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JP2005297384A - Injection molding apparatus, injection condition setting method, and injection molding method - Google Patents

Injection molding apparatus, injection condition setting method, and injection molding method Download PDF

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JP2005297384A
JP2005297384A JP2004117696A JP2004117696A JP2005297384A JP 2005297384 A JP2005297384 A JP 2005297384A JP 2004117696 A JP2004117696 A JP 2004117696A JP 2004117696 A JP2004117696 A JP 2004117696A JP 2005297384 A JP2005297384 A JP 2005297384A
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Japan
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injection
molding material
rate
nozzle
pressure
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Application number
JP2004117696A
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Japanese (ja)
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Makoto Yoshinaga
誠 吉永
Shusuke Maeda
秀典 前田
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Toyota Motor Corp
BPA Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
BPA Inc
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Abstract

【課題】 成形型のキャビティ内の圧力を低くする技術を提供する。
【解決手段】 射出成形装置10は、成形型12内のキャビティ24に溶融した成形材を射出する複数の射出ノズル20、21、22、23と、各射出ノズルに各射出ノズルから射出される成形材の射出率を指令する制御手段とを備えている。その制御手段は、射出ノズル20、21、22、23毎に、射出開始からの経過時間に対応した射出率を記憶している記憶装置を備えており、その記憶装置に記憶されている射出率は、各射出ノズルの射出圧力を等しくする関係に設定されている。

【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for reducing the pressure in a cavity of a mold.
An injection molding apparatus 10 includes a plurality of injection nozzles 20, 21, 22, and 23 that inject a molten molding material into a cavity 24 in a mold 12, and molding that is injected from each injection nozzle to each injection nozzle. Control means for commanding the injection rate of the material. The control means includes a storage device that stores an injection rate corresponding to the elapsed time from the start of injection for each of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23, and the injection rate stored in the storage device. Is set so as to equalize the injection pressure of each injection nozzle.

[Selection] Figure 1

Description

本発明は、射出成形装置と、射出条件設定方法と、射出成形方法に関するものである。詳しくは、射出成形装置の射出ノズルが射出する成形材によって充填される成形型のキャビティ内の圧力を調整する技術に関するものである。   The present invention relates to an injection molding apparatus, an injection condition setting method, and an injection molding method. More specifically, the present invention relates to a technique for adjusting the pressure in a cavity of a mold filled with a molding material injected by an injection nozzle of an injection molding apparatus.

成形型のキャビティに射出ノズルから溶融した成形材を射出する射出成形装置が知られている。   2. Description of the Related Art An injection molding apparatus that injects a molten molding material from an injection nozzle into a mold cavity is known.

成形型のキャビティには、その形状によって射出ノズルから射出された成形材が充填されにくい部位が存在することがある。このような部位とは、例えば、射出ノズルから遠い奥まった部位や、狭隘部位等である。成形材が充填されにくい部位が存在すると、そこに成形材を行き渡らせるために、射出ノズルが射出した成形材の圧力(以下、「射出圧力」と言う)を高くしなければならない。射出ノズルの射出圧力を高くすると、キャビティ内の圧力も高くなる。キャビティ内の圧力が高くなると、成形型の合わせ面に成形材が入り込んでバリが生じてしまったり、成形型の型締め力を大きくしたりしなければならない。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、成形型のキャビティ内の圧力を低くする技術を提供することを課題とする。
There may be a portion of the mold cavity that is difficult to be filled with the molding material injected from the injection nozzle depending on its shape. Such a part is, for example, a deep part far from the injection nozzle or a narrow part. If there is a region where the molding material is difficult to be filled, the pressure of the molding material injected by the injection nozzle (hereinafter referred to as “injection pressure”) must be increased in order to spread the molding material there. When the injection pressure of the injection nozzle is increased, the pressure in the cavity is also increased. When the pressure in the cavity increases, the molding material enters the mating surfaces of the molding dies to generate burrs, or the mold clamping force of the molding dies must be increased.
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a technique for reducing the pressure in the cavity of the mold.

