CN107848175B - 使用一个或多个外部传感器作为虚拟空腔传感器的注射模制方法 - Google Patents

使用一个或多个外部传感器作为虚拟空腔传感器的注射模制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107848175B
CN107848175B CN201680042771.4A CN201680042771A CN107848175B CN 107848175 B CN107848175 B CN 107848175B CN 201680042771 A CN201680042771 A CN 201680042771A CN 107848175 B CN107848175 B CN 107848175B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mold
cavity
pressure
injection molding
mold cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680042771.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107848175A (zh
Inventor
R·A·波拉德
J·D·瑞克尔
G·M·艾尔托宁
H·K·汉森三世
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amflex Co ltd
Original Assignee
Amflex Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amflex Co ltd filed Critical Amflex Co ltd
Publication of CN107848175A publication Critical patent/CN107848175A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107848175B publication Critical patent/CN107848175B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/77—Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/766—Measuring, controlling or regulating the setting or resetting of moulding conditions, e.g. before starting a cycle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/80—Measuring, controlling or regulating of relative position of mould parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003—Measured parameter
    • B29C2945/76006—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003—Measured parameter
    • B29C2945/761—Dimensions, e.g. thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003—Measured parameter
    • B29C2945/761—Dimensions, e.g. thickness
    • B29C2945/76103—Dimensions, e.g. thickness shrinkage, dilation, dimensional change, warpage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177—Location of measurement
    • B29C2945/76254—Mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344—Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76381—Injection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76451—Measurement means
    • B29C2945/76481—Strain gauges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76498—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76531—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76545—Flow rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76494—Controlled parameter
    • B29C2945/76568—Position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76655—Location of control
    • B29C2945/76732—Mould
    • B29C2945/76735—Mould cavity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76655—Location of control
    • B29C2945/76765—Moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76822—Phase or stage of control
    • B29C2945/76859—Injection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76929—Controlling method
    • B29C2945/76933—The operating conditions are corrected immediately, during the same phase or cycle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76929—Controlling method
    • B29C2945/76939—Using stored or historical data sets
    • B29C2945/76943—Using stored or historical data sets compare with thresholds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76929—Controlling method
    • B29C2945/76939—Using stored or historical data sets
    • B29C2945/76946—Using stored or historical data sets using an expert system, i.e. the system possesses a database in which human experience is stored, e.g. to help interfering the possible cause of a fault
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0058—Liquid or visquous
    • B29K2105/0067—Melt

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

