JP2001277321A - 射出成形プロセスのシミュレーション方法及び装置並びに記憶媒体 - Google Patents
射出成形プロセスのシミュレーション方法及び装置並びに記憶媒体Info
- Publication number
- JP2001277321A JP2001277321A JP2000094974A JP2000094974A JP2001277321A JP 2001277321 A JP2001277321 A JP 2001277321A JP 2000094974 A JP2000094974 A JP 2000094974A JP 2000094974 A JP2000094974 A JP 2000094974A JP 2001277321 A JP2001277321 A JP 2001277321A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- behavior
- modeling
- injection molding
- numerical simulation
- inputting
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シミュレーションの条件入力が容易であると
共に、シミュレーションの精度が向上する射出成形プロ
セスのシミュレーション方法及び装置を提供する。 【解決手段】 溶融樹脂噴出ノズル部の樹脂の挙動をモ
デル化する挙動モデル化手段８と、油圧ピストンと溶融
樹脂搬送用スクリューの挙動をモデル化する挙動モデル
化手段７と、油圧プランジャ内の油の挙動をモデル化す
る挙動モデル化手段６と、油圧駆動系の油の挙動をモデ
ル化する挙動モデル化手段５と、前記第１〜第４の挙動
モデル化手段によりモデル化された油圧式射出成形機の
特性を入力する挙動モデル入力部１と、前記成形品の成
形条件を入力する成形条件入力部２と、前記挙動モデル
入力部及び前記成形条件入力部により得られたモデルを
離散化して数値シミュレーションを実行する数値シミュ
レーション部３と、前記数値シミュレーション部により
実行した結果を表示する結果表示部４とを具備した。
共に、シミュレーションの精度が向上する射出成形プロ
セスのシミュレーション方法及び装置を提供する。 【解決手段】 溶融樹脂噴出ノズル部の樹脂の挙動をモ
デル化する挙動モデル化手段８と、油圧ピストンと溶融
樹脂搬送用スクリューの挙動をモデル化する挙動モデル
化手段７と、油圧プランジャ内の油の挙動をモデル化す
る挙動モデル化手段６と、油圧駆動系の油の挙動をモデ
ル化する挙動モデル化手段５と、前記第１〜第４の挙動
モデル化手段によりモデル化された油圧式射出成形機の
特性を入力する挙動モデル入力部１と、前記成形品の成
形条件を入力する成形条件入力部２と、前記挙動モデル
入力部及び前記成形条件入力部により得られたモデルを
離散化して数値シミュレーションを実行する数値シミュ
レーション部３と、前記数値シミュレーション部により
実行した結果を表示する結果表示部４とを具備した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形プロセス
のシミュレーション方法及び装置並びにこの射出成形プ
ロセスのシミュレーション装置を制御するための制御プ
ログラムを格納した記憶媒体に関する。
のシミュレーション方法及び装置並びにこの射出成形プ
ロセスのシミュレーション装置を制御するための制御プ
ログラムを格納した記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、コンピュータ上でメッシュ分割
された成形品のシミュレーションモデルを作成し、数値
シミュレーションによる射出成形プロセスのシミュレー
ションが行われていた。そのシミュレーションの際は樹
脂流入条件として、樹脂流入口の溶融樹脂の温度と圧
力、若しくは樹脂流入流量（または充填時間等）を入力
する必要があった。
された成形品のシミュレーションモデルを作成し、数値
シミュレーションによる射出成形プロセスのシミュレー
ションが行われていた。そのシミュレーションの際は樹
脂流入条件として、樹脂流入口の溶融樹脂の温度と圧
力、若しくは樹脂流入流量（または充填時間等）を入力
する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の射出成
形機では、樹脂流入口の溶融樹脂の圧力や流量（または
流速）を与えることができず、シミュレーションには推
定値を入力していた。また、実際の射出成形機内の溶融
樹脂搬送用スクリューは重量が大きく、その慣性の影響
は無視できず、動作中の樹脂流入口の圧力、流量を推定
することは非常に困難であった。そのためシミュレーシ
ョンと実際の条件とに食い違いがあった。
形機では、樹脂流入口の溶融樹脂の圧力や流量（または
流速）を与えることができず、シミュレーションには推
定値を入力していた。また、実際の射出成形機内の溶融
樹脂搬送用スクリューは重量が大きく、その慣性の影響
は無視できず、動作中の樹脂流入口の圧力、流量を推定
することは非常に困難であった。そのためシミュレーシ
ョンと実際の条件とに食い違いがあった。
【０００４】本発明は上述した従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の
目的とするところは、実際とシミュレーションとの差を
無くし、シミュレーションの容易性と精度向上を図った
射出成形プロセスのシミュレーション方法及び装置を提
供することにある。
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の
目的とするところは、実際とシミュレーションとの差を
無くし、シミュレーションの容易性と精度向上を図った
射出成形プロセスのシミュレーション方法及び装置を提
供することにある。
【０００５】また、本発明の第２の目的とするところ
は、上述した本発明の射出成形プロセスのシミュレーシ
ョン装置を制御するための制御プログラムを格納した記
憶媒体を提供することにある。
は、上述した本発明の射出成形プロセスのシミュレーシ
ョン装置を制御するための制御プログラムを格納した記
憶媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１記載の射出成形プロセスのシミュレー
ション方法は、射出成形プロセスのシミュレーション方
法において、スプール・ランナー・キャビティを含む成