本発明の射出成形装置は、成形型内のキャビティに溶融した成形材を射出する複数の射出ノズルと、各射出ノズルに各射出ノズルから射出される成形材の射出率を指令する制御手段とを備えている。その制御手段は、射出ノズル毎に、射出開始からの経過時間に対応した射出率を記憶している記憶装置を備えており、その記憶装置に記憶されている射出率は、各射出ノズルの射出圧力を等しくする関係に設定されている。
この射出成形装置によれば、制御手段の記憶装置に記憶されている射出率は、各射出ノズルの射出圧力を等しくする関係に設定されている。このため、制御手段が記憶装置に記憶されている各射出ノズルの射出圧力を等しくする射出率で各射出ノズルから成形材を射出すると、キャビティ内の圧力が全体として平均化されて低くなる。
ここで、射出率とは、単位時間当りの射出量を意味するとともに、射出率そのものに限られず、その射出率を実現するためのデータを含んでいる。また、各射出ノズルの射出圧力が等しいとは、各射出ノズルの射出圧力差が、キャビティ内の成形材に実質的流動を引き起こさない程度に接近していることを意味する。
An injection molding apparatus according to the present invention comprises a plurality of injection nozzles for injecting a molten molding material into a cavity in a molding die, and a control means for commanding the injection rate of the molding material injected from each injection nozzle to each injection nozzle. I have. The control means includes a storage device that stores an injection rate corresponding to the elapsed time from the start of injection for each injection nozzle, and the injection rate stored in the storage device is the injection rate of each injection nozzle. The pressure is set to be equal.
According to this injection molding apparatus, the injection rate stored in the storage device of the control means is set to have a relationship that equalizes the injection pressure of each injection nozzle. For this reason, when the control unit injects the molding material from each injection nozzle at an injection rate that equalizes the injection pressure of each injection nozzle stored in the storage device, the pressure in the cavity is averaged and lowered as a whole.
Here, the injection rate means an injection amount per unit time, and is not limited to the injection rate itself, but includes data for realizing the injection rate. Moreover, that the injection pressure of each injection nozzle is equal means that the injection pressure difference of each injection nozzle is close enough to cause no substantial flow in the molding material in the cavity.

上記の射出成形装置において、記憶装置に記憶されている射出率が、各射出ノズルの射出圧力を等しくするとともに、その共通射出圧力を射出開始からの経過時間に対応して一様に増大させる関係に設定されていることが好ましい。
このように、各射出ノズルの共通射出圧力が射出開始からの経過時間に対応して一様に増大させる関係に設定されていると、キャビティ内に射出される経過時間に対応した成形材の射出率が大きく変動しないので、良質な成形品を得ることができる。ここで、一様に増大するとは、射出率がそれ以前の射出率を下回らないで増大することを意味する。
In the above injection molding apparatus, the injection rate stored in the storage device equalizes the injection pressure of each injection nozzle and uniformly increases the common injection pressure corresponding to the elapsed time from the start of injection. It is preferable that it is set to.
In this way, when the common injection pressure of each injection nozzle is set so as to increase uniformly corresponding to the elapsed time from the start of injection, injection of the molding material corresponding to the elapsed time injected into the cavity Since the rate does not fluctuate greatly, a high-quality molded product can be obtained. Here, uniformly increasing means that the injection rate increases without lowering the previous injection rate.

上記の射出成形装置において、記憶装置に記憶されている射出率が、射出時の成形材の流動を解析計算するプログラムを実行して得られた値であることが好ましい。
このようなプログラムを用いることにより、各射出ノズルの射出率を効率良く求めることができる。
In the above injection molding apparatus, it is preferable that the injection rate stored in the storage device is a value obtained by executing a program for analyzing and calculating the flow of the molding material at the time of injection.
By using such a program, the injection rate of each injection nozzle can be obtained efficiently.

本発明の射出条件設定方法は、成形型内のキャビティに溶融した成形材を射出する複数の射出ノズルと、射出ノズル毎に射出開始からの経過時間に対応した射出率を記憶している記憶装置と、記憶装置に記憶されている射出率を各射出ノズルに指令する制御手段を備えている射出成形装置の前記記憶装置に射出率を記憶させる。その方法は、射出率を入力すると、キャビティ形状と成形材の流動条件と成形材の凝固条件を記述するデータを用いて、キャビティに充填される成形材の流動速度と圧力を計算するプログラムを実行し、各射出ノズルの射出圧力を等しくする各射出ノズルの射出率を探索する工程と、探索された各射出ノズルの射出率を前記記憶装置に記憶する工程を備えている。
上記の射出条件設定方法は、射出率を入力すると、キャビティ形状と成形材の流動条件と成形材の凝固条件を記述するデータを用いて、キャビティに充填される成形材の流動速度と圧力を計算するプログラムを実行し、各射出ノズルの射出圧力を等しくする各射出ノズルの射出率を探索する。このようなプログラムを用いると、各射出ノズルの射出率を効率よく探索することができる。また、探索された各射出ノズルの射出率が記憶装置に記憶されるので、制御手段は、各射出ノズルの射出圧力を等しくする各射出ノズルの射出率を各射出ノズルに指令する。よって、キャビティ内圧力を全体として平均化して低くすることができる。
The injection condition setting method of the present invention includes a plurality of injection nozzles that inject a molten molding material into a cavity in a mold, and a storage device that stores an injection rate corresponding to an elapsed time from the start of injection for each injection nozzle And the injection rate is stored in the storage unit of the injection molding apparatus provided with control means for commanding the injection rate stored in the storage unit to each injection nozzle. When the injection rate is input, the method executes a program that calculates the flow rate and pressure of the molding material filled in the cavity using data describing the cavity shape, molding material flow conditions, and molding material solidification conditions. And a step of searching for an injection rate of each injection nozzle that equalizes the injection pressure of each injection nozzle, and a step of storing the searched injection rate of each injection nozzle in the storage device.
In the above injection condition setting method, when the injection rate is input, the flow rate and pressure of the molding material filled in the cavity are calculated using data describing the cavity shape, molding material flow conditions, and molding material solidification conditions. Is executed to search for the injection rate of each injection nozzle that equalizes the injection pressure of each injection nozzle. By using such a program, it is possible to efficiently search for the injection rate of each injection nozzle. Further, since the searched injection rate of each injection nozzle is stored in the storage device, the control unit instructs each injection nozzle to set the injection rate of each injection nozzle that equalizes the injection pressure of each injection nozzle. Therefore, the pressure in the cavity can be averaged and lowered as a whole.