一种注射模制方法涉及使用至少一个外部传感器测量模腔的模侧的参数变化；基于所述参数变化估算所述模腔中的条件，如所述模腔或流动前沿位置中的压力；并且将所述估算条件与触发点进行比较。如果所述估算条件等于或超过所述触发点，那么启动具有最佳预定义压力‑时间曲线的虚拟空腔传感器，并且当启动时，所述虚拟空腔传感器跟踪由参数变化测量结果所计算的估算条件，所述参数变化测量结果由所述至少一个外部传感器随时间推移加以测量。在一实施例中，估算参数的跟踪结果可与最佳预定义压力‑时间曲线结合使用。

Description

使用一个或多个外部传感器作为虚拟空腔传感器的注射模制 方法
技术领域
本申请大体上涉及注射模制，并且更具体地说，涉及在邻近于模具的分模线的模具表面的外部上使用外部传感器来估算条件(如注射模具中的压力或熔体流前沿位置)的方法，并且任选地，如果估算条件命中或超过触发点，那么进行其它计算和/或调整注射模制过程，由此将外部传感器以及虚拟空腔传感器用作压力控制系统的一部分。
背景技术
在注射模制期间，熔融热塑性材料经由一个或多个浇口流入模具的模腔中。模腔中的压力为至关重要的向量，因为压力不足可能会产生不当形成的部件，而压力过量可能会对模具造成破坏。熔体流前沿处的压力通过例如，实现计算填充模腔的快慢程度和模制部件在空腔中冷却可能耗费的时间长短来提供与注射模制过程相关的整体信息。一些注射模制过程旨在使熔体流前沿随时间推移遵循特定压力模式以使注射模制过程优化。举例来说，为产生内部应力(将另外导致非所期望的缩小、凹陷和翘曲)得以完全消除的最终产物，一些注射模制过程维持空腔中的气压与熔体流前沿处的压力之间的压力平衡，当熔融热塑性材料移入模具的空腔中时，所述空腔中的气压会基于模腔几何形状而有所变化。对于所述注射模制系统来说，为确定期望的压力/时间曲线是否得到正确地跟踪，测定熔体流前沿处的实时压力为至关重要的，并且如果鉴别出从压力/时间曲线有所偏离，那么作出调整以校正熔体流前沿的压力。
理想地，用于测量模腔中和熔体流前沿处的压力的传感器将为间接的、容易安装并且价格低廉。直接传感器，如放置于模腔中的传感器，会在部件表面上留下非所期望的痕迹。举例来说，尽管已增加对具有高光泽面层的注射模制部件的要求，但定位于模腔中的直接传感器仍具有损毁部件的高光泽面层的倾向。因此，不位于模腔中的间接传感器为较优选的。一些现用间接传感器包括分模线传感器、顶出销传感器(ejector pin sensor)或固定销传感器(static pin sensor)和超声波传感器。不利的是，这些间接传感器不可能始终放置于最佳位置处，有时为了进行加工以使得传感器可得到安装，需要模具设备经历停机期，并且代价可能不低。当前使用的用于间接测量模腔中的压力的应变计传感器受到相同问题的困扰。举例来说，应变计传感器已与具有顶出套筒或长心型销的模制设备结合使用，但并非所有注射模制设备都经配置以包括顶出套筒或长心型销。
发明内容
本发明的范围内的实施例涉及外部传感器在注射模制过程期间估算条件，如模腔中或熔体流前沿的位置的压力的用途。应变计传感器为主要论述的外部传感器类型，但能够检测半模移动的其它外部传感器可实现相同目的并且处于本发明的范围内。举例来说，微波传感器、x射线传感器、超音波传感器、气压传感器、空气温度传感器、表面下温度传感器都可取代下文所述并且所描绘的应变计传感器。此外，可利用其它类型的外部计传感器代替应变计传感器，如电传感器、电子传感器、机械传感器、无线传感器和光纤传感器。
本发明的范围内的实施例涉及应变计传感器在注射模制过程期间估算条件，如模腔中或熔体流前沿的位置的压力的用途。在诸多模具中，内部模腔压力与位于模具的外部上的一个或多个应变计所测量的应变变化之间存在直接相关性。在此类模具中，外部应变计可用于替代直接传感器以监测并且调整内部模腔压力。在其余模具中，内部模腔压力与位于模具的外部上的一个或多个应变计所测量的应变变化之间不存在直接相关性。然而，模腔中的熔体流前沿的位置与位于模具的外部上的一个或多个应变计所测量的应变变化之间仍存在直接相关性。使用应变计传感器以及虚拟空腔传感器作为压力控制系统的一部分以感测模腔中的参数，如模腔中或熔体流前沿位置的压力，并且如果参数命中或超过触发点或范围，那么调整注射模制过程。在本发明的范围内的实施例中，将至少一个应变计传感器安装于模具的外部上，如堆栈模具的模具板的外部上，其邻近于位于两个模侧之间的分模线，所述分模线界定注射模制系统的一个或多个模腔。在本发明的一些实施例中，使用两个应变计传感器，一个邻近于模具的分模线并且接近达到模腔的喷嘴，并且另一个邻近于模具的分模线并且当熔融热塑性材料注射到模腔中时，其处于喷嘴的下游位置处。
通过测量标准注射模制过程期间所出现的模具表面上的表面应变来研究应变计传感器。在典型注射模制设备中，在两个模侧之间形成模腔，所述模侧在压力下通过按压或夹持单元结合在一起。因此，沿模具的分模线，由按压或夹持单元施加闭合力。当熔融热塑性材料注射到模腔中时，熔融热塑性材料沿模具的分模线施加张开力。理想地，熔融热塑性材料所施加的张开力小于夹持单元所施加的闭合力。如果张开力超过闭合力，那么模侧被迫分开并且发生熔融热塑性材料溢出或泄漏。放置于邻近于模具的分模线的模具表面的外部上的应变计传感器能够感测由于闭合力和张开力，模具表面上所出现的随时间推移的表面应变变化。
响应于表面应变变化，应变计传感器发出通常在-10伏到10伏范围内的电信号。接收应变计传感器所发射的信号并且供控制器使用以估算模具中的一个或多个条件，如模腔中的压力或熔体流前沿的位置。在其中流动通道的长度与模制部件的厚度的比较大的特定模具，即具有高L/t比的模具中，可基于应变计传感器所发射的信号来估算熔体流前沿处的压力。这些近似值可适用于调整注射模制过程。举例来说，可估算模腔中的压力量并且与最大容许模腔压力相比较以致力于确保过量模腔压力不会对模腔造成破坏。
在本发明的范围内的一些实施例中，如果由控制器所计算的条件命中或超过触发点，那么应变计传感器作为其中一部分的压力控制系统可调节注射模制系统的运作以致力于将所感测的或另一参数降到或恢复到理想范围内的水平。除了一个或多个应变计传感器以外，本发明的压力控制系统还包括虚拟空腔传感器，其可以一组指令(例如，软件程序)的形式加以实施，所述指令存储于非暂时性机器可读媒体上并且由一个或多个通用或专用处理器执行。虚拟空腔传感器可从机器可读内存读取数据，并且在一些情况下向机器可读内存写入数据，所述内存存储有表示最佳预定义压力-时间曲线的数据，所述曲线对应于由注射模制过程和形成部件的材料所制的部件。预定义压力时间曲线由其中时间为独立变量并且压力为因变量的等式或关系定义。在一些实施例中，预定义压力-时间曲线为在设定实现模腔的最大设定压力下接近渐近线的抛物曲线。在其中控制器基于应变变化估算内部模具压力的一些实施例中，虚拟传感器将由应变计随时间推移的读数所估算的实时压力与最佳预定义压力-时间曲线进行比较以确定注射模制过程的运作是否如所预期。结合可从注射模制设备获得的其它信息，如将熔融热塑性材料注射到模腔中的螺杆行进的远近程度，虚拟传感器可测定熔融热塑性材料的粘度和模腔的填充百分比。在由应变计传感器读数所估算的实时数据指示并未遵循最佳预定义压力-时间曲线的情况下，虚拟传感器系统可引导注射模制设备采取校正动作，如通过改变注射额外的熔融热塑性材料的螺杆的推进速率和/或推进力，以增加熔体流前沿处或模腔中的压力。
术语“流动前沿”是指当熔融聚合材料从模腔的喷嘴或浇口(即熔融聚合材料引入到模腔的点)朝向并且最终到模腔的填充结束的位置前进时，如界定模腔的模具的表面所经历，熔融聚合材料的注射的前边缘。
在其中控制器基于应变变化测定熔体流前沿的位置的一些实施例中，当意识到应变传感器数据指示熔体流前沿到达模腔中的一定位置时，虚拟传感器系统可引导注射模制设备采取由预定义压力-时间曲线引导的动作，如增加或调整螺杆的推进速率和/或推进力以确保模具得到恰当填充，或甚至致动模具的某一部分。
当熔体流前沿到达模腔中的预定位置时可实施的致动模具的一部分的实例为连续模压，其详细论述于2015年6月30日申请的并且名为“连续模压(Sequential Coining)”的美国专利申请第62/186,722号中，所述申请以引用的方式并入本文中。