形金型内の成形品部の樹脂挙動を数値シミュレーション
によって予測する第１の予測ステップと、射出成形機の
特性による樹脂の挙動を数値シミュレーションによって
予測する第２の予測ステップとを具備したことを特徴と
する。
るために請求項１記載の射出成形プロセスのシミュレー
ション方法は、射出成形プロセスのシミュレーション方
法において、スプール・ランナー・キャビティを含む成
形金型内の成形品部の樹脂挙動を数値シミュレーション
によって予測する第１の予測ステップと、射出成形機の
特性による樹脂の挙動を数値シミュレーションによって
予測する第２の予測ステップとを具備したことを特徴と
する。
【０００７】また、上記第１の目的を達成するために請
求項２記載の射出成形プロセスのシミュレーション方法
は、請求項１記載の射出成形プロセスのシミュレーショ
ン方法において、油圧式射出成形機の特性として溶融樹
脂噴出ノズル部の樹脂の挙動をモデル化する第１の挙動
モデル化ステップと、油圧ピストンと溶融樹脂搬送用ス
クリューの挙動をモデル化する第２の挙動モデル化ステ
ップと、油圧プランジャ内の油の挙動をモデル化する第
３の挙動モデル化ステップと、油圧駆動系の油の挙動を
モデル化する第４の挙動モデル化ステップとを具備した
ことを特徴とする。
求項２記載の射出成形プロセスのシミュレーション方法
は、請求項１記載の射出成形プロセスのシミュレーショ
ン方法において、油圧式射出成形機の特性として溶融樹
脂噴出ノズル部の樹脂の挙動をモデル化する第１の挙動
モデル化ステップと、油圧ピストンと溶融樹脂搬送用ス
クリューの挙動をモデル化する第２の挙動モデル化ステ
ップと、油圧プランジャ内の油の挙動をモデル化する第
３の挙動モデル化ステップと、油圧駆動系の油の挙動を
モデル化する第４の挙動モデル化ステップとを具備した
ことを特徴とする。
【０００８】また、上記第１の目的を達成するために請
求項３記載の射出成形プロセスのシミュレーション方法
は、請求項２記載の射出成形プロセスのシミュレーショ
ン方法において、前記第１〜第４の挙動モデル化ステッ
プによりモデル化された油圧式射出成形機の特性を入力
する挙動モデル入力ステップと、前記成形品の成形条件
を入力する成形条件入力ステップと、前記挙動モデル入
力ステップ及び前記成形条件入力ステップにより得られ
たモデルを離散化して数値シミュレーションを実行する
数値シミュレーション実行ステップと、前記数値シミュ
レーション実行ステップにより実行した結果を表示する
表示ステップとを具備したことを特徴とする。
求項３記載の射出成形プロセスのシミュレーション方法
は、請求項２記載の射出成形プロセスのシミュレーショ
ン方法において、前記第１〜第４の挙動モデル化ステッ
プによりモデル化された油圧式射出成形機の特性を入力
する挙動モデル入力ステップと、前記成形品の成形条件
を入力する成形条件入力ステップと、前記挙動モデル入
力ステップ及び前記成形条件入力ステップにより得られ
たモデルを離散化して数値シミュレーションを実行する
数値シミュレーション実行ステップと、前記数値シミュ
レーション実行ステップにより実行した結果を表示する
表示ステップとを具備したことを特徴とする。
【０００９】また、上記第１の目的を達成するために請
求項４記載の射出成形プロセスのシミュレーション装置
は、射出成形プロセスのシミュレーション装置におい
て、スプール・ランナー・キャビティを含む成形金型内
の成形品部の樹脂挙動を数値シミュレーションによって
予測する第１の予測手段と、射出成形機の特性による樹
脂の挙動を数値シミュレーションによって予測する第２
の予測手段とを具備したことを特徴とする。
求項４記載の射出成形プロセスのシミュレーション装置
は、射出成形プロセスのシミュレーション装置におい
て、スプール・ランナー・キャビティを含む成形金型内
の成形品部の樹脂挙動を数値シミュレーションによって
予測する第１の予測手段と、射出成形機の特性による樹
脂の挙動を数値シミュレーションによって予測する第２
の予測手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】また、上記第１の目的を達成するために請
求項５記載の射出成形プロセスのシミュレーション装置
は、請求項４記載の射出成形プロセスのシミュレーショ
ン装置において、油圧式射出成形機の特性として溶融樹
脂噴出ノズル部の樹脂の挙動をモデル化する第１の挙動
モデル化手段と、油圧ピストンと溶融樹脂搬送用スクリ
ューの挙動をモデル化する第２の挙動モデル化手段と、
油圧プランジャ内の油の挙動をモデル化する第３の挙動
モデル化手段と、油圧駆動系の油の挙動をモデル化する
第４の挙動モデル化手段とを具備したことを特徴とす
る。
求項５記載の射出成形プロセスのシミュレーション装置
は、請求項４記載の射出成形プロセスのシミュレーショ
ン装置において、油圧式射出成形機の特性として溶融樹
脂噴出ノズル部の樹脂の挙動をモデル化する第１の挙動
モデル化手段と、油圧ピストンと溶融樹脂搬送用スクリ
ューの挙動をモデル化する第２の挙動モデル化手段と、
油圧プランジャ内の油の挙動をモデル化する第３の挙動
モデル化手段と、油圧駆動系の油の挙動をモデル化する
第４の挙動モデル化手段とを具備したことを特徴とす
る。
【００１１】また、上記第１の目的を達成するために請
求項６記載の射出成形プロセスのシミュレーション装置
は、請求項５記載の射出成形プロセスのシミュレーショ
ン装置において、前記第１〜第４の挙動モデル化手段に
よりモデル化された油圧式射出成形機の特性を入力する
挙動モデル入力手段と、前記成形品の成形条件を入力す
る成形条件入力手段と、前記挙動モデル入力手段及び前
記成形条件入力手段により得られたモデルを離散化して
数値シミュレーションを実行する数値シミュレーション
実行手段と、前記数値シミュレーション実行手段により
実行した結果を表示する表示手段とを具備したことを特
徴とする。
求項６記載の射出成形プロセスのシミュレーション装置
は、請求項５記載の射出成形プロセスのシミュレーショ
ン装置において、前記第１〜第４の挙動モデル化手段に
よりモデル化された油圧式射出成形機の特性を入力する
挙動モデル入力手段と、前記成形品の成形条件を入力す
る成形条件入力手段と、前記挙動モデル入力手段及び前
記成形条件入力手段により得られたモデルを離散化して
数値シミュレーションを実行する数値シミュレーション
実行手段と、前記数値シミュレーション実行手段により
実行した結果を表示する表示手段とを具備したことを特