本発明の射出成形方法は、成形型内のキャビティに溶融した成形材を射出する複数の射出ノズルを備えた射出成形装置で射出成形する。そして、射出開始から充填完了までの間、各射出ノズルの射出圧力を等しくする各射出ノズルの単位時間あたりの射出量で充填する。
このように、射出開始から充填完了までの間、各射出ノズルの射出圧力を等しくする各射出ノズルの単位時間あたりの射出量で充填すると、キャビティ内圧力を全体として平均化して低くすることができる。
In the injection molding method of the present invention, injection molding is performed by an injection molding apparatus including a plurality of injection nozzles for injecting a molten molding material into a cavity in a mold. Then, from the start of injection to the completion of filling, filling is performed with an injection amount per unit time of each injection nozzle that makes the injection pressure of each injection nozzle equal.
As described above, when filling with the injection amount per unit time of each injection nozzle that equalizes the injection pressure of each injection nozzle from the start of injection to the completion of filling, the pressure in the cavity can be averaged and lowered as a whole. .

後述する実施例の主要な特徴を記載する。
(1)射出成形装置10は、成形型12と、第1射出ノズル20と、第2射出ノズル21と、第3射出ノズル22と、第4射出ノズル23と、スクリュウ駆動部30と、コントローラ31と、ホッパー32を備えている。
射出ノズル20、21、22、23に収容されているスクリュウ34は、スクリュウ駆動部30によって駆動される。コントローラ31は、スクリュウ駆動部30を制御する。ホッパー32には粉末状の成形材が貯留されている。
(2)スクリュウ34を後退させたままスクリュウ34を高速回転すると、ホッパー32から成形材がシリンダ33内に取込まれ、溶融してシリンダ33の先端側の空間に貯められる。スクリュウ34が前進すると、射出ノズル20、21、22、23から溶融した成形材がキャビティ24に射出される。
(3)射出ノズル20、21、22、23の射出率の決定にあたっては、CAEで流動解析を行う。この場合、成形型12をモデル化したモデル36を用いる。モデル36は、成形型37と、ランナー38と、1つの射出ノズル39から構成されている。ランナー38は、下流側で分岐ランナー38cに分岐している。CAE解析にあたっては、分岐ランナー38cの出口部38bの圧力が等しくなるように設定して、そのときに各分岐ランナー38cを流れる成形材の流量を算出する。
(4)このようにして算出した各分岐ランナー38cを流れる成形材の流量は、射出ノズル20、21、22、23の射出圧力が等しくなる場合の射出率に相当する。この射出率で成形材を射出すると、射出ノズル20、21、22、23の射出圧力が等しくなり、キャビティ24内の圧力を低くすることができる。
The main features of the embodiments described later will be described.
(1) The injection molding apparatus 10 includes a molding die 12, a first injection nozzle 20, a second injection nozzle 21, a third injection nozzle 22, a fourth injection nozzle 23, a screw drive unit 30, and a controller 31. And a hopper 32.
The screw 34 accommodated in the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 is driven by the screw driving unit 30. The controller 31 controls the screw driving unit 30. The hopper 32 stores a powdery molding material.
(2) When the screw 34 is rotated at a high speed while the screw 34 is retracted, the molding material is taken into the cylinder 33 from the hopper 32, melted and stored in the space on the tip side of the cylinder 33. When the screw 34 moves forward, molten molding material is injected into the cavity 24 from the injection nozzles 20, 21, 22, and 23.
(3) In determining the injection rate of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23, flow analysis is performed by CAE. In this case, a model 36 obtained by modeling the mold 12 is used. The model 36 includes a mold 37, a runner 38, and one injection nozzle 39. The runner 38 branches to the branch runner 38c on the downstream side. In the CAE analysis, the pressure of the outlet portion 38b of the branch runner 38c is set to be equal, and the flow rate of the molding material flowing through each branch runner 38c at that time is calculated.
(4) The flow rate of the molding material flowing through each branch runner 38c thus calculated corresponds to the injection rate when the injection pressures of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 are equal. When the molding material is injected at this injection rate, the injection pressures of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 become equal, and the pressure in the cavity 24 can be lowered.