术语“流动填充混合”定义为形成待模制部件的特征的模具的一部分的区域，其尤其易受使部件模制复杂化的多种问题中的任何一个或多个的影响或使得模制部件较可能具有一种或多种缺陷或经降低的机械特性，如短暂填充、翘曲、凹陷、脆化、溢出、空洞、未填充、薄弱(例如，低拉伸强度、扭转强度和/或周向强度)、高应力集中、低模数、经降低的抗化学暴露性、过早疲劳、不均匀缩小和色彩、表面纹理、不透明度、半透明度或透明度的不连续性。流动填充混合的非穷尽性实例为：用于形成肋、凸起或拐角以及模具中的障碍物(如心型销)的模具中的位置和转变(如待模制部件的厚度变化，其可能为突然阶梯式厚度变化或渐进式厚度变化，如递减区域)。这些可涉及由相对较厚区域向相对较薄区域的转变，并且随后恢复到相对较厚区域，并且可涉及一个或多个厚度变化。出于本发明的目的而尤其受关注的转变为活动铰链，其通常为模制部件的整体式相对较薄区域，其准许部件的一部分(如盖的翻盖)相对于部件的其余部分旋转。当术语流动填充混合在本文中使用时，受特定混合影响的部件区域预期可位于特定位置处、沿区域处或特定位置或区域的下游，并且因此，流动填充混合不必限制于模具形状变化的特定位置，但可延伸超过，即处于此类位置的下游。
使用来自一个或多个外部传感器，如应变计传感器的数据对熔体流前沿的位置进行测定还可适用于测定熔体流前沿相对于模腔中的流动填充混合的位置。熔体流前沿已到达相对于流动填充混合的预定位置的指示可充当启动或停止加热模腔的一部分，如感应加热流动填充混合的附近处的模腔的区域有限持续时间的信号，同时熔体流前沿穿过或沿流动填充混合通过，如2014年9月3日申请的名为“在流动混合区中局部加热的注射模制(Injection Molding with Localized Heating in Flow Challenge Regions)”的美国专利申请第62/045,373号中所述，所述申请以引用的方式并入本文中。
附图说明
尽管本说明书通过特别指出并且清楚要求视为本发明的目标物的权利要求书作出结论，但认为本发明将从结合附图的以下描述得到较为充分的理解。出于较为清晰地显示其它组件的目的，图式中的一些可通过省略选定组件来进行简化。除了当对应书面描述中可作出明确描述时以外，一些图式中的组件的所述省略并不一定指示示范性实施例中的任一个中的特定组件存在或不存在。所有附图都未必按比例绘制。
图1半示意性地展示根据本发明构建的注射模制设备，其中两个应变计传感器位于邻近于模侧之间的分模线的模侧的外部表面上，第一应变计传感器位于达到模腔的喷嘴的附近处的第一模侧上，并且第二应变计传感器位于喷嘴的下游处的第二模侧上；
图2展示多空腔注射模制系统的堆栈模具，其包括一对界定两个模侧的板，所述板中的至少一个具有位于邻近于模侧之间的分模线的其外表面上的应变计传感器，其展示于在模腔上施加任何力之前时；
图3展示当夹持单元(未图标)在临将熔融热塑性材料注射到模腔中之前或在开始注射时施加闭合力时，图2中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具；
图4展示图3中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具中所存在的模腔、模芯和第一和第二模侧。
图5展示图3到5中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具中的围绕模腔的板和第一模侧。
图6A到B展示图3到5中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具中的围绕模腔的板和围绕模芯的板。
图7A到B展示当夹持单元(未图标)施加闭合力并且熔融热塑性材料注入模腔中时施加张开力时，图3到6中所示的多空腔注射模制系统的堆栈模具；
图8以图形方式展示当注射模制系统可基于来自应变计的反馈来控制以实现期望压力-时间曲线时，可经本发明的虚拟传感器系统所利用的拋物线形预定义压力-时间曲线的曲线图；
图9展示利用应变计传感器以及多个模腔的双层堆栈注射模制设备；并且
图10展示使用来自应变计传感器的读数以用于调整内部熔体压力(IMP)的示范性方法的流程图，其可在例如图1的控制器中加以实施。
具体实施方式
详细参照图式，图1展示用于制造呈大体积的热塑性部件的示范性注射模制设备10(例如，101类注射模具或“超高产率模具”、102类(中等到高产率模具)或103类(中等产率模具))。注射模制设备10通常包括注射系统12和夹持系统14。热塑性材料可以热塑性丸粒16的形式引入到注射系统12中。热塑性丸粒16可放置于漏斗18中，其将热塑性丸粒16进给到注射系统12的加热机筒20中。在进给到加热机筒20中之后，可通过推杆，如往复式螺杆22将热塑性丸粒16推进到加热机筒20的末端。加热机筒20的加热和往复式螺杆22对热塑性丸粒16的挤压使得热塑性丸粒16熔融，形成熔融热塑性材料24。通常在约130℃到约410℃的温度下加工熔融热塑性材料。
往复式螺杆22促使熔融热塑性材料24朝向喷嘴26而形成热塑性材料的注射，所述材料将经由一个或多个浇口注射到模具28的模腔32中。可经由浇口30注射熔融热塑性材料24，其引导熔融热塑性材料24流到模腔32。模腔32形成于模具28的第一模侧25与第二模侧27之间并且第一模侧25与第二模侧27在压力下经按压或夹持单元34结合在一起。按压或夹持单元34在模制过程期间施加夹持力，其超过作用于分离两个半模的注射压力所施加的力，由此在熔融热塑性材料24注射到模腔32中时，使第一模侧25与第二模侧27结合在一起。在典型高可变压注射模制机中，通常施加30,000psi或大于30,000psi的压力，因为夹持力与注射压力直接相关。为支撑这些夹持力，夹持系统14可包括模具框架和模具底座。
当熔融热塑性材料24的注射注入模腔32中后，往复式螺杆22停止向前行进。熔融热塑性材料24呈模腔32的形式并且熔融热塑性材料24在模具28中冷却直到热塑性材料24固化为止。当热塑性材料24固化后，按压或夹持单元34将第一模侧25与第二模侧27松开，第一模侧25与第二模侧27彼此分离，并且最终部件可从模具28推出。模具28可包括多个模腔32以增加总产率。多个模腔的空腔的形状可彼此相同、相似或不同。(多个模腔可视为模腔族)。
控制器50与第一应变计传感器52和螺杆控制件36通信相连。第一应变计传感器52位于接近第一模侧25与第二模侧27之间的分模线的第一模侧25的外表面上并且在喷嘴26的附近处。控制器50可包括微处理器(或另一适合的处理单元，或若干此类单元)、非暂时性内存和一个或多个通信链路。控制器50还可任选地连接到第二应变计传感器53，所述第二应变计传感器53位于接近第一模侧25与第二模侧27之间的分模线的第二模侧27的外表面上并且位于喷嘴26的下游处。尽管两个应变计传感器用于图1中所描绘的实施例中，但本发明的范围内的其它实施例也可仅采用一个应变计传感器或可使用大于两个的应变计传感器。此外，本发明的范围内的实施例可使用位于模侧上的其它位置处的应变计传感器。
第一和第二应变计传感器52和53感测模具的表面应变，如根据图2到4所较为深入论述。来自第一和第二应变计传感器52和53的数据可通信到计算模具的表面应变变化的处理器。来自第一和第二应变计传感器52、53的电信号54可沿一个或多个电路径，如电线54(图1中以实线形式描绘)行进，强度范围为0伏到10伏。控制器50可经由有线连接件56连接到螺杆控制件36。在其它实施例中，控制器50可经由无线连接件、机械连接件、液压连接件、气动连接件或本领域中一般所属领域的技术人员已知的将使得控制器50与螺杆控制件36通信的任何其它类型的通信连接件连接到螺杆控制件36。
控制器50可使用由第一应变计传感器52和第二应变计传感器53提供的信息所计算的表面应变变化来估算条件，如模腔中或尤其其中流动通道的长度与模制部件的厚度的比较大的特定模具中，熔融热塑性材料24的熔体流前沿处的压力或熔体流前沿位置。这些近似值可随后用于调整注射模制过程。举例来说，可估算模腔32中的压力量并且与最大容许模腔压力相比较以确保过量模腔压力不会对模腔32造成破坏。如果模腔32中的压力量经估算危险地接近最大容许模腔压力或甚至超过远低于最大容许模腔压力的安全阈值，那么控制器50可引导螺杆控制件36停止注射熔融热塑性材料。其它近似值可用于控制模制过程，使得材料粘度、模具温度、熔体温度的变化和其它影响填充速率的变化可用于引起控制器50对注射模制系统进行调整。可在模制周期期间立即作出这些调整或可在后续周期中进行校正。此外，可在多个周期内将近似值平均化，并且随后用于使控制器50对模制过程作出调整。