徴とする。
【００１２】また、上記第１の目的を達成するために請
求項７記載の射出成形プロセスのシミュレーション方法
は、射出成形装置全体の挙動をモデル化して入力する挙
動モデル入力ステップと、前記挙動モデル入力ステップ
によりモデル化された挙動モデルを連立し数値シミュレ
ーションを実行する数値シミュレーション実行ステップ
と、前記数値シミュレーション実行ステップにより実行
した結果を表示する表示ステップとを具備したことを特
徴とする。
求項７記載の射出成形プロセスのシミュレーション方法
は、射出成形装置全体の挙動をモデル化して入力する挙
動モデル入力ステップと、前記挙動モデル入力ステップ
によりモデル化された挙動モデルを連立し数値シミュレ
ーションを実行する数値シミュレーション実行ステップ
と、前記数値シミュレーション実行ステップにより実行
した結果を表示する表示ステップとを具備したことを特
徴とする。
【００１３】また、上記第１の目的を達成するために請
求項８記載の射出成形プロセスのシミュレーション装置
は、射出成形装置全体の挙動をモデル化して入力する挙
動モデル入力手段と、前記挙動モデル入力手段によりモ
デル化された挙動モデルを連立し数値シミュレーション
を実行する数値シミュレーション実行手段と、前記数値
シミュレーション実行手段により実行した結果を表示す
る表示手段とを具備したことを特徴とする。
求項８記載の射出成形プロセスのシミュレーション装置
は、射出成形装置全体の挙動をモデル化して入力する挙
動モデル入力手段と、前記挙動モデル入力手段によりモ
デル化された挙動モデルを連立し数値シミュレーション
を実行する数値シミュレーション実行手段と、前記数値
シミュレーション実行手段により実行した結果を表示す
る表示手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】また、上記第２の目的を達成するために請
求項９記載の記憶媒体は、射出成形プロセスのシミュレ
ーション装置を制御するための制御プログラムを格納し
た記憶媒体であって、前記制御プログラムは、スプール
・ランナー・キャビティを含む成形金型内の成形品部の
樹脂挙動を数値シミュレーションによって予測する第１
の予測モジュールと、射出成形機の特性による樹脂の挙
動を数値シミュレーションによって予測する第２の予測
モジュールとを具備したことを特徴とする。
求項９記載の記憶媒体は、射出成形プロセスのシミュレ
ーション装置を制御するための制御プログラムを格納し
た記憶媒体であって、前記制御プログラムは、スプール
・ランナー・キャビティを含む成形金型内の成形品部の
樹脂挙動を数値シミュレーションによって予測する第１
の予測モジュールと、射出成形機の特性による樹脂の挙
動を数値シミュレーションによって予測する第２の予測
モジュールとを具備したことを特徴とする。
【００１５】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１０記載の記憶媒体は、請求項９記載の記憶媒体に
おいて、前記制御プログラムは、油圧式射出成形機の特
性として溶融樹脂噴出ノズル部の樹脂の挙動をモデル化
する第１の挙動モデル化モジュールと、油圧ピストンと
溶融樹脂搬送用スクリューの挙動をモデル化する第２の
挙動モデル化モジュールと、油圧プランジャ内の油の挙
動をモデル化する第３の挙動モデル化モジュールと、油
圧駆動系の油の挙動をモデル化する第４の挙動モデル化
モジュールとを具備したことを特徴とする。
求項１０記載の記憶媒体は、請求項９記載の記憶媒体に
おいて、前記制御プログラムは、油圧式射出成形機の特
性として溶融樹脂噴出ノズル部の樹脂の挙動をモデル化
する第１の挙動モデル化モジュールと、油圧ピストンと
溶融樹脂搬送用スクリューの挙動をモデル化する第２の
挙動モデル化モジュールと、油圧プランジャ内の油の挙
動をモデル化する第３の挙動モデル化モジュールと、油
圧駆動系の油の挙動をモデル化する第４の挙動モデル化
モジュールとを具備したことを特徴とする。
【００１６】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１１記載の記憶媒体は、請求項１０記載の記憶媒体
において、前記制御プログラムは、前記第１〜第４の挙
動モデル化モジュールによりモデル化された油圧式射出
成形機の特性を入力する挙動モデル入力モジュールと、
前記成形品の成形条件を入力する成形条件入力モジュー
ルと、前記挙動モデル入力モジュール及び前記成形条件
入力モジュールにより得られたモデルを離散化して数値
シミュレーションを実行する数値シミュレーション実行
モジュールと、前記数値シミュレーション実行モジュー
ルにより実行した結果を表示する表示モジュールとを具
備したことを特徴とする。
求項１１記載の記憶媒体は、請求項１０記載の記憶媒体
において、前記制御プログラムは、前記第１〜第４の挙
動モデル化モジュールによりモデル化された油圧式射出
成形機の特性を入力する挙動モデル入力モジュールと、
前記成形品の成形条件を入力する成形条件入力モジュー
ルと、前記挙動モデル入力モジュール及び前記成形条件
入力モジュールにより得られたモデルを離散化して数値
シミュレーションを実行する数値シミュレーション実行
モジュールと、前記数値シミュレーション実行モジュー
ルにより実行した結果を表示する表示モジュールとを具
備したことを特徴とする。
【００１７】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１２記載の記憶媒体は、射出成形プロセスのシミュ
レーション装置を制御するための制御プログラムを格納
した記憶媒体であって、前記制御プログラムは、射出成
形装置全体の挙動をモデル化して入力する挙動モデル入
力モジュールと、前記挙動モデル入力モジュールにより
モデル化された挙動モデルを連立し数値シミュレーショ
ンを実行する数値シミュレーション実行モジュールと、
前記数値シミュレーション実行モジュールにより実行し
た結果を表示する表示モジュールとを具備したことを特
徴とする。
求項１２記載の記憶媒体は、射出成形プロセスのシミュ
レーション装置を制御するための制御プログラムを格納
した記憶媒体であって、前記制御プログラムは、射出成
形装置全体の挙動をモデル化して入力する挙動モデル入
力モジュールと、前記挙動モデル入力モジュールにより
モデル化された挙動モデルを連立し数値シミュレーショ
ンを実行する数値シミュレーション実行モジュールと、