本発明に係る射出成形装置10について、図面を参照しながら説明する。
図6に示すように、射出成形装置10は、成形型12と、第1射出ノズル20(図1に図示)と、第2射出ノズル21と、第3射出ノズル22と、第4射出ノズル23を備えている。さらに射出成形装置10は、図2に示す、スクリュウ駆動部30と、コントローラ31と、ホッパー32を備えている。成形型12は、第1型14と、第2型16と、中子18(図1に図示)から構成されている。中子18は、第2型16に固定されている。第1型14と第2型16が密着し、成形型12が閉じられた状態では、第1型14と第2型16と中子18とによって、キャビティ24が形成される。成形型12を開くときには、第1型14と第2型16を分離する。
図1に示すように、第1射出ノズル20は、第1型14の外面に固定されている。第1型14には、第1射出ノズル20とキャビティ24を連通する第1成形材流路25が形成されている。第2射出ノズル21と第3射出ノズル22と第4射出ノズル23は、第2型16の外面に固定されている。第2型16には、第2射出ノズル21とキャビティ24を連通する第2成形材流路26と、第3射出ノズル22とキャビティ24を連通する第3成形材流路27と、第4射出ノズル23とキャビティ24を連通する第4成形材流路28が形成されている。
An injection molding apparatus 10 according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 6, the injection molding apparatus 10 includes a molding die 12, a first injection nozzle 20 (shown in FIG. 1), a second injection nozzle 21, a third injection nozzle 22, and a fourth injection nozzle 23. It has. Further, the injection molding apparatus 10 includes a screw driving unit 30, a controller 31, and a hopper 32 shown in FIG. The molding die 12 is composed of a first die 14, a second die 16, and a core 18 (shown in FIG. 1). The core 18 is fixed to the second mold 16. When the first mold 14 and the second mold 16 are in close contact and the mold 12 is closed, the cavity 24 is formed by the first mold 14, the second mold 16 and the core 18. When the mold 12 is opened, the first mold 14 and the second mold 16 are separated.
As shown in FIG. 1, the first injection nozzle 20 is fixed to the outer surface of the first mold 14. The first mold 14 is formed with a first molding material flow path 25 that communicates the first injection nozzle 20 and the cavity 24. The second injection nozzle 21, the third injection nozzle 22 and the fourth injection nozzle 23 are fixed to the outer surface of the second mold 16. The second mold 16 includes a second molding material channel 26 that communicates the second injection nozzle 21 and the cavity 24, a third molding material channel 27 that communicates the third injection nozzle 22 and the cavity 24, and a fourth injection. A fourth molding material flow path 28 that communicates the nozzle 23 and the cavity 24 is formed.

図2に示すように、射出ノズル20、21、22、23は、シリンダ33と、スクリュウ34を有している。シリンダ33の先端部33aは窄まっており、この先端部33aが型14、16に接続されている。ホッパー32は、シリンダ33の後端側でシリンダ33内と連通するとともに、成形材を貯留している。成形材は粉末状である。成形材には、例えば、ポリプロピレンが用いられる。スクリュウ34は、シリンダ33に収容されている。スクリュウ34の外周部には、螺旋が形成されている。スクリュウ34は、スクリュウ駆動部30に駆動されて、軸回りに回転するとともに、軸方向に進退する。コントローラ31は、スクリュウ駆動部30を制御して、射出ノズル20、21、22、23のそれぞれのスクリュウ34の動きを個別に調整する。このため、コントローラ31が内蔵している記憶装置は、射出ノズル20、21、22、23のスクリュウ34の動作に係る情報を記憶している。
射出成形を行う際には、スクリュウ34を後退(図2に示されている状態)させたまま、スクリュウ34を高速回転する。スクリュウ34が高速回転すると、ホッパー32に貯留されている成形材がシリンダ33内に取込まれる。シリンダ33内に取込まれた成形材は、スクリュウ34の螺旋によって混練されながらシリンダ33の先端側に送られる。混練された成形材は発熱して溶融する。従って、シリンダ33の先端側の空間には、溶融した成形材が貯められる。続いて、スクリュウ34が急速に前進する。スクリュウ34が前進すると、射出ノズル20、21、22、23から溶融した成形材が射出される。射出ノズル20、21、22、23から射出された成形材は、成形材流路25、26、27、28を通ってキャビティ24に充填される。キャビティ24に充填された成形材が冷えて個化してから成形型12を開き、成形品を取出す。
As shown in FIG. 2, the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 have a cylinder 33 and a screw 34. The tip 33 a of the cylinder 33 is narrowed, and the tip 33 a is connected to the molds 14 and 16. The hopper 32 communicates with the inside of the cylinder 33 on the rear end side of the cylinder 33 and stores a molding material. The molding material is in powder form. For example, polypropylene is used as the molding material. The screw 34 is accommodated in the cylinder 33. A spiral is formed on the outer periphery of the screw 34. The screw 34 is driven by the screw drive unit 30 to rotate about the axis and advance and retreat in the axial direction. The controller 31 controls the screw drive unit 30 to individually adjust the movements of the screws 34 of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23. For this reason, the storage device built in the controller 31 stores information related to the operation of the screw 34 of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23.
When injection molding is performed, the screw 34 is rotated at a high speed while the screw 34 is moved backward (the state shown in FIG. 2). When the screw 34 rotates at a high speed, the molding material stored in the hopper 32 is taken into the cylinder 33. The molding material taken into the cylinder 33 is fed to the tip side of the cylinder 33 while being kneaded by the screw 34 spiral. The kneaded molding material generates heat and melts. Therefore, the molten molding material is stored in the space on the tip side of the cylinder 33. Subsequently, the screw 34 advances rapidly. When the screw 34 moves forward, molten molding material is injected from the injection nozzles 20, 21, 22, and 23. The molding material injected from the injection nozzles 20, 21, 22, 23 is filled into the cavity 24 through the molding material channels 25, 26, 27, 28. After the molding material filled in the cavity 24 is cooled and individualized, the molding die 12 is opened and the molded product is taken out.

