タイの包装材メーカー向け48キャビティ射出成形金型のHot Runner保守

課題の背景

本事例の課題は、加熱ゾーンや温度制御盤に問題が発生した後、ホットランナーシステムの射出成形金型を生産に戻すことでした。顧客はタイの包装材メーカーで、複数セットの金型を使用しており、その多くは48キャビティ（ひとつの金型に48個の製品スペース）です。いずれかのゾーンが加熱できないと、金型セット全体が修理待ちになります。

顧客から報告された症状は複数ありました。たとえば、ヒーターゾーンの地絡（Short to Ground）アラート、制御盤の画面が点灯しない、樹脂とカーボンの付着物が堆積して流路の流れを妨げる、などです。顧客は2021年から2025年にかけて、症状に応じて都度、作業指示書を複数回発行しました。

要件と制約

この作業では、部品を交換する前に原因を正しく特定し、金型を返却する前にテストする必要があります。主な要件と制約は次のとおりです。

• 金型は複数セットあり型番も異なり、多くは48キャビティです。そのため、どの作業でもその金型セットの問題ゾーンを直接点検する必要があります。
• 同じ症状でも、原因は温度制御盤、制御盤と金型の間の配線、金型内の部品のいずれかの可能性があるため、両側を点検する必要があります。
• 顧客工場で行う作業もあれば、マニホールド洗浄のように流路ユニットを金型から取り外し、部品を外部に送って行う作業もあります。
• 金型は生産ラインへ戻す前にテストに合格する必要があり、作業の多くはサービスレポートで完了し、一部の作業には顧客の代表者が署名する検収書類があります。
• 作業は発注書に基づく都度対応であり、年間保守契約ではありません。

修理の前に制御盤と金型の両方を点検する理由

制御盤の画面に表示される症状だけでは、原因の場所がわからないためです。短絡と表示されたゾーンの原因は、Back Plane（各ゾーンの制御カードを差し込むメイン回路基板）、盤内の配線、金型内のヒーター配線のいずれかの可能性があります。原因を特定せずに部品を交換すると、同じ症状が再発するおそれがあります。そのため、本事例の故障対応では以下の順序で点検しました。

1. 1

   症状の受付

   アラートが出たゾーンと確認された症状を記録します。たとえば地絡、制御盤の画面が点灯しない、流路内の堆積物で樹脂の流れが悪い、などです。

2. 2

   温度制御盤側の点検

   盤を開けて、Back Plane、MCUボード（Microcontroller Unit、制御盤のメイン処理基板）、制御盤から金型までの配線に、短絡箇所や緩みがないかを点検します。

3. 3

   金型側の点検

   問題のあるゾーンのヒーター、熱電対、配線を点検し、ヒーターの抵抗値を測定して、配線が金型の金属部品に触れていないかを確認します。

4. 4

   修理または部品交換

   判明した内容に応じて、損傷した配線を修理し、ヒューズ、ヒーター、熱電対、Back Plane、ノズルハウジング（Nozzle Housing、ノズルの筐体）を交換します。堆積物がある場合は、マニホールドとクロスマニホールドを取り外して熱洗浄（Thermal Cleaning）し、組み戻します。

5. 5

   返却前のテスト

   金型の動作テストと加熱テスト（Heat-up Test）を行い、全ゾーンが正常に加熱できることを確認してから、金型を生産ラインへ戻します。

6. 6

   サービスレポートの提出

   症状、修正内容、判明した場合の原因、推奨事項をサービスレポートにまとめ、生産部門が金型の履歴として保管できるようにします。

当社は顧客の発注書に基づいて作業を受託し、ホットランナーシステム分野の提携技術者と連携して修理を行いました。ヒーターの短絡修理、Back Plane交換、ノズルハウジング交換は顧客工場で実施しました。マニホールド洗浄とクロスマニホールド修理は、顧客から部品の送付を受けて作業し、その後部品を戻して組み付けました。

納入物

各回の納品物は、発注書に基づく修理作業と、サービスレポートまたは作業完了書類です。下の表は、作業完了書類の裏付けがある作業を示しています。

サービスレポートで確認できた成果

2025年にはノズルハウジング48個の交換後に48キャビティの金型が生産に復帰し、サービスレポートには全ゾーンが加熱できると記載されています。2025年のサービスレポートがある現地修理では、返却前に加熱テスト（Heat-up Test）を実施しました。

ゾーン26と44の修理には、顧客の代表者が署名した検収書類（Exit Criteria Checklist）があります。マニホールド洗浄のレポートには、樹脂とカーボンの付着物をすべて除去したと記載されています。本事例にはダウンタイムの削減などビジネス成果の測定値がないため、書類で確認できた成果のみを報告しています。

この包装材メーカーは、2021年から2025年にかけて、ホットランナーシステムの保守作業指示書を当社に複数回発行しました。

私たちが学んだこと

ホットランナーシステム修理の要点は、部品交換の前に原因を特定すること、分解・組立時にヒーター配線に注意すること、実際の金型でのテストで作業を完了することです。

• 部品交換の前に原因を特定する。同じ短絡の症状でも原因は複数の箇所にあり得ます。本件では、ある回は盤内の配線固定ネジの緩みが原因で、別の回は制御盤に問題がなく、金型内のヒーター配線が損傷していました。
• 金型の分解・組立はヒーター配線のリスクポイントです。部品の取り付け中に損傷したヒーター配線がマニホールドプレートに触れると、ゾーンの地絡を引き起こすことがあります。そのため、加熱を開始する前に毎回配線経路を確認することをおすすめします。
• 実際の金型でのテストと原因の記録で作業を完了する。加熱テストで全ゾーンの復帰を確認し、原因を記録したサービスレポートは、生産部門が次回どこに注意すべきかを把握するのに役立ちます。

この手法をお客様の工場に適用する方法

貴社の工場でホットランナーシステムの射出成形金型をお使いの場合、本事例と同じ点検順序を活用できます。温度制御盤、配線を点検してから、金型内のヒーターと熱電対を点検し、その後に修理と加熱テストを行います。調整が必要なのは、金型と制御盤の機種ごとの詳細です。

• 金型と制御盤の情報（金型コード、キャビティ数、制御盤の型式、アラートが発生したゾーンなど）を用意し、準備すべき交換部品の判断に役立てます。
• 各作業のサービスレポートを金型の履歴と一緒に保管し、同じ症状が同じゾーンで再発していないかを確認できるようにします。