此外，控制器50与虚拟空腔传感器51通信，所述虚拟空腔传感器51以程序或一组软件指令形式加以实施。然而，更一般来说，虚拟空腔传感器可实施于硬件(例如，以特殊应用集成电路(ASIC)形式)、固件、软件或其任何适合的组合中。在本发明中，术语“虚拟空腔传感器”可指测定过程变量，如压力的值，而无需直接测量这一过程变量的模块。第一和第二应变计传感器52与53和虚拟空腔传感器51共同形成压力控制系统，其生成与策略性控制模腔32中的压力相关的数据。如本文所用，术语“压力控制系统”是指可包括软件实施组件和硬件实施组件的任何适合的组件的群，其基于指示另一过程变量的信号生成指示模腔中的条件的信号。
举例来说，如果基于由第一应变计传感器52和第二应变计传感器53提供的表面应变信息，与控制器50相关联的处理器测定模腔中的压力超过触发点(或超出预定可接受范围)，那么虚拟空腔传感器51传信控制器调整螺杆控制件36以使模腔中的压力返回到低于触发点的水平(或处于预定可接受范围内)。作为另一实例，如果基于第一应变计传感器52和第二应变计传感器53所提供的表面应变信息，与控制器50相关联的处理器测定熔体流前沿已前进超过触发点(其可与模具的填充百分比相关)，那么虚拟空腔传感器51传信控制器调整螺杆控制件36以使模腔中的压力返回到预定可接受的最终压力或范围，其可涉及降低压力以避免过度填充模腔，并且因此防止不合需要的溢料。
图2到7展示利用应变计传感器154的堆栈多空腔注射模制系统。如图3中所示，堆栈多空腔注射模制系统在第一模侧中具有模腔并且在第二模侧127中具有互补模芯。图2到7中所描绘的堆栈多空腔注射模制系统在四个第一模侧125(125a)中总共具有四个模腔(132a、132b、132c、132d)并且在四个第二模侧(127c、127d)中具有四个模芯(135a、135b、135c、135d)，但第一模侧中的模腔或第二模侧中的模芯中的一个或多个从图3到5省略以使其它组件在图式中可见。本发明的范围内的堆栈多空腔注射模制系统在第一模侧中可具有超过四个或小于四个的模腔并且在第二模侧中可具有超过四个或小于四个的模芯。
如图4中所示，模腔132a、132b、132c和132d由板133包围。如图5中所示，第二模侧中的模芯由板137包围。在图2到7中所描绘的实施例中，应变计传感器154位于板133的外部上而邻近于板133与板137之间的模具的分模线。在本发明的范围内的其它实施例中，可使用超过一个应变计传感器154，并且一个或多个应变计传感器可放置于板133、板137上、第一模侧中的任一个上或第二模侧中的任一个上。在图2到7中所述应变计传感器154位于接近板133的拐角处。然而，在一些实施例中，应变计传感器154可放置在接近板133的中间处，由于作用于模腔的力，其经历的应变变化要比可由导销(guide pin//leader pin)支撑的板的拐角大。在一些实施例中，基于哪一板经历较多应变而确定是否放置应变计传感器154或板133或137，其受由刚性较小的材料制成，较薄的或具有较多穿过其的切口而降低其硬度的板的影响。在一些实施例中，板137经历较多应变并且因此成为应变计传感器154的主要位置。在一些实施例中，干扰组件或特征，如冷却通道的连接件可能会影响应变计传感器154的位置。在其中模具具有超过一个分模线的一些实施例中，应变计传感器154可放置在最接近较直接经历由熔融热塑性材料的注射所产生的张开力的分模线处，在一些实施例中，所述分模线为模制部件从其推出的分模线。如果可能，那么将应变计传感器放置在内部模腔压力与应变计的应变变化读数之间存在直接相关性的位置处。此类位置最可能存在于简单模具中。如果不存在此类位置，那么其中负荷转移到多个部件的复杂模具的情况下较可能的为，将应变计传感器放置在熔体流前沿的位置与应变计的应变变化读数之间存在直接相关性的位置处。试误法可用于测定应变计的最佳位置。可通过在填充模腔时绘制由应变计获得的测量结果而使每一模具将具有可映射的唯一或接近唯一的标记。图上的各种标志，如峰、最低点、谷、局部最小值，或局部最大值可指示例如熔体流前沿位置。本申请中所述的应变计传感器包括图1到4中所描绘的第一和第二应变计传感器52、53和应变计传感器154，其可选从多种市售应变计传感器。举例来说，本发明的范围内的实施例中将研究Kistler“表面应变传感器”9232A型或Rocktest Telemac的“表面安装应变计”型号SM-5A或SM-5B。所述应变计传感器经设计用以快速并且容易安装，因为其可具有可焊接于注射模制设备或可在注射模制设备的表面中旋拧的锚定块。
图2展示在注射模制系统处于打开条件下时，任何力施加于模腔上之前时的堆栈多空腔注射模制系统。在没有外力作用于板133的情况下，其具有基线厚度X1。同样，板133在其构建中具有内在基线应变，其可能为零。应变计传感器154基于所感测的板133的基线应变来检测应变，例如με1。
图6A展示在按压或夹持单元(未描绘)所施加的闭合力下的模腔。在闭合力下，板133形状略微变化。举例来说，板133的厚度(先前为X1)由量ΔX变为新厚度X2。板133中的应变也有所变化。应变计传感器154响应于这一变化检测出应变，例如με2。一般来说，闭合力引起压缩应变。然而，这可能并不始终如此，要取决于所用特定注射模制设备和应变计传感器154位置。因此，应变计传感器154随时间推移所检测到的应变变化可为正或负，或本发明的系统可基于随时间推移应变变化的绝对值进行运作。图6B为具有应变计传感器的图6A部分的放大视图。
图7A展示按压或夹持单元(未描绘)所施加的闭合力和当热塑性熔融材料注入到模腔中时其所施加的张开力下的模腔。板133对力的组合作出响应。举例来说，板133的厚度(当未向模腔32施加力时为X1并且当向模腔仅施加闭合力时为X2)由量ΔX变为新厚度X3。由向闭合力添加张开力所产生的位移还引起表面应变变化，并且应变计传感器154响应于这一变化检测出应变，例如με3。一般来说，张开力引起松弛拉伸应变。然而，这可能并不始终如此，要取决于所用特定注射模制设备和应变计传感器154位置。因此，应变计传感器154所检测的应变变化可为正或负。取决于应变计传感器154所处位置，应变计传感器154可检测拉伸应变变化或压缩应变变化。启动虚拟空腔传感器，如图1中所描绘的虚拟空腔传感器51的触发点通常出现在如图7A中所描绘，模腔经历张开力和闭合力时，因为这为注射模制过程期间熔融热塑性材料实际上正注入到模腔中以形成部件时的时间段。图7B为具有应变计传感器的图7A部分的放大视图。
图8描绘可由虚拟空腔传感器51使用的最佳预定义压力-时间曲线。独立(水平)轴表示时间，并且相关(垂直)轴表示压力。原点为触发点，其可出现在或接近当熔融热塑性材料开始进入模腔32或232并且施加可由应变计传感器检测的张开力时。在一些实施例中，最佳预定义压力-时间曲线为拋物线形，其中渐近线位于设定在完全形成部件时出现的最大压力处。在一些实施例中，压力-时间曲线由以下两个变量定义：1)模腔填充到75％的时间，和2)最大压力设定。在一些实施例中，虚拟传感器51将由应变计传感器随时间推移的读数所估算的实时压力与最佳预定义压力-时间曲线进行比较以确定注射模制过程的运作是否如所预期。结合可从注射模制设备10或210获得的其它信息，如如通过连接到螺杆22的机制所测量，往复式螺杆22行进的远近程度，虚拟空腔传感器51可测定熔融热塑性材料24或224的粘度和模腔32或232的填充百分比。在由第一和第二应变计传感器52、53、应变计传感器154或应变计传感器256读数所估算的实时数据指示并未遵循最佳预定义压力-时间曲线的情况下，虚拟空腔传感器51可引导注射模制设备10或210采取校正动作，如通过注射额外的熔融热塑性材料24或224，以增加熔体流前沿处或模腔32或232中的压力。采取所述校正动作的示范性方法将参照图10在下文加以论述。在其它实施例中，虚拟空腔传感器51测定熔体流前沿的位置是否已到达或穿过模腔32或232中的触发位置，其可与呈一定填充百分比的模腔32或232相关，并且可引导注射模制设备10或210采取由最佳预定义压力时间曲线所引导的动作，如增加(或降低)额外的熔融热塑性材料24或224的注射速率以增加(或降低)熔体流前沿处或模腔32或232中的压力；启动一个或多个局部加热组件以对模腔32、232的一个或多个区域进行加热或致动模腔的一部分(例如，以实现模压)。在上文所论述的实例中，除了测定估算压力以外，虚拟空腔传感器51还使注射模制设备10或210采取校正动作。在另一实施例中，虚拟空腔传感器51仅生成指示模腔中的压力的信号，并且另一组件鉴于虚拟空腔传感器51的输出和可能存在的其它信号或预设值测定是否引导注射模制设备10或210采取校正动作。这一组件作为例如图1的控制器50的一部分加以实施。更一般来说，与使用应变计传感器读数估算压力、比较读数与预定义曲线和测定是否应采取校正动作相关的功能可以任何适合方式分配于组件(诸如控制器50、虚拟空腔传感器51等)中。