キャビティ24の第2型16と中子18に挟まれた部位は狭くなっている(以下、この部位を「狭隘部35」と言う)。狭隘部35は狭いので、成形材が充填されにくい。仮に、キャビティ24に1つの射出ノズルから成形材を射出したとすると、狭隘部35に成形材を行き渡らせるために、射出ノズルの射出圧力を高くしなければならない。射出ノズルの射出圧力を高くすると、キャビティ24内の圧力が高くなる。キャビティ24内の圧力が高くなると、第1型14と第2型16の合わせ面に成形材が入り込んでバリが生じてしまう。また、1つの射出ノズルから成形材を射出すると、成形材がキャビティ24内を大きく流動しながら充填されてゆくので、ヒケや面ハリ不良が生じたりする。
本実施例の射出成形装置10のように複数の射出ノズルを用いると、射出ノズルを1つしか設けない場合よりも、それぞれの射出ノズルの射出圧力を低くすることができる。射出圧力を低くすることができるのは、複数の射出ノズルを用いると、1つの射出ノズルで狭隘部35を含むキャビティ24全体に成形材を行き渡らせるのとは異なり、それぞれの射出ノズルがキャビティ24各部への成形材の充填を分担するからである。よって、キャビティ24内の圧力が低くなり、バリの発生が防止される。また、複数の射出ノズルを用いると、1つの射出ノズルを用いる場合に比べて、成形材がキャビティ24内で流動する程度が小さくなる。このため、ヒケや面ハリ不良が生じるのが防止される。
A portion of the cavity 24 sandwiched between the second mold 16 and the core 18 is narrow (hereinafter, this portion is referred to as a “narrow portion 35”). Since the narrow portion 35 is narrow, it is difficult to fill the molding material. If the molding material is injected into the cavity 24 from one injection nozzle, the injection pressure of the injection nozzle must be increased in order to distribute the molding material to the narrow portion 35. When the injection pressure of the injection nozzle is increased, the pressure in the cavity 24 is increased. When the pressure in the cavity 24 increases, the molding material enters the mating surfaces of the first mold 14 and the second mold 16 and burrs are generated. Further, when the molding material is injected from one injection nozzle, the molding material is filled while flowing largely in the cavity 24, so that sink marks and surface cracking defects may occur.
When a plurality of injection nozzles are used as in the injection molding apparatus 10 of the present embodiment, the injection pressure of each injection nozzle can be made lower than when only one injection nozzle is provided. The injection pressure can be lowered when a plurality of injection nozzles are used, unlike the case where a single injection nozzle spreads the molding material over the entire cavity 24 including the narrow portion 35, and each injection nozzle has a cavity 24. This is because the filling of the molding material into each part is shared. Therefore, the pressure in the cavity 24 is lowered, and the generation of burrs is prevented. In addition, when a plurality of injection nozzles are used, the degree to which the molding material flows in the cavity 24 becomes smaller than when a single injection nozzle is used. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of sink marks and surface tension defects.

このように、複数の射出ノズルを用いると、キャビティ内の圧力を低くすることができる。この場合、各射出ノズルが射出する成形材の射出率を調整すると、キャビティ内の圧力をより低下させることができる。ここで射出率とは、射出開始からの経過時間に対応した単位時間当りの成形材の射出量を意味する。
これに対して、射出率が調整されずに射出ノズル20、21、22、23が同じ射出率で成形材を射出すると、狭隘部35の圧力が他の部位よりも高くなる。狭隘部35の圧力が他の部位よりも高くなるのは、狭隘部35に成形材が充填されにくい(成形材が入り込みにくい)からである。狭隘部35の圧力が高くなると、その圧力が狭隘部35以外の部位にも伝搬し、キャビティ24内の圧力が全体的に高くなる。
Thus, when a plurality of injection nozzles are used, the pressure in the cavity can be lowered. In this case, the pressure in the cavity can be further reduced by adjusting the injection rate of the molding material injected by each injection nozzle. Here, the injection rate means the injection amount of the molding material per unit time corresponding to the elapsed time from the start of injection.
On the other hand, if the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 inject the molding material at the same injection rate without adjusting the injection rate, the pressure of the narrow portion 35 becomes higher than that of other parts. The reason why the pressure of the narrow portion 35 is higher than other portions is that the narrow portion 35 is difficult to be filled with the molding material (the molding material is difficult to enter). When the pressure of the narrow portion 35 increases, the pressure propagates to other parts than the narrow portion 35, and the pressure in the cavity 24 increases as a whole.

