ベントピン・スライド部のガス抜き強化
- 型合わせ面の磨き直しで密閉性改善
4. 部品設計の工夫（リブ・ボス配置）
製品設計の段階で、リブやボスが生むフロー干渉を最小限にする工夫が大切です。
- ウェルドラインが出ても問題ない位置に配置
- リブやボスの形状を丸みのあるものに変更
- 穴の数や位置を調整してフローを整える
5. 外観処理・素材選定による隠蔽
完全に消せないウェルドラインには、見えにくくする工夫も有効です。
- 表面にシボ加工（テクスチャ）を施す
- 光沢を抑えたマット材を使用
- 充填剤（ガラス繊維など）で補強し強度を確保
■ ウェルドライン対策の実例紹介（実際の現場での経験）
ある自動車内装部品メーカーでは、光沢ABS素材にウェルドラインが発生し、品質検査に通らないという問題が発生していました。
当社が介入した際の対策は以下の通り：
- 成形条件を全面的に見直し → 樹脂温度＋10℃、金型温度＋15℃
- ゲート位置を片側から中心部に移動
- ウェルドライン発生部に軽いシボ加工を追加
- 使用材料をグレードアップ（ウェルド耐性の高いABSに変更）
その結果、外観不良率は20％ → 1％以下に激減し、再成形コストを年間200万円以上削減することができました。
■ よくある質問（FAQ）
Q. ウェルドラインは完全に消せますか？
A. 完全に消すのは難しいですが、「目立たなくすること」は可能です。意匠性が求められない箇所に移動させたり、成形条件の最適化で融合性を高めることで、ほとんど目立たない状態にできます。
Q. 特定の材料で発生しやすいですか？
A. はい。透明樹脂（PC、PMMA）、ガラス繊維入り材料（GF入りPPなど）はウェルドラインが目立ちやすい傾向にあります。
【まとめ】
ウェルドラインは射出成形において避けがたい現象ですが、適切な設計と成形条件の工夫で「見えなくする」「目立たなくする」ことは十分に可能です。
特に外観重視の製品においては、設計・金型・成形現場の三位一体での対応が欠かせません。
当社では、金型製作〜成形立ち上げサポートまで一貫対応しております。ウェルドライン対策にお困りの方は、ぜひご相談ください。