图9展示图1中所描绘的注射模制设备10的替代布置。在图9中，注射模制设备210具有双层堆栈模制配置。存在多个模腔232并且可彼此堆栈。为容纳堆栈配置，熔融热塑性材料224流经两个浇口230进入模腔232中。可在或接近注射模制设备10的分模线处利用多个应变传感器256。相对于仅具有配备应变传感器的单一模腔232，多个模腔232中具有多个应变传感器256的益处在于，虚拟空腔传感器51(图1中所描绘)可测定模腔232中的每一个的填充百分比。这为至关重要的，因为在特定模制配置中，一些模腔232可比其它模腔232填充得早或晚，使得单一模腔232的填充百分比并不一定表示全部多个模腔232的填充百分比。此外，模腔232中可存在传统空腔传感器258。这些传统空腔传感器258可向控制器50(图1中所描绘)提供可用于对注射模制过程启动特定变化的信息，其不由虚拟空腔传感器51控制。除了传统空腔传感器258以外，注射模制设备210中具有多个应变计传感器256的一个益处在于，在特定模腔232归因于停机对模腔232进行维护而未填充有熔融热塑性材料224的情况下，传统空腔传感器258并不提供对既定模腔232的任何测量。然而，位于模腔232上的应变计传感器256仍提供可用于测定，例如停机模腔232是否经历可导致破坏模腔232的压力水平的应变变化信息。
图10展示用于在热塑性材料注入到模腔32(参见图1)中时调整注射熔体压力(IMP)的示范性方法300。控制器50可实施这一方法以动态调整经由例如有线连接件56供应到螺杆控制件36的信号。
方法300开始于步骤302，其中获得IMP的初始值。在步骤304处，获得来自应变计传感器(例如，第一应变计传感器52)的测量结果。在一些实施例中，在步骤304处接收来自多个应变计传感器的测量结果。使用来自一个或多个应变计传感器(步骤306)的测量结果测定近似空腔压力。例如虚拟空腔传感器51可实施步骤304和306。
随后，在步骤308处，使用在步骤306处所测定的近似空腔压力来测定IMP的调整值。为这一目的，控制器50和/或虚拟空腔传感器51可接收来自操作器(例如，“通过响应于空腔中所检测到的每一M单元下降的N单元调整IMP”)、来自根据一定公式的预定义查询表或任何其它适合物中的合适映射的指示。在步骤310处，将调整值作为反馈添加到当前IMP值以执行反馈回路控制流程。
如果在步骤312处测定已满足一定预定义条件，如应变计测量结果提供指示熔体流前沿已到达填充结束或模腔中的另一预定位置的数据，那么方法300完成。否则，流程返回到步骤304以等待来自应变计传感器的新读数。举例来说，重新执行步骤304的时序可为预配置或经操作器控制的。仅举例来说，可连续或几乎连续接收来自应变计传感器的新读数，当在本文中使用那些术语时，其包括每一毫秒、每两毫秒、每三毫秒、每四毫秒、每五毫秒或任何其它从填充开始到填充结束可需要的时间划分的递增，所述时间划分适合于进行应变计测量、将那些测量结果与符合预定或期望压力与时间值的数据点进行比较并且调整IMP以致力于抵消任何偏差。可在填充中或在特定时间间隔期间以相等或不等时间递增获取读数，同时填充模腔。
本文所公开的实施例中的任一个的部分或全部可与所属领域中已知的其它注射模制实施例的部分或全部进行组合，包括下文所述的那些实施例。
本发明的实施例可与针对在低恒定压力下注射模制的实施例一起使用，所述实施例如2012年5月21日申请的，名为“在低恒定压力下进行注射模制的设备和方法(Apparatusand Method for Injection Molding at Low Constant Pressure)”(申请人案号12127)并且作为US 2012-0294963公开的美国专利申请13/476,045中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对压力控制的实施例一起使用，所述实施例如2012年5月21日申请的，名为“低恒定压力注射模制设备的交替压力控制(Alternative PressureControl for a Low Constant Pressure Injection Molding Apparatus)”(申请人案号12128)，现为专利US 8,757,999的美国专利申请13/476,047中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对非从然平衡进料系统的实施例一起使用，所述实施例如2012年5月21日申请的，名为“针对注射模制设备的非从然平衡进料系统(Non-NaturallyBalanced Feed System for an Injection Molding Apparatus)”(申请人案号12130)，现为专利US 8,911,228的美国专利申请13/476,073中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对在低，大体上恒定压力下注射模制的实施例一起使用，所述实施例如2012年5月21日申请的，名为“低，大体上恒定压力下的注射模制方法(Methodfor Injection Molding at Low,Substantially Constant Pressure)”(申请人案号12131Q)并且作为US 2012-0295050公开的美国专利申请13/476,197中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对在低，大体上恒定压力下注射模制的实施例一起使用，所述实施例如2012年5月21日申请的，名为“低，大体上恒定压力下的注射模制方法(Methodfor Injection Molding at Low,Substantially Constant Pressure)”(申请人案号12132Q)并且作为US 2012-0295049公开的美国专利申请13/476,178中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对共注射过程的实施例一起使用，所述实施例如2013年2月22日申请的，名为“高热导性共注射模制系统(High Thermal Conductivity Co-Injection Molding System)”(申请人案号12361)并且作为US 2013-0221572公开的美国专利申请13/774,692中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对伴随简化冷却系统的模制的实施例一起使用，所述实施例如2013年2月12日申请的，名为“具有含有外来冷却流体的简化蒸发冷却系统或简化冷却系统的注射模具(Injection Mold Having a Simplified Evaporative Cooling Systemor a Simplified Cooling System with Exotic Cooling Fluids)”(申请人案号12453M)，现为专利US 8,591,219的美国专利申请13/765,428中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对模制薄壁部件的实施例一起使用，所述实施例如2012年8月31日申请的，名为“用于薄壁部件的大体上恒定压力注射模制的方法和设备(Methodand Apparatus for Substantially Constant Pressure Injection Molding ofThinwall Parts)”(申请人案号12487D)，现为专利US 8,828,291的美国专利申请13/601,514中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对具有故障安全机制的模制的实施例一起使用，所述实施例如2012年11月8日申请的，名为“具有故障安全压力机制的注射模具(Injection MoldWith Fail Safe Pressure Mechanism)”(申请人案号12657)并且作为US 2014-0127338公开的美国专利申请13/672,246中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对高产率模制的实施例一起使用，所述实施例如2012年11月20日申请的，名为“运作高产率注射模制机的方法(Method