これに対して、コントローラ31がスクリュウ駆動部30の前進速度を制御し、射出ノズル20、21、22、23が射出する成形材の射出率を調整すると、キャビティ24内の圧力をより低くすることができる。この場合、射出ノズル20、21、22、23が射出した成形材の圧力(射出圧力)が等しくなるように、射出率を調整する。
射出ノズル20、21、22、23の射出率の決定にあたっては、CAE(Computer Aided Engineering)を用いる。CAEは、キャビティ24に充填される成形材の流動速度や圧力等を計算する。図3は、CAEを用いて解析する成形型12のモデル36を模式的に例示している。モデル36は、成形型37と、ランナー38と、1つの射出ノズル39から構成されている。成形型37は、3次元シェルメッシュモデルであり、内部には、キャビティや成形材流路がモデル化されている。射出ノズル39は、ランナー38の入口部38aに接続されている。ランナー38は、入口部38aの下流側で5つの分岐ランナー38cに分岐しており、その下流端である出口部38bが成形型37の成形材流路に接続されている。各分岐ランナー38cの長さは、屈曲させることによって等しく設定されている。
On the other hand, if the controller 31 controls the forward speed of the screw drive unit 30 and adjusts the injection rate of the molding material injected by the injection nozzles 20, 21, 22, and 23, the pressure in the cavity 24 is made lower. Can do. In this case, the injection rate is adjusted so that the pressure (injection pressure) of the molding material injected by the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 becomes equal.
In determining the injection rate of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23, CAE (Computer Aided Engineering) is used. CAE calculates the flow rate, pressure, and the like of the molding material filled in the cavity 24. FIG. 3 schematically illustrates a model 36 of the mold 12 to be analyzed using CAE. The model 36 includes a mold 37, a runner 38, and one injection nozzle 39. The molding die 37 is a three-dimensional shell mesh model, in which a cavity and a molding material channel are modeled. The injection nozzle 39 is connected to the inlet portion 38 a of the runner 38. The runner 38 is branched into five branch runners 38 c on the downstream side of the inlet portion 38 a, and the outlet portion 38 b that is the downstream end thereof is connected to the molding material flow path of the molding die 37. The length of each branch runner 38c is set equal by bending.

上述したモデル36で、各分岐ランナー38cの出口部38bの圧力を等しくするとの条件でCAEを用いて流動解析を行い、各分岐ランナー38cを流れる成形材の流量を算出する。各分岐ランナー38cの長さは等しいので、それらの圧力損失特性も等しくなる。各分岐ランナー38cの屈曲形状が異なることによる圧力損失特性の差異は無視できる。各分岐ランナー38cの圧力損失特性が等しいと、各分岐ランナー38cを流れる成形材の流量は、出口部38bの圧力に依存する。従って、1つの射出ノズル39から成形材を射出するとして算出される各分岐ランナー38cを流れる成形材の流量は、それぞれの出口部38bに射出ノズルを配置した場合の射出率に相当する。よって、各射出ノズルの射出圧力が等しくなるときの、各射出ノズルの射出率を求めることができる。
CAE解析には、例えば、MOLDFLOW社のMoldflow Plastic Insight等の流動解析ソフトウェアを用いる。
なお、射出ノズルの射出率を算出するために圧力が等しくなると設定する部位は、必ずしも分岐ランナー38cの出口部38bに限られない。例えば、成形型37の成形材流路の途中や、キャビティ内であって成形材流路がキャビティに開口している部位であってもよい。
In the model 36 described above, flow analysis is performed using CAE under the condition that the pressure at the outlet portion 38b of each branch runner 38c is equalized, and the flow rate of the molding material flowing through each branch runner 38c is calculated. Since the lengths of the branch runners 38c are equal, their pressure loss characteristics are also equal. The difference in pressure loss characteristics due to the difference in the bent shape of each branch runner 38c is negligible. When the pressure loss characteristics of each branch runner 38c are equal, the flow rate of the molding material flowing through each branch runner 38c depends on the pressure of the outlet portion 38b. Accordingly, the flow rate of the molding material flowing through each branch runner 38c calculated as the molding material is injected from one injection nozzle 39 corresponds to the injection rate when the injection nozzle is arranged at each outlet portion 38b. Therefore, the injection rate of each injection nozzle when the injection pressure of each injection nozzle becomes equal can be obtained.
For the CAE analysis, for example, flow analysis software such as Moldflow Plastic Insight of MOLDFLOW is used.
In addition, the site | part set when a pressure becomes equal in order to calculate the injection rate of an injection nozzle is not necessarily restricted to the exit part 38b of the branch runner 38c. For example, it may be in the middle of the molding material flow path of the molding die 37, or in a portion in the cavity where the molding material flow path opens into the cavity.