前記数値シミュレーション実行モジュールにより実行し
た結果を表示する表示モジュールとを具備したことを特
徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づき説明する。
面に基づき説明する。
【００１９】図１は、本実施の形態に係る射出成形プロ
セスのシミュレーション装置における射出成形機及び成
形金型を含む射出成形装置全体の挙動シミュレーション
の処理の流れを示す図である。
セスのシミュレーション装置における射出成形機及び成
形金型を含む射出成形装置全体の挙動シミュレーション
の処理の流れを示す図である。
【００２０】同図において、１は挙動モデルの入力部
（挙動モデル入力部）、２は成形条件の入力部であり、
前記スクリューの前進速度及び油圧力を入力する部分で
ある。３は数値シミュレーションを実行する部分（数値
シミュレーション部）で、各挙動モデルを表わす方程式
を連立させ、数値計算によって解を得る部分である。４
は数値シミュレーション部３で得られた結果を表示する
部分（結果表示部）である。
（挙動モデル入力部）、２は成形条件の入力部であり、
前記スクリューの前進速度及び油圧力を入力する部分で
ある。３は数値シミュレーションを実行する部分（数値
シミュレーション部）で、各挙動モデルを表わす方程式
を連立させ、数値計算によって解を得る部分である。４
は数値シミュレーション部３で得られた結果を表示する
部分（結果表示部）である。
【００２１】挙動モデル入力部１は、油圧駆動系の油の
挙動モデル入力部５と、油圧プランジャ内の油の挙動モ
デル入力部６と、油圧ピストンと溶融樹脂搬送用スクリ
ューの挙動モデル入力部７と、溶融樹脂噴出ノズル部の
樹脂の挙動モデル入力部８と、スプール・ランナー・キ
ャビティ部の樹脂の挙動モデル入力部９とからなる。
挙動モデル入力部５と、油圧プランジャ内の油の挙動モ
デル入力部６と、油圧ピストンと溶融樹脂搬送用スクリ
ューの挙動モデル入力部７と、溶融樹脂噴出ノズル部の
樹脂の挙動モデル入力部８と、スプール・ランナー・キ
ャビティ部の樹脂の挙動モデル入力部９とからなる。
【００２２】図２は、溶融樹脂充填中の前記スクリュー
の位置を時間履歴として与え、途中で油圧力の設定に切
り換えた一例を示す図である。即ち、この例では、最初
スクリューの位置制御を行っている。時間０ｓｅｃのと
きにスクリュー位置zは６ｍｍの位置にあり、１．４ｓ
ｅｃ後、４２ｍｍの位置まで一定速度で前進する。ここ
までのシミュレーションではこのスクリューの前進速度
がシミュレーションの際の境界条件として適用される。
１．４ｓｅｃ後にスクリューの位置制御から油圧値の制
御に切り換わる。但し、スクリューの位置制御の時点
で、油圧値が制御値３．５ＭＰａを超える場合は油圧制
御に切り換わる。油圧制御に切り換わってからは保圧時
の油圧の履歴グラフに示された油圧値がシミュレーショ
ンの際の境界条件として適用される。
の位置を時間履歴として与え、途中で油圧力の設定に切
り換えた一例を示す図である。即ち、この例では、最初
スクリューの位置制御を行っている。時間０ｓｅｃのと
きにスクリュー位置zは６ｍｍの位置にあり、１．４ｓ
ｅｃ後、４２ｍｍの位置まで一定速度で前進する。ここ
までのシミュレーションではこのスクリューの前進速度
がシミュレーションの際の境界条件として適用される。
１．４ｓｅｃ後にスクリューの位置制御から油圧値の制
御に切り換わる。但し、スクリューの位置制御の時点
で、油圧値が制御値３．５ＭＰａを超える場合は油圧制
御に切り換わる。油圧制御に切り換わってからは保圧時
の油圧の履歴グラフに示された油圧値がシミュレーショ
ンの際の境界条件として適用される。
【００２３】前記スクリューの前進速度は該スクリュー
の位置を時間微分することで得られる。ここでは示さな
かったが、溶融樹脂充填時も油圧力を時間の履歴として
設定することも可能である。また、前記スクリューの前
進速度若しくは油圧力には制限値を設け、許容値を超え
る場合は、その制限値が入力条件に切り換えることもで
きる。
の位置を時間微分することで得られる。ここでは示さな
かったが、溶融樹脂充填時も油圧力を時間の履歴として
設定することも可能である。また、前記スクリューの前
進速度若しくは油圧力には制限値を設け、許容値を超え
る場合は、その制限値が入力条件に切り換えることもで
きる。
【００２４】油圧駆動系の配管パイプ部の流量と圧力と
の関係は、下記（１）式となる。
の関係は、下記（１）式となる。
【００２５】Ｐ1−Ｐh＝Ｋ1h・ｑh 2 … （１） ここで、Ｐ1，Ｐhは油圧力、Ｋ1hは配管部の流体の摩擦
力、バルブ及びフィルターに関する流量係数であり、動
作油の粘性、密度、流量、管内径、管長さ等の関数、ｑ
h 2は油圧流量である。
力、バルブ及びフィルターに関する流量係数であり、動
作油の粘性、密度、流量、管内径、管長さ等の関数、ｑ
h 2は油圧流量である。
【００２６】上記（１）式は数値シミュレーション部３
に組み込まれ、挙動モデル入力部６〜９で示す方程式と
連成して解かれる。挙動モデル入力部５では、これらの
中で、動作油の粘性、密度、管内径、管長さ等を入力す
る。
に組み込まれ、挙動モデル入力部６〜９で示す方程式と
連成して解かれる。挙動モデル入力部５では、これらの
中で、動作油の粘性、密度、管内径、管長さ等を入力す
る。
【００２７】油圧プランジャ内では、下記（２）式が成
立する。
立する。
【００２８】 Ｖh／β・（ｄＰh／ｄｔ）＝ｑh−Ａh・ｄｚ／ｄｔ Ｖh＝Ｖh0＋Ａh・ｚ … （２） ここで、Ｖhは油圧プランジャの体積、βは作動油の体
積弾性係数、ｄ／ｄｔは時間微分、Ｐhは油圧力、ｔは
時間、ｑhは油圧流量、Ａhは油圧シリンダの断面積、ｚ
はスクリューの位置、Ｖh0は射出開始時の油圧シリンダ
の体積である。
積弾性係数、ｄ／ｄｔは時間微分、Ｐhは油圧力、ｔは
時間、ｑhは油圧流量、Ａhは油圧シリンダの断面積、ｚ
はスクリューの位置、Ｖh0は射出開始時の油圧シリンダ
の体積である。
【００２９】上記（２）式は、数値シミュレーション部
３に組み込まれ、挙動モデル入力部５，７〜９で示す方
程式と連成して解かれる。挙動モデル入力部６では、こ
れらの中で成形機の形状または油の物性により決まるＶ
h0，Ａh，βを入力する。
３に組み込まれ、挙動モデル入力部５，７〜９で示す方
程式と連成して解かれる。挙動モデル入力部６では、こ
れらの中で成形機の形状または油の物性により決まるＶ
h0，Ａh，βを入力する。