for Operating a HighProductivity Injection Molding Machine)”(申请人案号12673R)并且作为US2013-0221575公开的美国专利申请13/682,456中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对模制特定热塑性材料的实施例一起使用，所述实施例如2013年11月20日申请的，名为“热塑性聚合物与氢化蓖麻油的组合物的模制方法(Methodsof Molding Compositions of Thermoplastic Polymer and Hydrogenated CastorOil)”(申请人案号12674M)并且作为US 2014-0145374公开的美国专利申请14/085,515中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对浇道系统的实施例一起使用，所述实施例如2013年11月21日申请的，名为“注射模具系统的经尺寸减小的浇道(Reduced Size Runner for anInjection Mold System)”(申请人案号12677M)并且作为US 2014-0141117公开的美国专利申请14/085,515中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对移动模制系统的实施例一起使用，所述实施例如2014年5月13日申请的，名为“具有可变位置模制空腔的低恒定压力注射模制系统(Low ConstantPressure Injection Molding System with Variable Position Molding Cavities)”(申请人案号12896)并且作为US 2014-0335219公开的美国专利申请14/275,944中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对注射模具控制系统的实施例一起使用，所述实施例如2014年2月10日申请的，名为“考虑注射模制运作期间的材料特性变化的注射模制机和方法(Injection Molding Machines and Methods for Accounting for Changes inMaterial Properties During Injection Molding Runs)”(申请人案号13020)，现为专利US 8,980,146的美国专利申请14/176,505中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对注射模具控制系统的实施例一起使用，所述实施例如2014年7月31日申请的，名为“考虑注射模制运作期间的材料特性变化的注射模制机和方法(Injection Molding Machines and Methods for Accounting for Changes inMaterial Properties During Injection Molding Runs)”(申请人案号13021M)并且作为US2015-003518公开的美国专利申请14/448,648中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对注射模具控制系统的实施例一起使用，所述实施例如2014年7月31日申请的，名为“考虑注射模制运作期间的材料特性变化的注射模制机和方法(Injection Molding Machines and Methods for Accounting for Changes inMaterial Properties During Injection Molding Runs)”(申请人案号13022)并且作为US2015-0115491公开的美国专利申请14/448,726中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对使用注射模制以形成包覆模制制品的实施例一起使用，所述实施例如2014年12月19日申请的，名为“形成包覆模制制品的方法(Methods ofForming Overmolded Articles)”(申请人案号13190)并且作为US 2015-0174803公开的美国专利申请14/577,310中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对控制模制过程的实施例一起使用，所述实施例如1998年3月17日颁予的，名为“用于将熔融材料注射到模腔中的方法和设备(Method andApparatus for Injecting a Molten Material into a Mold Cavity)”(申请人案号12467CC)的美国专利5,728,329中所公开，所述专利以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对控制模制过程的实施例一起使用，所述实施例如1998年2月10日颁予的，名为“注射控制系统(Injection Control System)”(申请人案号12467CR)的美国专利5,716,561中所公开，所述专利以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对模制预成型件的实施例一起使用，所述实施例如名为“塑料制品形成设备和其使用方法(Plastic Article Forming Apparatus and Methodsfor Using the Same)”(申请人案号13242P)的美国专利申请61/952281中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对模制预成型件的实施例一起使用，所述实施例如名为“塑料制品形成设备和其使用方法(Plastic Article Forming Apparatus and Methodsfor Using the Same)”(申请人案号13243P)的美国专利申请61/952283中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对硬焊进料系统的实施例一起使用，所述实施例如名为“注射模制机的进料系统(Feed System for an Injection Molding Machine)”(申请人案号13488P)的美国专利申请62/032,071中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对非硬焊进料系统的实施例一起使用，所述实施例如名为“注射模制机的进料系统(Feed System for an Injection Molding Machine)”(申请人案号13498P)的美国专利申请62/042,577中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对注射模制机的加热模具的实施例一起使用，所述实施例如名为“在流动混合区中局部加热的注射模制(Injection Molding with LocalizedHeating in Flow Challenge Regions)”(申请人案号13509P)的美国专利申请62/045,373中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对改造注射模制机的实施例一起使用，所述实施例如名为“经改造的注射模制机(Retrofitted Injection Molding Machines)”(申请人案号13553P)的美国专利申请62/053,499中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对连续注射模制的实施例一起使用，所述实施例如名为“用于连续注射模制的系统和方法(System and Method for Continuous InjectionMolding)”(申请人案号13638P)的美国专利申请62/084,778中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对连续共注射模制的实施例一起使用，所述实施例如名为“伴随连续注射模制的共注射(Co-Injection