図4は、CAE解析で算出した時間経過に対する射出ノズル20、21、22、23の射出圧力を図示している。射出ノズル20、21、22、23の射出圧力は一致しており、1本に線で示されている。このように射出ノズル20、21、22、」23の射出圧力を一致させるに際しては、CAEの境界条件を操作する。射出ノズル20、21、22、23からの成形材の射出は、圧力がピークを付けている「P」時点で終了しており、それ以降は成形材がキャビティ24内に確実に充填されるように、キャビティ24に保圧を加えている。
図5は、図4に示したように射出ノズル20、21、22、23の射出圧力が等しくなるようにCAE解析を実施した場合に、それにともなって算出される射出ノズル20、21、22、23の射出率を示している。図5に示しているのは、射出ノズル20、21、22、23の射出が終了するまでである(図4の時点「P」までである)。図5の線40は、第1射出ノズル20の射出率を示している。線41は、第2射出ノズル21と第4射出ノズル23の射出率を示している。線42は、第3射出ノズル22の射出率を示している。第3射出ノズル22は、狭隘部35に成形材を充填するので、線42で示されているように、射出率が最も少なく算出されている。逆に言うと、第3射出ノズル22の射出率が少ないので、第3射出ノズル22の射出圧力が低くなって、射出ノズル20、21、23の射出圧力と等しくなっている。
従って、図5に示した射出率になるように、コントローラ31でスクリュウ駆動部30を制御し、射出ノズル20、21、22、23のスクリュウ34の前進速度を調整すると、射出時のキャビティ24内の圧力を低くすることができる。キャビティ24の圧力が低いと、バリの発生防止や、型14、16の型締め力の低減をはかることができる。また、各射出ノズル20、21、22、23の射出圧力が等しいと、キャビティ24内の圧力の分布がアンバランスにならないので、充填後にキャビティ24内で成形材が流動することが防止される。キャビティ24内での成形材の流動が防止されると、ヒケや面ハリ不良の発生が防止される。
FIG. 4 illustrates the injection pressures of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 with respect to the passage of time calculated by the CAE analysis. The injection pressures of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 are the same, and are indicated by a single line. Thus, when the injection pressures of the injection nozzles 20, 21, 22, and "23" are matched, the boundary conditions of the CAE are operated. Injection of the molding material from the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 is completed at the time “P” when the pressure peaks, and thereafter, the molding material is surely filled into the cavity 24. In addition, a holding pressure is applied to the cavity 24.
FIG. 5 shows the injection nozzles 20, 21, 22, calculated when the CAE analysis is performed so that the injection pressures of the injection nozzles 20, 21, 22, 23 are equal as shown in FIG. The injection rate of 23 is shown. FIG. 5 shows the process until the injection of the injection nozzles 20, 21, 22, 23 is completed (until the time point “P” in FIG. 4). A line 40 in FIG. 5 indicates the injection rate of the first injection nozzle 20. A line 41 indicates the injection rate of the second injection nozzle 21 and the fourth injection nozzle 23. A line 42 indicates the injection rate of the third injection nozzle 22. Since the third injection nozzle 22 fills the narrow portion 35 with the molding material, as indicated by the line 42, the injection rate is calculated to be the smallest. In other words, since the injection rate of the third injection nozzle 22 is small, the injection pressure of the third injection nozzle 22 is low and equal to the injection pressure of the injection nozzles 20, 21, and 23.
Therefore, when the screw drive unit 30 is controlled by the controller 31 to adjust the forward speed of the screw 34 of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 so that the injection rate shown in FIG. The pressure can be lowered. When the pressure of the cavity 24 is low, the generation of burrs can be prevented and the clamping force of the molds 14 and 16 can be reduced. Further, if the injection pressures of the injection nozzles 20, 21, 22, and 23 are equal, the pressure distribution in the cavity 24 does not become unbalanced, so that the molding material is prevented from flowing in the cavity 24 after filling. When the flow of the molding material in the cavity 24 is prevented, the occurrence of sink marks and surface defects is prevented.

図1に示すように、第1型14の第1成形材流路25や、第2型16の成形材流路26、27、28は、その長さが異なっている。従って、上述したCAE解析にあたっては、成形材流路25、26、27、28の長さが異なることによる圧力損失の相違を考慮することが好ましい。成形材流路25、26、27、28の圧力損失の相違を考慮すると、CAE解析の精度をより高めることができる。   As shown in FIG. 1, the first molding material flow path 25 of the first mold 14 and the molding material flow paths 26, 27, and 28 of the second mold 16 have different lengths. Therefore, in the above-described CAE analysis, it is preferable to consider the difference in pressure loss due to the different lengths of the molding material channels 25, 26, 27, and 28. Considering the difference in pressure loss between the molding material channels 25, 26, 27, and 28, the accuracy of CAE analysis can be further increased.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

図6のI−I線断面図。The II sectional view taken on the line of FIG. 射出ノズル、コントローラ等の模式的構成図。The schematic block diagram of an injection nozzle, a controller, etc. CAE解析モデルの模式図。The schematic diagram of a CAE analysis model. 射出ノズルの射出圧力を示すグラフ。The graph which shows the injection pressure of an injection nozzle. 射出ノズルの射出率を示すグラフ。The graph which shows the injection rate of an injection nozzle. 射出成形装置の模式的斜視図。The typical perspective view of an injection molding device.

符号の説明Explanation of symbols

10:射出成形装置
12:成形型
14:第1型
16:第2型
18:中子
20:第1射出ノズル
21:第2射出ノズル
22:第3射出ノズル
23:第4射出ノズル
24:キャビティ
25:第1成形材流路
26:第2成形材流路
27:第3成形材流路
28:第4成形材流路
30:スクリュウ駆動部
31:コントローラ
32:ホッパー
33:シリンダ、33a:先端部
34:スクリュウ
35:狭隘部
36:モデル
37:成形型
38:ランナー、38a:入口部、38b:出口部、38c:分岐ランナー
39:射出ノズル
40:線(第1射出ノズルの射出率)
41:線(第2射出ノズルと第4射出ノズルの射出率)
42:線(第3射出ノズルの射出率)
10: Injection molding device 12: Mold 14: First mold 16: Second mold 18: Core 20: First injection nozzle 21: Second injection nozzle 22: Third injection nozzle 23: Fourth injection nozzle 24: Cavity 25: 1st molding material channel 26: 2nd molding material channel 27: 3rd molding material channel 28: 4th molding material channel 30: Screw drive part 31: Controller 32: Hopper 33: Cylinder, 33a: Tip Part 34: Screw 35: Narrow part 36: Model 37: Mold 38: Runner, 38a: Inlet part, 38b: Outlet part, 38c: Branch runner 39: Injection nozzle 40: Line (injection rate of the first injection nozzle)
41: line (injection rate of the second injection nozzle and the fourth injection nozzle)
42: Line (injection rate of the third injection nozzle)

Claims (5)

成形型内のキャビティに溶融した成形材を射出する複数の射出ノズルと、
各射出ノズルに各射出ノズルから射出される成形材の射出率を指令する制御手段とを備え、
その制御手段は、射出ノズル毎に、射出開始からの経過時間に対応した射出率を記憶している記憶装置を備えており、
その記憶装置に記憶されている射出率は、各射出ノズルの射出圧力を等しくする関係に設定されていることを特徴とする射出成形装置。
A plurality of injection nozzles for injecting a molten molding material into a cavity in a mold; and
Control means for commanding the injection rate of the molding material injected from each injection nozzle to each injection nozzle,
The control means includes a storage device that stores an injection rate corresponding to an elapsed time from the start of injection for each injection nozzle,
An injection molding apparatus characterized in that the injection rate stored in the storage device is set so as to make the injection pressure of each injection nozzle equal.
前記記憶装置に記憶されている射出率が、各射出ノズルの射出圧力を等しくするとともに、その共通射出圧力を射出開始からの経過時間に対応して一様に増大させる関係に設定されていることを特徴とする請求項1の射出成形装置。   The injection rate stored in the storage device is set such that the injection pressures of the injection nozzles are made equal and the common injection pressure is uniformly increased corresponding to the elapsed time from the start of injection. The injection molding apparatus according to claim 1. 前記記憶装置に記憶されている射出率が、射出時の成形材の流動を解析計算するプログラムを実行して得られた値であることを特徴とする請求項1または2の射出成形装置。   3. The injection molding apparatus according to claim 1, wherein the injection rate stored in the storage device is a value obtained by executing a program for analyzing and calculating a flow of a molding material at the time of injection. 成形型内のキャビティに溶融した成形材を射出する複数の射出ノズルと、射出ノズル毎に射出開始からの経過時間に対応した射出率を記憶している記憶装置と、記憶装置に記憶されている射出率を各射出ノズルに指令する制御手段を備えている射出成形装置の前記記憶装置に射出率を記憶させる方法であり、
射出率を入力すると、キャビティ形状と成形材の流動条件と成形材の凝固条件を記述するデータを用いて、キャビティに充填される成形材の流動速度と圧力を計算するプログラムを実行し、各射出ノズルの射出圧力を等しくする各射出ノズルの射出率を探索する工程と、
探索された各射出ノズルの射出率を前記記憶装置に記憶する工程、
を備えている射出条件設定方法。
A plurality of injection nozzles that inject a molten molding material into a cavity in a mold, a storage device that stores an injection rate corresponding to an elapsed time from the start of injection for each injection nozzle, and a storage device that stores the injection rate It is a method of storing the injection rate in the storage device of the injection molding apparatus provided with a control means for commanding the injection rate to each injection nozzle,
When the injection rate is entered, a program that calculates the flow rate and pressure of the molding material that fills the cavity is executed using data describing the cavity shape, molding material flow conditions, and molding material solidification conditions. Searching for the injection rate of each injection nozzle to equalize the injection pressure of the nozzle;
Storing the searched injection rate of each injection nozzle in the storage device;
An injection condition setting method comprising:
成形型内のキャビティに溶融した成形材を射出する複数の射出ノズルを備えた射出成形装置で射出成形する方法であり、
射出開始から充填完了までの間、各射出ノズルの射出圧力を等しくする各射出ノズルの単位時間あたりの射出量で充填することを特徴とする射出成形方法。
It is a method of injection molding with an injection molding apparatus having a plurality of injection nozzles for injecting a molten molding material into a cavity in a molding die,
An injection molding method characterized in that filling is performed with an injection amount per unit time of each injection nozzle that equalizes the injection pressure of each injection nozzle from the start of injection to the completion of filling.
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