【００３０】油圧ピストンとスクリューの運動は、下記
（３）式により表わされる。
（３）式により表わされる。
【００３１】 Ｍ・ｄｖz／ｄｔ＝Ｐh・Ａh−Ｐn・Ａn−ｆv … （３） ここで、Ｍはスクリューと油圧プランジャを含む質量、
ｖzはスクリューの前進速度であり、ｖz＝ｄｚ／ｄｔで
表わされる。Ａnはノズル部の断面積、Ｐnはノズル部の
樹脂圧力、ｆvはスクリューとバレルの粘性摩擦及び油
圧プランジャと油圧シリンダの摩擦を含めた摩擦抵抗で
ある。
ｖzはスクリューの前進速度であり、ｖz＝ｄｚ／ｄｔで
表わされる。Ａnはノズル部の断面積、Ｐnはノズル部の
樹脂圧力、ｆvはスクリューとバレルの粘性摩擦及び油
圧プランジャと油圧シリンダの摩擦を含めた摩擦抵抗で
ある。
【００３２】円管のクエット流れを仮定し、樹脂粘性は
指数則（η＝η0・γn-1）で表わされるものとすれば、
ｆvは下記（４）式により表わされる。
指数則（η＝η0・γn-1）で表わされるものとすれば、
ｆvは下記（４）式により表わされる。
【００３３】 ｆv＝２π・η0・Ｒ0 1-n・（Ｌ＋ｚ）・［（ｓ−１）・ｖz／｛（Ｒｏ／Ｒｉ ）1-s−１｝］n … （４） ここで、γは剪断速度、η0はゼロ剪断速度の粘度、ｎ
は指数則のべき指数、Ｒｏはノズル部のシリンダ外径、
Ｒｉはスクリューの外径、Ｓ＝１／ｎである。
は指数則のべき指数、Ｒｏはノズル部のシリンダ外径、
Ｒｉはスクリューの外径、Ｓ＝１／ｎである。
【００３４】上記（４）式は数値シミュレーション部３
に組み込まれ、挙動モデル入力部５，６，８，９で示す
方程式と連成して解かれる。挙動モデル入力部７では、
これらの中で、射出成形機の形状または樹脂により決ま
る物性定数を入力する。
に組み込まれ、挙動モデル入力部５，６，８，９で示す
方程式と連成して解かれる。挙動モデル入力部７では、
これらの中で、射出成形機の形状または樹脂により決ま
る物性定数を入力する。
【００３５】ノズル部では下記（５）式が成立する。
【００３６】 Ｖn／α・（ｄＰn／ｄｔ）＝Ａn・ｄｚ／ｄｔ−ｑp Ｖn＝Ｖn0−Ａn・ｚ … （５） ここで、Ｖｎはスクリューより前のシリンダ部を含むノ
ズル部の体積、Ｖｎ０は円錐部及びスクリューより前の
シリンダ部を含む射出開始前のノズル部の体積、Ｐnは
ノズル部の樹脂の圧力、ｑpはノズルから射出される樹
脂の流量、Ａnはノズル部の断面積、ｚはスクリューの
位置、ｔは時間、αは樹脂の体積弾性係数である。
ズル部の体積、Ｖｎ０は円錐部及びスクリューより前の
シリンダ部を含む射出開始前のノズル部の体積、Ｐnは
ノズル部の樹脂の圧力、ｑpはノズルから射出される樹
脂の流量、Ａnはノズル部の断面積、ｚはスクリューの
位置、ｔは時間、αは樹脂の体積弾性係数である。
【００３７】上記（５）式は数値シミュレーション部３
に組み込まれ、挙動モデル入力部５，６，７，９で示す
方程式と連成して解かれる。挙動モデル入力部８では、
これらの中で、射出成形機の形状または樹脂により決ま
る物性定数を入力する。
に組み込まれ、挙動モデル入力部５，６，７，９で示す
方程式と連成して解かれる。挙動モデル入力部８では、
これらの中で、射出成形機の形状または樹脂により決ま
る物性定数を入力する。
【００３８】スプール・ランナー・キャビティ部は、一
般的に行われる樹脂流動・保圧冷却シミュレーションと
同様に微細な要素に分割する。有限要素法を用い、各要
素で離散化し、それらを重ね合わせることで連立一次方
程式が得られる。得られた方程式は数値シミュレーショ
ン部３に組み込まれ、挙動モデル入力部５〜８で示す方
程式と連成して解かれる。
般的に行われる樹脂流動・保圧冷却シミュレーションと
同様に微細な要素に分割する。有限要素法を用い、各要
素で離散化し、それらを重ね合わせることで連立一次方
程式が得られる。得られた方程式は数値シミュレーショ
ン部３に組み込まれ、挙動モデル入力部５〜８で示す方
程式と連成して解かれる。
【００３９】図３は、シミュレーションを行った結果か
ら得られる出力例を示す図であり、同図（ａ）はスクリ
ュー位置、（ｂ）は油圧力、（ｃ）はキャビティ内の要
素分割されたモデルのある位置の樹脂圧力、（ｄ）はノ
ズル部の樹脂圧力の履歴グラフを示している。
ら得られる出力例を示す図であり、同図（ａ）はスクリ
ュー位置、（ｂ）は油圧力、（ｃ）はキャビティ内の要
素分割されたモデルのある位置の樹脂圧力、（ｄ）はノ
ズル部の樹脂圧力の履歴グラフを示している。
【００４０】図４は射出成形機における各挙動モデルで
用いられた変数の位置を示す図である。同図において、
４０１はキャビティ、４０２はランナー、４０３はスプ
ール、４０４は溶融樹脂噴出用のノズル、４０５は溶融
樹脂搬送用のスクリュー、４０６は加熱シリンダ、４０
７はヒーター、４０８は油圧ピストン、４０９はプラテ
ン、４１０は成形金型、４１１は供給樹脂、４１２は油
圧プランジャ、４１３は油の配管、ｑpはノズル４０４
の先端からの樹脂の射出流量、Ｐnはノズル４０４部の
樹脂の圧力、Ａnはノズル４０４部の断面積、Ｖnはノズ
ル４０４部の樹脂の体積、ｖzはスクリュー４０５の前
進速度、Ｒｉはスクリュー４０５の外径、Ｒｏは加熱シ
リンダ４０６の内径、Ｐhは油圧プランジャ４１２部の
油圧、Ａhは油圧プランジャ４１２部の断面積、Ｖhは油
圧プランジャ４１２部の体積、ｑhは油の流速、Ｚはス
クリュー４０５の前進位置、ｒはスクリュー４０５の中
心軸からの距離、Ｐ1は油圧力である。
用いられた変数の位置を示す図である。同図において、
４０１はキャビティ、４０２はランナー、４０３はスプ
ール、４０４は溶融樹脂噴出用のノズル、４０５は溶融
樹脂搬送用のスクリュー、４０６は加熱シリンダ、４０
７はヒーター、４０８は油圧ピストン、４０９はプラテ
ン、４１０は成形金型、４１１は供給樹脂、４１２は油
圧プランジャ、４１３は油の配管、ｑpはノズル４０４
の先端からの樹脂の射出流量、Ｐnはノズル４０４部の
樹脂の圧力、Ａnはノズル４０４部の断面積、Ｖnはノズ
ル４０４部の樹脂の体積、ｖzはスクリュー４０５の前
進速度、Ｒｉはスクリュー４０５の外径、Ｒｏは加熱シ
リンダ４０６の内径、Ｐhは油圧プランジャ４１２部の
油圧、Ａhは油圧プランジャ４１２部の断面積、Ｖhは油
圧プランジャ４１２部の体積、ｑhは油の流速、Ｚはス
クリュー４０５の前進位置、ｒはスクリュー４０５の中
心軸からの距離、Ｐ1は油圧力である。
【００４１】本実施の形態に係る射出成形プロセスのシ
ミュレーション装置は、記憶媒体に格納された制御プロ
グラムをコンピュータが読み出して実行することによ
り、上述した本実施の形態の機能が実現されるものであ
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記制
御プログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働して
いるＯＳ（オペレーティングシステム）等の実際の処理
の一部または全部を行い、その処理によって上述した本
実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言
うまでもない。
ミュレーション装置は、記憶媒体に格納された制御プロ
グラムをコンピュータが読み出して実行することによ
り、上述した本実施の形態の機能が実現されるものであ
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記制
御プログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働して
いるＯＳ（オペレーティングシステム）等の実際の処理
の一部または全部を行い、その処理によって上述した本
実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言
うまでもない。
【００４２】また、制御プログラムを格納する記憶媒体
としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、
ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−
ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌ
ｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉ
ｓｋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、磁気テープ、不揮発性
メモリカード、ＲＯＭチップ等を用いることができる。
としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、
ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−
ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌ
ｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉ
ｓｋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、磁気テープ、不揮発性
メモリカード、ＲＯＭチップ等を用いることができる。
【００４３】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の射出成形プ
ロセスのシミュレーション方法及び装置によれば、シミ
ュレーションの入力条件が、実際の射出成形機で与える
条件と対応しているため、条件入力が容易になると共
に、推定値を与える必要がないためシミュレーションの
精度も向上する。
ロセスのシミュレーション方法及び装置によれば、シミ
ュレーションの入力条件が、実際の射出成形機で与える
条件と対応しているため、条件入力が容易になると共
に、推定値を与える必要がないためシミュレーションの
精度も向上する。
【００４４】また、本発明の記憶媒体によれば、上述し
た本発明の射出成形プロセスのシミュレーション装置を
円滑に制御することができる。
た本発明の射出成形プロセスのシミュレーション装置を
円滑に制御することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形プロ
セスのシミュレーション方法及び装置における射出成形
機及び成形金型を含む射出成形装置全体の挙動シミュレ
ーションの動作の流れをを示すブロック図である。
セスのシミュレーション方法及び装置における射出成形
機及び成形金型を含む射出成形装置全体の挙動シミュレ
ーションの動作の流れをを示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形プロ
セスのシミュレーション方法及び装置における成形条件
の入力例を示す図である。
セスのシミュレーション方法及び装置における成形条件
の入力例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形プロ
セスのシミュレーション方法及び装置においてシミュレ
ーションを行った結果得られる出力例を示す図である。
セスのシミュレーション方法及び装置においてシミュレ
ーションを行った結果得られる出力例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形プロ
セスのシミュレーション方法及び装置における各挙動モ
デルで用いられた変数の位置を示す図である。
セスのシミュレーション方法及び装置における各挙動モ
デルで用いられた変数の位置を示す図である。
１ 挙動モデル入力部 ２ 成形条件入力部 ３ 数値シミュレーション部 ４ 結果表示部 ４０１ キャビティ ４０２ ランナー ４０３ スプール ４０４ 溶融樹脂噴出用のノズル ４０５ 溶融樹脂搬送用のスクリュー ４０６ 加熱シリンダ ４０７ ヒーター ４０８ 油圧ピストン ４０９ プラテン ４１０ 成形金型 ４１１ 供給樹脂 ４１２ 油圧プランジャ ４１３ 油の配管
Claims (12)
- 【請求項１】 射出成形プロセスのシミュレーション方
法において、スプール・ランナー・キャビティを含む成
形金型内の成形品部の樹脂挙動を数値シミュレーション
によって予測する第１の予測ステップと、射出成形機の
特性による樹脂の挙動を数値シミュレーションによって
予測する第２の予測ステップとを具備したことを特徴と
する射出成形プロセスのシミュレーション方法。 - 【請求項２】 油圧式射出成形機の特性として溶融樹脂
噴出ノズル部の樹脂の挙動をモデル化する第１の挙動モ
デル化ステップと、油圧ピストンと溶融樹脂搬送用スク
リューの挙動をモデル化する第２の挙動モデル化ステッ
プと、油圧プランジャ内の油の挙動をモデル化する第３
の挙動モデル化ステップと、油圧駆動系の油の挙動をモ
デル化する第４の挙動モデル化ステップとを具備したこ
とを特徴とする請求項１記載の射出成形プロセスのシミ
ュレーション方法。 - 【請求項３】 前記第１〜第４の挙動モデル化ステップ
によりモデル化された油圧式射出成形機の特性を入力す
る挙動モデル入力ステップと、前記成形品の成形条件を
入力する成形条件入力ステップと、前記挙動モデル入力
ステップ及び前記成形条件入力ステップにより得られた
モデルを離散化して数値シミュレーションを実行する数
値シミュレーション実行ステップと、前記数値シミュレ
ーション実行ステップにより実行した結果を表示する表
示ステップとを具備したことを特徴とする請求項２記載
の射出成形プロセスのシミュレーション方法。 - 【請求項４】 射出成形プロセスのシミュレーション装
置において、スプール・ランナー・キャビティを含む成
形金型内の成形品部の樹脂挙動を数値シミュレーション
によって予測する第１の予測手段と、射出成形機の特性
による樹脂の挙動を数値シミュレーションによって予測
する第２の予測手段とを具備したことを特徴とする射出
成形プロセスのシミュレーション装置。 - 【請求項５】 油圧式射出成形機の特性として溶融樹脂
噴出ノズル部の樹脂の挙動をモデル化する第１の挙動モ
デル化手段と、油圧ピストンと溶融樹脂搬送用スクリュ
ーの挙動をモデル化する第２の挙動モデル化手段と、油
圧プランジャ内の油の挙動をモデル化する第３の挙動モ
デル化手段と、油圧駆動系の油の挙動をモデル化する第
４の挙動モデル化手段とを具備したことを特徴とする請
求項８記載の射出成形プロセスのシミュレーション装
置。 - 【請求項６】 前記第１〜第４の挙動モデル化手段によ
りモデル化された油圧式射出成形機の特性を入力する挙
動モデル入力手段と、前記成形品の成形条件を入力する
成形条件入力手段と、前記挙動モデル入力手段及び前記
成形条件入力手段により得られたモデルを離散化して数
値シミュレーションを実行する数値シミュレーション実
行手段と、前記数値シミュレーション実行手段により実
行した結果を表示する表示手段とを具備したことを特徴
とする請求項５記載の射出成形プロセスのシミュレーシ
ョン装置。 - 【請求項７】 射出成形装置全体の挙動をモデル化して
入力する挙動モデル入力ステップと、前記挙動モデル入
力ステップによりモデル化された挙動モデルを連立し数
値シミュレーションを実行する数値シミュレーション実
行ステップと、前記数値シミュレーション実行ステップ
により実行した結果を表示する表示ステップとを具備し
たことを特徴とする射出成形プロセスのシミュレーショ
ン方法。 - 【請求項８】 射出成形装置全体の挙動をモデル化して
入力する挙動モデル入力手段と、前記挙動モデル入力手
段によりモデル化された挙動モデルを連立し数値シミュ
レーションを実行する数値シミュレーション実行手段
と、前記数値シミュレーション実行手段により実行した
結果を表示する表示手段とを具備したことを特徴とする
射出成形プロセスのシミュレーション装置。 - 【請求項９】 射出成形プロセスのシミュレーション装
置を制御するための制御プログラムを格納した記憶媒体
であって、前記制御プログラムは、スプール・ランナー
・キャビティを含む成形金型内の成形品部の樹脂挙動を
数値シミュレーションによって予測する第１の予測モジ
ュールと、射出成形機の特性による樹脂の挙動を数値シ
ミュレーションによって予測する第２の予測モジュール
とを具備したことを特徴とする記憶媒体。 - 【請求項１０】 前記制御プログラムは、油圧式射出成
形機の特性として溶融樹脂噴出ノズル部の樹脂の挙動を
モデル化する第１の挙動モデル化モジュールと、油圧ピ
ストンと溶融樹脂搬送用スクリューの挙動をモデル化す
る第２の挙動モデル化モジュールと、油圧プランジャ内
の油の挙動をモデル化する第３の挙動モデル化モジュー
ルと、油圧駆動系の油の挙動をモデル化する第４の挙動
モデル化モジュールとを具備したことを特徴とする請求
項９記載の記憶媒体。 - 【請求項１１】 前記制御プログラムは、前記第１〜第
４の挙動モデル化モジュールによりモデル化された油圧
式射出成形機の特性を入力する挙動モデル入力モジュー
ルと、前記成形品の成形条件を入力する成形条件入力モ
ジュールと、前記挙動モデル入力モジュール及び前記成
形条件入力モジュールにより得られたモデルを離散化し
て数値シミュレーションを実行する数値シミュレーショ
ン実行モジュールと、前記数値シミュレーション実行モ
ジュールにより実行した結果を表示する表示モジュール
とを具備したことを特徴とする請求項１０記載の記憶媒
体。 - 【請求項１２】 射出成形プロセスのシミュレーション
装置を制御するための制御プログラムを格納した記憶媒
体であって、前記制御プログラムは、射出成形装置全体
の挙動をモデル化して入力する挙動モデル入力モジュー
ルと、前記挙動モデル入力モジュールによりモデル化さ
れた挙動モデルを連立し数値シミュレーションを実行す
る数値シミュレーション実行モジュールと、前記数値シ
ミュレーション実行モジュールにより実行した結果を表
示する表示モジュールとを具備したことを特徴とする記
憶媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094974A JP2001277321A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 射出成形プロセスのシミュレーション方法及び装置並びに記憶媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094974A JP2001277321A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 射出成形プロセスのシミュレーション方法及び装置並びに記憶媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001277321A true JP2001277321A (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=18609934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000094974A Withdrawn JP2001277321A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 射出成形プロセスのシミュレーション方法及び装置並びに記憶媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001277321A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG111123A1 (en) * | 2002-08-13 | 2005-05-30 | Fuji Electric Co Ltd | Perpendicular magnetic recording medium |
| JP2010099859A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 設定画面、射出成形機及び設定画面の表示方法 |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000094974A patent/JP2001277321A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG111123A1 (en) * | 2002-08-13 | 2005-05-30 | Fuji Electric Co Ltd | Perpendicular magnetic recording medium |
| JP2010099859A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 設定画面、射出成形機及び設定画面の表示方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9684295B2 (en) | Molding system and method for operating the same | |
| EP1218163B1 (en) | Method and computer hardware apparatus for modeling injection of a fluid in a mold cavity | |
| US9409335B1 (en) | Computer-implemented simulation method and non-transitory computer medium for use in molding process | |
| EP2427835B1 (en) | Simulation of ejection after mold filling | |
| US8868389B2 (en) | Computer-implemented simulation method and non-transitory computer medium for use in molding process, and molding system using the same | |
| US10562218B2 (en) | Method for setting up a molding system | |
| US8983878B2 (en) | Computer-implemented method for optimizing an injection-molding process for producing thick-walled components | |
| US10076862B1 (en) | Molding system | |
| JP3490374B2 (ja) | 成形条件作成方法、装置、媒体及び成形機 | |
| JP2001277321A (ja) | 射出成形プロセスのシミュレーション方法及び装置並びに記憶媒体 | |
| US10960592B2 (en) | Computer-implemented simulation method for injection-molding process | |
| US20190005164A1 (en) | Method and apparatus for molding an object according to a computational model | |
| JP4765883B2 (ja) | 発泡射出成形品の品質予測システム、プログラム、及び方法 | |
| Marcilla et al. | Simulation of the gas-assisted injection molding process using a mid-plane model of a contained-channel part | |
| US10864667B2 (en) | Molding system for preparing an in-mold decorated article | |
| US10703030B1 (en) | Molding system for preparing fiberless thermoplastic composite article | |
| JPH081744A (ja) | 射出成形機の制御方法 | |
| US10940623B1 (en) | Molding system for preparing molding article | |
| JP2001246655A (ja) | 射出成形時の挙動予測方法及び装置、金型設計方法 | |
| JP2018039165A (ja) | 樹脂成形品のそり変形防止設計方法、プログラム、記録媒体、および樹脂成形品のそり変形防止設計装置 | |
| US20230024716A1 (en) | Method for calculating a target profile for the movement of an injection actuator shaping machine and/or simulating the injecting the molding compound into a cavity | |
| JPH09104037A (ja) | 射出成形装置 | |
| JPH0976320A (ja) | 射出成形機の射出成形速度条件自動設定方法 | |
| JP3582930B2 (ja) | 射出成型品の製造方案 | |
| JP4452672B2 (ja) | 射出成形中に樹脂がキャビティ面から剥離しやすい箇所を予測する方法とそれを利用した射出成形型と射出成形方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060310 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070605 |