with Continuous Injection Molding)”(申请人案号13639P)的美国专利申请62/084,787中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对伴随模压的注射模制的实施例一起使用，所述实施例如名为“连续模压(Sequential Coining)”(申请人案号13935P)的美国专利申请62/186,722中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对注射模制控制的实施例一起使用，所述实施例如名为“伴随恒速流动前沿控制的注射模制方法(Method of Injection Molding withConstant-Velocity Flow Front Control)”(申请人案号13936P)的美国专利申请62/186,739中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本发明的实施例可与针对在特定装置条件下注射模制的实施例一起使用，所述实施例如名为“伴随泄漏止回环的注射模制(Injection Molding with a Leaking CheckRing)”(申请人案号13957P)的美国专利申请62/192,616中所公开，所述申请以引用的方式并入本文中。
本文所公开的尺寸和值不应理解为严格地限于所述的精确数值。实际上，除非另外说明，否则每一所述尺寸都意欲意指所述值与围绕所述值的功能等效范围。举例来说，公开为“40mm”的尺寸意欲意指“约40mm”。
除非明确排除或以其它方式限制，否则本文中所引用的每一文献，包括任何交叉引用或相关专利或申请和本申请要求其优先权或权益的任何专利申请或专利，都以全文引用的方式并入本文中。任何文献的引用都未承认其为本文所公开或所要求的任何发明的现有技术或其单独或与任何其它参考文献组合教示、表明或公开任何此类发明。此外，这一文献中的术语的任何含义或定义与以引用的方式并入的文献中的同一术语的任何含义或定义矛盾的情况下，应以这一文献中赋予所述术语的含义或定义为准。
尽管已说明并且描述本发明的特定实施例，但对所属领域的技术人员将显而易见的是，可在不偏离本发明的精神和范围的情况下进行各种其它改变和修改。因此，意图在随附权利要求书中涵盖处于本发明的范围内的所有此类改变和修改。

Claims (14)

1.一种注射模制方法，特征在于所述方法包含：
使用至少一个应变计传感器测量模腔的模侧中的应变变化；
基于所述应变变化估算所述模腔中的压力或熔体流前沿位置中的至少一个；
将所述估算压力或熔体流前沿位置与触发点进行比较，所述触发点在熔融热塑性材料开始进入模腔并施加能由应变计传感器检测的张开力时或者接近此时发生；
如果所述估算压力或熔体流前沿位置等于或超过所述触发点，那么启动虚拟空腔传感器，
其中所述虚拟空腔传感器跟踪由应变变化测量结果所计算的估算压力，并且将所述估算压力的跟踪结果与最佳预定义压力-时间曲线进行比较，所述应变变化测量结果由所述至少一个应变计传感器随时间推移加以测量，所述最佳预定义压力-时间曲线为在设定实现模腔的最大设定压力下接近渐近线的抛物曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当启动时，所述虚拟空腔传感器使得控制器进行包含以下至少一个的动作：增加熔融热塑性材料的挤压速率；降低熔融热塑性材料的挤压速率；增加熔融热塑性材料的注射力；降低熔融热塑性材料的注射力；致动所述模腔的一个或多个壁；或启动所述模腔中的加热组件。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含：
其中，如果所述估算压力的跟踪结果与所述最佳预定义压力-时间曲线的比较指示并未遵循所述最佳预定义压力-时间曲线，那么调整注射模制过程。
4.根据权利要求3所述的方法，其中调整注射模制过程包含注射额外的熔融热塑性材料。
5.根据权利要求3所述的方法，其中调整注射模制过程包含增加熔融热塑性材料的挤压速率。
6.根据权利要求3所述的方法，其中调整注射模制过程包含降低熔融热塑性材料的注射速率。
7.根据权利要求3所述的方法，其中调整注射模制过程包含增加熔融热塑性材料的注射力。
8.根据权利要求3所述的方法，其中调整注射模制过程包含降低熔融热塑性材料的注射力。
9.根据权利要求1所述的方法，其中当启动时，所述虚拟空腔传感器测定注入到所述模腔中的熔融热塑性材料的粘度。
10.根据权利要求1所述的方法，其中当启动时，所述虚拟空腔传感器测定已填充有熔融热塑性材料的所述模腔的百分比。
11.根据权利要求1所述的方法，所述方法包含：
使用至少一个传统空腔传感器测量所述模腔中的模腔压力变化。
12.根据权利要求1所述的方法，所述方法包含：
使用多个应变计传感器测量多个模腔的多个模侧中的应变变化；并且
其中当启动时，所述虚拟空腔传感器针对所述多个模腔中的每一个测定已填充有熔融热塑性材料的模腔的百分比。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法包含：
使用至少一个传统空腔传感器测量所述多个模腔中的每一个中的模腔压力。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法包含：
确保经由使用所述至少一个应变计传感器，所述至少一个传统空腔传感器所测量的模腔压力中没有一个超过最大模腔压力。
CN201680042771.4A 2015-07-22 2016-07-22 使用一个或多个外部传感器作为虚拟空腔传感器的注射模制方法 Active CN107848175B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562195354P 2015-07-22 2015-07-22
US62/195,354 2015-07-22
PCT/US2016/043591 WO2017015573A1 (en) 2015-07-22 2016-07-22 Method of injection molding using one or more external sensors as a virtual cavity sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107848175A CN107848175A (zh) 2018-03-27
CN107848175B true CN107848175B (zh) 2020-11-17

Family

ID=56611584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680042771.4A Active CN107848175B (zh) 2015-07-22 2016-07-22 使用一个或多个外部传感器作为虚拟空腔传感器的注射模制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10226889B2 (zh)
EP (1) EP3325247B1 (zh)
CN (1) CN107848175B (zh)
CA (1) CA2991145C (zh)
MX (1) MX2018000682A (zh)
WO (1) WO2017015573A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6682288B2 (ja) * 2016-02-05 2020-04-15 住友重機械工業株式会社 射出成形機
TW201836816A (zh) * 2017-04-04 2018-10-16 美商艾弗洛斯公司 注射模製部件噴出準備之模內非時間相依測定
WO2018204442A1 (en) * 2017-05-02 2018-11-08 iMFLUX Inc. Method for controlling a rate or force of a clamp in a molding system using one or more strain gauges
MX2019014014A (es) * 2017-06-21 2020-08-17 Imflux Inc Moldeo por inyeccion de polimeros de reticulacion usando datos de tension.
IT201800002639A1 (it) * 2018-02-13 2019-08-13 Inglass Spa Procedimento e apparecchiatura di stampaggio ad iniezione di materie plastiche
WO2019194974A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 iMFLUX Inc. Method of determining melt flow front travel using injection melt pressure and screw position to generate an output and continuously monitor check ring repeatability
US11718003B2 (en) 2018-06-05 2023-08-08 iMFLUX Inc. Method for simultaneous closed loop control of gas assist and gas counter pressure in an injection molding process relative to plastic melt pressure and plastic melt flow position
MX2021002784A (es) * 2018-09-13 2021-03-25 Imflux Inc Metodos para controlar procesos de moldeo por inyeccion con base en la presion de fusion de plastico real o la presion de cavidad.
IT201800009248A1 (it) * 2018-10-08 2020-04-08 Fama Eng Srl Apparecchiatura e metodo di monitoraggio
US11673307B2 (en) 2019-06-25 2023-06-13 iMFLUX Inc. Methods for controlling co-injection plastic pressure ratio between individual flow front layers
DE102019210375A1 (de) * 2019-07-12 2021-01-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Herstellung eines robusten Sensors
US20210206041A1 (en) * 2020-01-06 2021-07-08 iMFLUX Inc. Melt Pressure Control of Injection Molding
US11872737B2 (en) 2020-07-30 2024-01-16 Promess, Inc. System and apparatus for injection molding
CN112677437A (zh) * 2020-12-07 2021-04-20 上海澎睿智能科技有限公司 一种通过数据分析验证模具内流动平衡性的方法
CN114131020B (zh) * 2021-11-24 2022-08-19 湖南大学 一种高界面强度的复杂型腔泡沫铝填充装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62199418A (ja) * 1986-02-27 1987-09-03 Toshiba Mach Co Ltd 射出成形機の制御方法
CN100391711C (zh) * 2001-05-22 2008-06-04 日立麦克赛尔株式会社 注射成形方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5472331A (en) 1994-05-31 1995-12-05 Rjg Technologies, Inc. Apparatus for sensing pressure in mold cavity during injection of molded parts
JPH08112842A (ja) 1994-10-14 1996-05-07 Sekisui Chem Co Ltd 射出成形機の型内樹脂圧制御方法
US5902525A (en) * 1995-06-19 1999-05-11 Hettinga; Siebolt Method of molding a plastic article including injecting based upon a pressure-dominated control algorithm after detecting an indicia of a decrease in the surface area of the melt front
DE19525141C1 (de) * 1995-07-11 1996-11-28 Karl Hehl Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Kunststoff-Spritzgießmaschine
ATE320904T1 (de) * 1997-08-21 2006-04-15 Kistler Holding Ag Verfahren zum regeln einer spritzgiessanlage für kunststoff-materialien
KR100722271B1 (ko) 2005-03-15 2007-05-28 엘지전자 주식회사 빌딩관리시스템
DE102009016783A1 (de) 2009-04-07 2010-10-14 Wittmann Battenfeld Gmbh Spritzeinheit einer Spritzgießmaschine
US8229592B2 (en) 2009-05-18 2012-07-24 Noriyuki Akasaka Device and method for pressure control of electric injection molding machine
EP3027382B1 (en) * 2013-08-01 2019-04-24 Imflux Inc. Injection molding machines and methods for accounting for changes in material properties during injection molding runs

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62199418A (ja) * 1986-02-27 1987-09-03 Toshiba Mach Co Ltd 射出成形機の制御方法
CN100391711C (zh) * 2001-05-22 2008-06-04 日立麦克赛尔株式会社 注射成形方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3325247A1 (en) 2018-05-30
WO2017015573A1 (en) 2017-01-26
CA2991145A1 (en) 2017-01-26
MX2018000682A (es) 2018-09-06
EP3325247B1 (en) 2019-04-24
CA2991145C (en) 2020-01-07
US20170021544A1 (en) 2017-01-26
CN107848175A (zh) 2018-03-27
US10226889B2 (en) 2019-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107848175B (zh) 使用一个或多个外部传感器作为虚拟空腔传感器的注射模制方法
CN107848174B (zh) 使用一个或多个应变计作为虚拟传感器的注射模制方法
US10444092B2 (en) Upstream nozzle sensor for injection molding apparatus and methods of use
EP3849772B1 (en) Methods for controlling injection molding processes based on actual plastic melt pressure or cavity pressure
US10899058B2 (en) External sensor kit for injection molding apparatus and methods of use
US11618197B2 (en) Method for controlling a rate or force of a clamp in a molding system using one or more strain gauges
EP3541593B1 (en) Method for controlling valve gates using one or more strain gauges
US20230234271A1 (en) Methods for controlling co-injection plastic pressure ratio between individual flow front layers
TWI686284B (zh) 使用一或多個外部感測器作為虛擬凹穴感測器之注射模製方法
TWI693146B (zh) 使用一或多個應變計作為虛擬凹穴感測器之注射模製方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant