JP2002292707A - Method for estimating warp deformation of resin injection-molded product - Google Patents

Method for estimating warp deformation of resin injection-molded product

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JP2002292707A
JP2002292707A JP2001097709A JP2001097709A JP2002292707A JP 2002292707 A JP2002292707 A JP 2002292707A JP 2001097709 A JP2001097709 A JP 2001097709A JP 2001097709 A JP2001097709 A JP 2001097709A JP 2002292707 A JP2002292707 A JP 2002292707A
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JP
Japan
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warpage
analysis
injection molding
resin injection
molded product
Prior art date
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Application number
JP2001097709A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumichi Yamada
和通 山田
Shigeto Saigo
栄人 西郷
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Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a development period and reduce production preparing man-hours, mold correction man-hours and cost by enhancing estimation accu racy by allowing the warpage based on an analytical estimated value to coincide with the warpage of an actual molded product. SOLUTION: In the method for estimating the warpage of the resin injection- molded product by analyzing the injection molding of the box-shaped resin injection-molded product having an opening part and corner parts, the analysis of injection molding is performed on the basis of a model for analyzing injection molding formed by applying the coefficient of heat-transfer to the upper surface and back surface of each of the corner parts to estimate the warp quantity of the opening part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コーナー部を有す
る樹脂射出成形品の射出成形解析を行い、そり量を予測
して評価を行う樹脂射出成形品のそり変形予測方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for predicting warpage deformation of a resin injection-molded article, which performs injection molding analysis of a resin injection-molded article having a corner portion, and predicts and evaluates the amount of warpage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の樹脂射出成形品のそり変形予測方
法は、樹脂射出成形品の射出成形解析を行い、そり量を
予測して評価を行うものである。
2. Description of the Related Art A conventional method for predicting warpage deformation of a resin injection molded product is to perform injection molding analysis of a resin injection molded product and predict and evaluate the amount of warpage.

【0003】すなわち従来の樹脂射出成形品のそり変形
予測方法は、図15に示されるように一般的な射出成形
解析に基づくもので、例えばコーナー部を有する樹脂射
出成形品の射出成形解析が開始されると、ステップ10
1において、コーナー部を有する樹脂射出成形品の形状
を入力しメッシュに分割されすなわち製品部がシェル要
素に分割され、射出成形解析用モデルが作成される。
That is, the conventional method for predicting the warpage of a resin injection molded article is based on a general injection molding analysis as shown in FIG. 15. For example, the injection molding analysis of a resin injection molded article having a corner portion is started. If done, step 10
In step 1, the shape of a resin injection molded product having a corner portion is input and divided into meshes, that is, the product portion is divided into shell elements, and an injection molding analysis model is created.

【0004】ステップ102において、充填、保圧、冷
却過程の解析およびそり解析等の射出成形解析が行わ
れ、ステップ103において、基準となる図面形状と成
形後の予測された成形品形状との違いすなわちそりが評
価される。
[0004] In step 102, injection molding analysis such as analysis of filling, dwelling and cooling processes and warpage analysis are performed. In step 103, the difference between the reference drawing shape and the predicted molded product shape after molding is determined. That is, the warpage is evaluated.

【0005】ステップ104において、得られたそりの
問題の有無が判定され、問題が有る場合はステップ10
5において、保持圧、冷却時間等の成形条件の変更およ
び製品肉厚の変更、リブの追加等の解析モデルが変更さ
れ、再びステップ102の上述した射出成形解析が行わ
れる。
In step 104, it is determined whether or not the obtained warpage problem exists.
In 5, the analysis model such as the change of the molding conditions such as the holding pressure and the cooling time, the change of the product thickness, the addition of the rib, and the like are changed, and the above-described injection molding analysis of step 102 is performed again.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の樹脂射出成
形品のそり変形予測方法における解析では、前記成型品
の前記コーナー部においてもシェル要素は表面と裏面が
同面積で解析しているため、実際は異なる熱挙動とな
る。
According to the analysis in the conventional method for predicting warpage deformation of a resin injection molded article, the shell element is analyzed with the same area on the front and back surfaces even at the corners of the molded article. In fact, they have different thermal behavior.

【0007】すなわち金型内の冷却配管に水、油等の媒
体を通して材料を冷却しているため、面積が異なれば金
型との間の熱のやり取りは異なることになるが、上述し
たように従来の解析においては、シェル要素の表面と裏
面の面積が同じとして解析しているため、当然表面と裏
面との収縮量の差が小さく見積もられるので、図16に
示されるように計算値である予測値に基づくそりと実際
の成形品のそりとが一致しないため、傾きおよび絶対値
が大きく異なり、予測精度が低く、開発期間の長期化、
生産準備工数、金型修正工数およびコストが増加すると
いう問題があった。
That is, since the material is cooled by passing a medium such as water or oil through the cooling pipe in the mold, the exchange of heat with the mold will be different if the area is different. In the conventional analysis, since the analysis is performed on the assumption that the area of the front surface and the back surface of the shell element is the same, the difference in the amount of shrinkage between the front surface and the back surface is naturally estimated to be small. Since the warpage based on the predicted value and the warpage of the actual molded product do not match, the slope and absolute value differ greatly, the prediction accuracy is low, the development period is prolonged,
There has been a problem that the number of man-hours for production preparation, man-hours for correcting molds, and costs increase.

【0008】そこで本発明者は、コーナー部を有する樹
脂射出成形品の射出成形解析を行い、そり量を予測して
評価を行う樹脂射出成形品のそり変形予測方法におい
て、前記コーナー部の表面と裏面に異なった熱伝達係数
を用いて、作成した射出成形解析用モデルに基づき射出
成形解析が行われることにより、そり量が予測されると
いう本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ね
た結果、解析予測値に基づくそりと実際の成形品のそり
とを一致させ、予測精度を高め、開発期間の短縮、生産
準備工数、金型修正工数およびコストを低減するという
目的を達成する本発明に到達した。
Accordingly, the present inventor has performed a method for predicting warpage deformation of a resin injection molded product, which performs injection molding analysis of a resin injection molded product having a corner portion and predicts and evaluates the amount of warpage. By using different heat transfer coefficients on the back side and performing injection molding analysis based on the created injection molding analysis model, the technical idea of the present invention that the amount of warpage is predicted, and further research and development As a result of the overlap, the warpage based on the analysis prediction value is matched with the warpage of the actual molded product, the prediction accuracy is improved, the development period is shortened, the production preparation man-hour, the mold repair man-hour and the cost are reduced. The present invention has been reached.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明(請求項1に記載
の第1発明)の樹脂射出成形品のそり変形予測方法は、
コーナー部を有する樹脂射出成形品の射出成形解析を行
い、そり量を予測して評価を行う樹脂射出成形品のそり
変形予測方法において、前記コーナー部の表面と裏面に
異なった熱伝達係数を用いて、作成した射出成形解析用
モデルに基づき射出成形解析が行われることにより、そ
り量が予測されるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage of a resin injection-molded article.
Injection analysis of a resin injection molded product having a corner portion is performed, and in a method of predicting warpage of a resin injection molded product in which a warpage amount is predicted and evaluated, different heat transfer coefficients are used for the front surface and the back surface of the corner portion. Then, by performing injection molding analysis based on the created injection molding analysis model, the amount of warpage is predicted.

【0010】本発明(請求項2に記載の第2発明)の樹
脂射出成形品のそり変形予測方法は、前記第1発明にお
いて、前記予測されたそり量に基づき評価が行われ、該
予測されたそり量に問題が有る場合は、成形条件が変更
されるとともに前記射出成形解析用モデルが変更される
ものである。
In the method for predicting warpage of a resin injection molded article according to the present invention (the second invention according to claim 2), in the first invention, an evaluation is performed based on the predicted warpage amount, and the prediction is performed. If there is a problem in the warpage amount, the molding conditions are changed and the injection molding analysis model is changed.

【0011】本発明(請求項3に記載の第3発明)の樹
脂射出成形品のそり変形予測方法は、前記第2発明にお
いて、前記コーナー部における金型との接触面積を考慮
して、前記射出成形解析が行われそり量が予測されるも
のである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage of a resin injection-molded article according to the second aspect of the present invention, wherein the corner has a contact area with a mold. The injection molding analysis is performed and the amount of warpage is predicted.

【0012】本発明(請求項4に記載の第4発明)の樹
脂射出成形品のそり変形予測方法は、前記第3発明にお
いて、熱応力解析用モデルが作成され、内そり評価部が
2次元断面メッシュに分割され熱応力解析が行われ、内
そりが評価され、そり量の問題の有無の判断に加味され
るものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for predicting warpage of a resin injection-molded article according to the third aspect, a model for thermal stress analysis is created, and the inner warpage evaluating unit is two-dimensional. It is divided into cross-sectional meshes, subjected to thermal stress analysis, evaluated for internal warpage, and taken into account in determining whether there is a problem with the amount of warpage.

【0013】本発明(請求項5に記載の第5発明)の樹
脂射出成形品のそり変形予測方法は、前記第4発明にお
いて、前記射出成形解析用モデルに基づく射出成形解析
結果を、前記熱応力解析の入力条件に変換するものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for predicting warpage of a resin injection-molded article according to the fourth aspect of the present invention, wherein the injection molding analysis result based on the injection molding analysis model is converted into the thermal analysis result. This is converted into input conditions for stress analysis.

【0014】本発明(請求項6に記載の第6発明)の樹
脂射出成形品のそり変形予測方法は、前記第5発明にお
いて、前記熱応力解析の入力条件が、樹脂温度および金
型温度であるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method for predicting warpage of a resin injection-molded article according to the fifth aspect, wherein the input conditions for the thermal stress analysis are a resin temperature and a mold temperature. There is something.

【0015】本発明(請求項7に記載の第7発明)の樹
脂射出成形品のそり変形予測方法は、前記第6発明にお
いて、前記熱応力解析の入力条件として、局部的に熱伝
達係数を変更するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage of a resin injection molded article according to the sixth aspect, wherein a heat transfer coefficient is locally determined as an input condition for the thermal stress analysis. To change.

【0016】[0016]

【発明の作用および効果】上記構成より成る第1発明の
樹脂射出成形品のそり変形予測方法は、コーナー部を有
する樹脂射出成形品の射出成形解析を行い、そり量を予
測して評価を行う樹脂射出成形品のそり変形予測方法に
おいて、前記コーナー部の表面と裏面に異なった熱伝達
係数を用いて、作成した射出成形解析用モデルに基づき
射出成形解析が行われることにより、そり量が予測され
るので、解析予測値に基づくそりと実際の成形品のそり
とを一致させ、予測精度を高めるという効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage of a resin injection-molded article having the above-described structure, in which an injection-molding analysis of a resin injection-molded article having a corner portion is performed, and a warpage amount is estimated and evaluated. In the method for predicting warpage deformation of a resin injection molded product, the amount of warpage is predicted by performing injection molding analysis based on a created injection molding analysis model using different heat transfer coefficients for the front and back surfaces of the corner portion. Therefore, the warpage based on the analysis prediction value is matched with the warpage of the actual molded product, and the effect of increasing the prediction accuracy is achieved.

【0017】上記構成より成る第2発明の樹脂射出成形
品のそり変形予測方法は、前記第1発明において、前記
予測されたそり量に基づき評価が行われ、該予測された
そり量に問題が有る場合は、成形条件が変更されるとと
もに前記射出成形解析用モデルが変更されるので、開発
期間の短縮、生産準備工数、金型修正工数およびコスト
を低減するという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage deformation of a resin injection-molded article according to the first invention, wherein the evaluation is performed based on the predicted warpage amount, and there is no problem with the predicted warpage amount. If there is, the molding conditions are changed and the injection molding analysis model is changed, so that the effects of shortening the development period, reducing the number of man-hours for production preparation, the number of man-hours for correcting the mold, and reducing the cost are achieved.

【0018】上記構成より成る第3発明の樹脂射出成形
品のそり変形予測方法は、前記第2発明において、前記
コーナー部における金型との接触面積を考慮して、前記
射出成形解析が行われそり量が予測されるので、予測精
度を高めるという効果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage of a resin injection molded article according to the second aspect, wherein the injection molding analysis is performed in consideration of a contact area of the corner portion with a mold. Since the amount of warpage is predicted, there is an effect that prediction accuracy is improved.

【0019】上記構成より成る第4発明の樹脂射出成形
品のそり変形予測方法は、前記第3発明において、熱応
力解析用モデルが作成され、内そり評価部が2次元断面
メッシュに分割され熱応力解析が行われ、内そりが評価
され、そり量の問題の有無の判断に加味されるので、予
測精度を一層高め、解析予測値に基づくそりと実際の成
形品のそりとを一致させるという効果を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage deformation of a resin injection molded article according to the third invention, wherein a model for thermal stress analysis is created, and an inner warpage evaluation unit is divided into a two-dimensional cross-section mesh to obtain a thermal stress. Stress analysis is performed, the internal warpage is evaluated, and it is added to the determination of whether there is a problem with the amount of warpage, so the prediction accuracy is further improved, and the warpage based on the analysis predicted value matches the actual molded product warpage. It works.

【0020】上記構成より成る第5発明の樹脂射出成形
品のそり変形予測方法は、前記第4発明において、前記
射出成形解析用モデルに基づく射出成形解析結果を、前
記熱応力解析の入力条件に変換するので、前記射出成形
解析および前記熱応力解析の相乗作用により、予測精度
を一層高めるという効果を奏する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage of a resin injection molded article according to the fourth aspect, wherein an injection molding analysis result based on the injection molding analysis model is used as an input condition for the thermal stress analysis. Since the conversion is performed, a synergistic effect of the injection molding analysis and the thermal stress analysis has an effect of further increasing the prediction accuracy.

【0021】上記構成より成る第6発明の樹脂射出成形
品のそり変形予測方法は、前記第5発明において、前記
熱応力解析の入力条件として、前記樹脂温度および金型
温度が変換されるので、前記樹脂温度および金型温度に
応じた予測を可能にするという効果を奏する。
According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a method for predicting warpage of a resin injection molded article, wherein the resin temperature and the mold temperature are converted as input conditions for the thermal stress analysis. This has the effect of enabling prediction according to the resin temperature and the mold temperature.

【0022】上記構成より成る第7発明の樹脂射出成形
品のそり変形予測方法は、前記第6発明において、前記
熱応力解析の入力条件として、局部的に熱伝達係数を変
更するので、成形時の樹脂射出成形品の各部位の温度差
を考慮した予測を可能にするという効果を奏する。
In the method for predicting warpage of a resin injection molded article according to the seventh aspect of the present invention, the heat transfer coefficient is locally changed as an input condition for the thermal stress analysis in the sixth aspect. This makes it possible to make predictions in consideration of the temperature difference between the respective parts of the resin injection molded article.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings.

【0024】(第1実施形態)本第1実施形態の樹脂射
出成形品のそり変形予測方法は、図1ないし図3に示さ
れるように開口部11およびコーナー部12を有する箱
型形状の樹脂射出成形品1の射出成形解析を行い、そり
量を予測して評価を行う樹脂射出成形品のそり変形予測
方法において、前記コーナー部12の表面と裏面に異な
った熱伝達係数を用いて、作成した射出成形解析用モデ
ルに基づき射出成形解析が行われることにより、前記開
口部11のそり量が予測されるものである。
(First Embodiment) The method for predicting warpage of a resin injection molded article according to the first embodiment is a box-shaped resin having an opening 11 and a corner 12 as shown in FIGS. In a method of predicting warpage deformation of a resin injection molded product by performing injection molding analysis of the injection molded product 1 and predicting and evaluating the amount of warpage, the method is performed by using different heat transfer coefficients for the front surface and the back surface of the corner portion 12. The amount of warpage of the opening 11 is predicted by performing the injection molding analysis based on the injection molding analysis model thus obtained.

【0025】すなわち本第1実施形態の樹脂射出成形品
のそり変形予測方法は、一般的な射出成形解析に基づく
もので、例えば開口部11およびコーナー部12を有す
る樹脂射出成形品1の射出成形解析が開始される。
That is, the method for predicting the warpage of the resin injection molded article of the first embodiment is based on a general injection molding analysis. For example, the injection molding of the resin injection molded article 1 having the opening 11 and the corner 12 is performed. Analysis starts.

【0026】ステップ101において、図2に示される
ように開口部11および各辺にコーナー部12を有する
樹脂射出成形品1の例えばエンジンカバーの箱型形状を
入力しメッシュに分割されすなわち製品部がシェル要素
に分割され、入力情報として射出成形解析用モデル、成
形条件および樹脂物性を入力して、射出成形解析用モデ
ルが作成される。
In step 101, as shown in FIG. 2, for example, a box-like shape of an engine cover of the resin injection molded product 1 having an opening 11 and a corner 12 on each side is input and divided into meshes. It is divided into shell elements, and an injection molding analysis model, molding conditions and resin properties are input as input information, and an injection molding analysis model is created.

【0027】上記ステップ101におけるビーム要素の
冷却管2およびビーム要素のランナー3に連絡した製品
部としての樹脂射出成形品1をシェル要素に分割して作
成された射出成形解析モデルは、図2に示されるもので
ある。
FIG. 2 shows an injection-molding analysis model created by dividing the resin injection-molded article 1 as a product part, which is connected to the beam element cooling pipe 2 and the beam element runner 3 in step 101, into shell elements. It is shown.

【0028】一般的に射出成形等の流動解析(構造解析
でも同じである)では、図2および製品部のみを拡大し
た縦横の寸法が異なる図3に示されるように製品を三角
形のシェル要素(メッシュ)に分割して、各シェル要素
を1個のユニットとして解析する。
In general, in flow analysis such as injection molding (the same applies to structural analysis), as shown in FIG. 2 and FIG. And each shell element is analyzed as one unit.

【0029】本第1実施形態におけるコーナー部のメッ
シュサイズについて、以下に述べる。コーナー部のメッ
シュサイズは、側壁および底面等の他の部位と同じサイ
ズで特に細かくしていない。その理由はメッシュサイズ
を細かくすれば、メッシュ作成のための工数も必要とな
り、解析にも時間がかかるため、本第1実施形態におい
ては解析工数および解析時間の短縮化の観点より、一例
として同一メッシュとした。
The mesh size of the corner portion in the first embodiment will be described below. The mesh size of the corner portion is the same size as other portions such as the side wall and the bottom surface, and is not particularly fine. The reason is that, if the mesh size is reduced, the man-hours for creating the mesh are also required, and the analysis takes time. Therefore, in the first embodiment, from the viewpoint of shortening the analysis man-hour and the analysis time, the same is used as an example. A mesh was used.

【0030】勿論メッシュサイズを細かくすれば精度ア
ップすることに間違いはない。メッシュを細かくする場
合としては、形状を詳細に表す場合または物理量の変化
が大きい場合である。
Of course, there is no doubt that the accuracy will be improved if the mesh size is reduced. The case where the mesh is made fine is a case where the shape is expressed in detail or a change in the physical quantity is large.

【0031】形状を詳細に表す例として、段差のある製
品を10mmピッチでメッシュを作成しようとした場
合、段差が10mm未満であると、段差部には10mm
のメッシュが作成できないため、細かいメッシュを作成
する。
As an example of expressing the shape in detail, when an attempt is made to create a mesh of a stepped product at a pitch of 10 mm, if the step is less than 10 mm, the stepped portion will be 10 mm.
Since a mesh cannot be created, a fine mesh is created.

【0032】物理量の変化が大きい例として、金型キャ
ビティのゲートの開口部近傍では、断面積が大きく変化
し、樹脂の流動圧力が大きく変化するため、細かいメッ
シュを作成する。
As an example of a large change in the physical quantity, a fine mesh is created in the vicinity of the opening of the gate of the mold cavity because the cross-sectional area changes greatly and the flow pressure of the resin changes greatly.

【0033】当然コーナー部について応力または温度の
変化が大きく細かく解析する必要がある場合は、コーナ
ー部のメッシュサイズを細かくすることになる。
When it is necessary to analyze the change in the stress or the temperature of the corner with a large change, the mesh size of the corner must be reduced.

【0034】ステップ201においては、4辺のコーナ
ー部の熱伝達係数を変更する。コーナー部の要素に対
し、表と裏で熱伝達係数を変更する。すなわち表側を裏
側より熱伝達係数を小さくすることにより、内側の熱溜
りをより大きく評価するように設定する。
In step 201, the heat transfer coefficients at the corners of the four sides are changed. Change the heat transfer coefficient on the front and back of the corner element. That is, the heat transfer coefficient on the front side is set to be smaller than that on the back side, so that the inner heat reservoir is evaluated to be larger.

【0035】コーナー部の熱伝達係数の変更について、
さらに詳細に説明する。コーナー部においては、実際の
面積に変えて、本来の熱伝達係数は表面と裏面とで同じ
であるが、熱伝達係数(h)を表面と裏面とでは異なる
値を入力して解析を行う。例えば肉厚2mm、フィレッ
ト半径5mmとすれば、内径が3mmとなり、表面と裏
面の面積比は5:3となり、熱収支を実物に合わせるた
めには熱伝達係数を3:5にすることになる。
Regarding the change of the heat transfer coefficient at the corner,
This will be described in more detail. At the corners, instead of the actual area, the original heat transfer coefficient is the same for the front and back surfaces, but the heat transfer coefficient (h) is different for the front and back surfaces for analysis. For example, if the thickness is 2 mm and the fillet radius is 5 mm, the inner diameter is 3 mm, the area ratio between the front surface and the back surface is 5: 3, and the heat transfer coefficient is 3: 5 in order to match the heat balance with the actual product. .

【0036】そりの予測は金型との熱のやりとりから樹
脂の収縮量が計算できるので、移動する熱量(w)は、
熱伝達係数(w/m2 ・K)と金型の温度Tc(K)と
樹脂の温度Tr(K)の差(K)と面積(m2 )との積
の以下の数1で表される。
Since the amount of shrinkage of the resin can be calculated from the exchange of heat with the mold, the amount of heat (w) that moves can be calculated as follows:
The heat transfer coefficient (w / m 2 · K), the difference between the mold temperature Tc (K), and the difference (K) between the resin temperature Tr (K) and the area (m 2 ) are expressed by the following formula 1. You.

【数1】 q:移動する熱量(w)、h:熱伝達係数(w/m2
K)、S:面積(m2)、T:温度(K)即ち、実際は
異なる表面と裏面の面積の違いを、熱伝達係数に置き換
えて表面と裏面との金型との熱の移動量を異ならせて解
析するものである。
(Equation 1) q: the amount of heat transferred (w), h: the heat transfer coefficient (w / m 2 ·
K), S: area (m 2 ), T: temperature (K) That is, the difference in the area of the front and back surfaces, which is actually different, is replaced by a heat transfer coefficient to determine the amount of heat transfer between the front and back molds. The analysis is made differently.

【0037】ステップ102において、充填、保圧、冷
却過程の解析およびそり解析等の射出成形解析が行われ
る。該射出成形解析は、MOLDFLOW(MOLDF
LOW社)のような流動解析ソフトに従って、メッシュ
毎に溶融状態から固化する過程の体積変化すなわち収縮
を計算し、その時メッシュ同志が繋がるようにヒケその
他の量を計算して、その時に発生する歪みから残留応力
を計算する等の手順で金型冷却解析および充填保圧冷却
解析を行うものである。特開平11−138610にお
いても同様に流動解析ソフトに従った解析が示されてい
る。
In step 102, the injection molding analysis such as the analysis of the filling, the holding pressure, the cooling process and the warpage analysis is performed. The injection molding analysis is based on MODDFLOW (MODDF
According to flow analysis software such as LOW Co., Ltd., the volume change or shrinkage in the process of solidification from the molten state is calculated for each mesh, and at that time, sink marks and other quantities are calculated so that the meshes are connected, and the distortion generated at that time The mold cooling analysis and the filling pressure-holding cooling analysis are performed by a procedure such as calculating the residual stress from the data. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-138610 also discloses an analysis according to flow analysis software.

【0038】上記MOLDFLOWでは、樹脂材料を流
体すなわち樹脂の流動圧力として解析するものであり、
後述する詳細形状すなわち断面方向においては、解析す
るためには、膨大な容量が必要になり、解析できない。
In the above-mentioned MODFLOW, the resin material is analyzed as a fluid, that is, a flow pressure of the resin.
In the detailed shape described later, that is, in the cross-sectional direction, an enormous capacity is required for analysis, and analysis is not possible.

【0039】またMOLDFLOWにおいては、考慮す
る因子として樹脂の温度、圧力(樹脂の流動の圧力)、
形状(表裏の面積の詳細形状)、金型温度分布等が考慮
される。
In MODFLLOW, the factors to be considered are temperature, pressure (pressure of resin flow),
The shape (detailed shape of the front and back areas), the mold temperature distribution, and the like are taken into consideration.

【0040】すなわち上記射出成形解析の内容として
は、樹脂材料のキャビティへの充填挙動すなわち樹脂は
キャビティ内に射出されると金型表面で冷却されながら
流動する樹脂の温度、樹脂の圧力はキャビティの形状す
なわち狭い部分では高く、広い部分では低く、また冷却
されながら流動するので冷却による圧力の増加も考慮に
いれた樹脂の圧力、金型はその中に埋め込まれた温調用
の配管中の湯および油等の媒体で温調されるが当然配管
の配置された場所と配置されていない場所では温度が異
なるのでその時々の樹脂温も考慮された金型の温度分布
等、およびキャビティ内に充填された樹脂の保圧・冷
却、樹脂温度、金型温度分布は勿論、樹脂の冷却・固化
時の収縮による体積収縮を樹脂材料の補填するための樹
脂圧力も考慮して、解析が行われる。
That is, the contents of the injection molding analysis include the filling behavior of the resin material into the cavity, that is, when the resin is injected into the cavity, the temperature and the pressure of the resin flowing while cooling on the mold surface are reduced. The shape, that is, high in the narrow part, low in the wide part, and because it flows while being cooled, the pressure of the resin taking into account the increase in pressure due to cooling, the mold is the hot water in the temperature control piping embedded in it and The temperature is controlled by a medium such as oil, but of course the temperature differs between the place where the piping is arranged and the place where the piping is not arranged. In addition to the resin pressure and cooling, the resin temperature, and the mold temperature distribution, as well as the resin pressure to compensate for the volumetric shrinkage due to shrinkage during cooling and solidification of the resin, the resin pressure is used. It is carried out.

【0041】前記ステップ102における射出成形解析
は、上述した第1ステップで作成したシェル要素に対し
て、射出成形に関する種々の条件をインプットして、射
出した材料の挙動を解析するものである。
The injection molding analysis in the step 102 is to analyze the behavior of the injected material by inputting various conditions relating to the injection molding to the shell element prepared in the first step.

【0042】インプットされる条件としては、材料温
度、充填時間、射出圧、保圧時間(材料が対向する一対
の金型を用いて成形される成形材料が充填される部分で
あるキャビティ内に充填された後、成形収縮によるヒケ
等を小さくするために、成形品の冷却時にも射出圧を引
続き保持することである)、冷却時間、密度、比熱、熱
伝導率、粘度等の材料特性がそれに相当する。
The input conditions include a material temperature, a filling time, an injection pressure, and a dwelling time (the material is filled into a cavity, which is a portion to be filled with a molding material molded using a pair of opposing dies). After molding, the injection pressure must be maintained even when cooling the molded product in order to reduce sink marks due to molding shrinkage), and the material properties such as cooling time, density, specific heat, thermal conductivity, viscosity, etc. Equivalent to.

【0043】アウトプットとしては、材料のキャビティ
内の充填時の挙動、成形品のそり、ヒケ等がそれに相当
する。外型および中型の温度の違いは、境界条件にフィ
ードバックされ、圧力の違いは、物性(線膨張係数)に
フィードバックされる。
The output corresponds to the behavior of the material at the time of filling the cavity, the warpage of the molded product, sink marks, and the like. The difference in temperature between the outer mold and the middle mold is fed back to the boundary condition, and the difference in pressure is fed back to physical properties (linear expansion coefficient).

【0044】ステップ103において、基準となる図面
形状と成形後の予測された成形品形状との違いすなわち
そりが評価される。
In step 103, the difference between the reference drawing shape and the predicted molded product shape after molding, that is, the warpage is evaluated.

【0045】前記ステップ103において、前記ステッ
プ101、102における結果によって、実際の成形品
に対するそり量を測定予測するものである。すなわち前
記樹脂射出成形品のコーナー部の内側の中型の温度およ
び内そり評価部に近い箱型の前記樹脂射出成形品の開口
部の外側の外型の温度を製品部より2mmの距離に配設
されたセンサによって温度が検出される。
In step 103, the warpage amount of an actual molded product is measured and predicted based on the results in steps 101 and 102. That is, the temperature of the middle mold inside the corner of the resin injection molded article and the temperature of the outer mold outside the opening of the box-shaped resin injection molded article close to the inner warpage evaluation section are arranged at a distance of 2 mm from the product section. The detected sensor detects the temperature.

【0046】ステップ104において、得られたそりの
量よりそりの問題の有無が判定され、問題が有る場合す
なわちそり量が所定値(目標値)より大きい場合はステ
ップ105において、保持圧、冷却時間等の成形条件の
変更および製品肉厚の変更、リブの追加等の解析モデル
が変更され、再びステップ102の上述した射出成形解
析が行われる。
In step 104, the presence or absence of a warpage problem is determined from the obtained warpage amount. If there is a problem, that is, if the warpage amount is larger than a predetermined value (target value), in step 105, the holding pressure and the cooling time The analysis model such as the change of the molding condition such as the change of the product thickness, the addition of the rib, etc. is changed, and the above-described injection molding analysis of step 102 is performed again.

【0047】本第1実施形態の樹脂射出成形品のそり変
形予測方法は、前記樹脂射出成形品1の前記コーナー部
12の表面と裏面に異なった熱伝達係数を用いて、作成
した射出成形解析用モデルに基づき射出成形解析が行わ
れることにより、そり量が予測されるので、解析予測値
に基づくそりと実際の成形品の実測されたそりとを近似
させ、予測精度を高めるという効果を奏する。
The method for predicting the warpage of a resin injection molded article according to the first embodiment is based on an injection molding analysis prepared by using different heat transfer coefficients for the front and back surfaces of the corner portion 12 of the resin injection molded article 1. Since the amount of warpage is predicted by performing the injection molding analysis based on the use model, the warpage based on the analysis predicted value is approximated to the measured warpage of the actual molded product, and the effect of increasing the prediction accuracy is exerted. .

【0048】また本第1実施形態の樹脂射出成形品のそ
り変形予測方法は、前記予測されたそり量に基づき評価
が行われ、該予測されたそり量に問題が有る場合は、成
形条件が変更されるとともに前記射出成形解析用モデル
が変更されるので、開発期間の短縮、生産準備工数、金
型修正工数およびコストを低減するという効果を奏す
る。
In the method for predicting warpage of a resin injection-molded article according to the first embodiment, an evaluation is performed based on the predicted warpage amount. If there is a problem with the predicted warpage amount, the molding conditions are changed. Since the model for injection molding analysis is changed together with the change, the effects of shortening the development period, man-hours for production preparation, man-hours for correcting the mold, and cost can be achieved.

【0049】(第2実施形態)本第2実施形態の樹脂射
出成形品のそり変形予測方法は、図4および図5に示さ
れるように前記第1実施形態におけるコーナー部の表面
と裏面に異なった熱伝達係数を用いて射出成形解析を行
う代わりにコーナー部の要素に対し、表面と裏面の面積
が異なるという仮定で射出成形解析における温度計算を
行う点が、前記第1実施形態との相違点であり、以下相
違点を中心に説明する。
(Second Embodiment) As shown in FIGS. 4 and 5, the method for predicting warpage of a resin injection molded product according to the second embodiment differs between the front surface and the back surface of the corner portion in the first embodiment. The difference from the first embodiment is that the temperature calculation in the injection molding analysis is performed on the assumption that the area of the front surface and the back surface is different for the element of the corner portion instead of performing the injection molding analysis using the heat transfer coefficient. The following description will focus on the differences.

【0050】図4に示されるフローチャートに示されて
いるように、コーナー部において、表面と裏面とで金型
との接触面積が異なるものとして射出成形解析を行うも
のである。すなわちコーナー部のメッシュのみを円筒の
一部とみなし、表裏の面積が異なるように熱伝達も変え
て計算を行う。この場合、表裏の面積を変えることはで
きるが、後述のように断面が複雑な形状の場合は対応で
きない。
As shown in the flow chart shown in FIG. 4, the injection molding analysis is performed on the assumption that the contact area between the front surface and the back surface of the die differs at the corner. That is, only the mesh at the corner is regarded as a part of the cylinder, and the calculation is performed by changing the heat transfer so that the front and back areas are different. In this case, although the area of the front and back can be changed, it is not possible to cope with a complicated cross section as described later.

【0051】本第2実施形態においては、コーナー部を
円筒とみなし、例えば中心からの座標rのある位置にお
ける所定時間(t)経過後の温度を計算するものであ
る。
In the second embodiment, the corner portion is regarded as a cylinder, and for example, the temperature at a position having a coordinate r from the center after a predetermined time (t) has elapsed is calculated.

【0052】平板の場合は以下の数2に従い解析するも
のを、平板以外の要素を新たに追加された以下の数3に
従い解析する。
In the case of a flat plate, what is analyzed according to the following equation 2 is analyzed according to the following equation 3 in which elements other than the flat plate are newly added.

【数2】 (Equation 2)

【数3】 上記数2および数3において、 ρ:密度、Cp:比熱、T:温度、t:時間、k:熱伝
導率、r:座標である。
(Equation 3) In Equations 2 and 3, ρ: density, Cp: specific heat, T: temperature, t: time, k: thermal conductivity, and r: coordinates.

【0053】射出成形解析において使用している三角形
のシェル要素は、図5(B)に示されるように見た目に
は肉厚は0に見えるが、内部的には図5(C)に示され
るように肉厚を持っているので、コーナー部断面(シェ
ル要素)において、コーナー部は、本来なら、表面と裏
面の表面積が異なるにもかかわらず、シェル要素の内部
的取り扱いは、平板の解析に用いられる図5(A)に示
される表面と裏面の三角形は同一形状で同一面積として
解析を行うため、表面と裏面の表面積が等しいとして解
析を行うために精度の高い解析および内そり予測精度が
得られなかった。
The wall thickness of the triangular shell element used in the injection molding analysis appears to be zero as shown in FIG. 5B, but is internally shown in FIG. 5C. In the cross section of the corner part (shell element), the inner part of the shell element must be used for the analysis of a flat plate, despite the fact that the surface area of the front and back surfaces is different. Since the triangles on the front and back surfaces shown in FIG. 5A used in the analysis have the same shape and the same area, the analysis is performed on the assumption that the front and back surfaces have the same surface area. Could not be obtained.

【0054】そこでコーナー部断面(シェル要素)にお
いて、図5(D)に示されるようにコーナー部は表面と
裏面の表面積が異なるものとして、計算する機能を追加
して、解析精度を向上させるものである。
Therefore, in the corner section (shell element), as shown in FIG. 5D, the corner is assumed to have different surface areas on the front surface and the back surface, and a calculation function is added to improve the analysis accuracy. It is.

【0055】本第2実施形態の樹脂射出成形品のそり変
形予測方法は、前記コーナー部12における金型との接
触面積を考慮して、前記射出成形解析が行われそり量が
予測されるので、従来の比べて予測精度を高めるという
効果を奏する。
In the method for predicting the warpage of a resin injection-molded product according to the second embodiment, the injection molding analysis is performed and the amount of warpage is predicted in consideration of the contact area of the corner portion 12 with the mold. This has the effect of increasing the prediction accuracy as compared with the conventional case.

【0056】(第3実施形態)本第3実施形態の樹脂射
出成形品のそり変形予測方法は、図5および図6に示さ
れるように上述した実施形態と同様の射出成形解析に加
えて熱応力解析を行う点が、上述した実施形態との相違
点であり、以下相違点を中心に説明する。
(Third Embodiment) As shown in FIGS. 5 and 6, the method for predicting the warpage of a resin injection-molded article according to the third embodiment is not only the same as the injection molding analysis of the above-described embodiment, but also The point of performing the stress analysis is the difference from the above-described embodiment, and the following description will focus on the difference.

【0057】本第3実施形態における解析では、製品部
を上述のシェル要素に分割する射出成形解析用のモデル
(図5(A))と内そり評価部の2次断面メッシュの熱
応力解析用のモデル(図5(D))を作成して、図6に
おけるフローチャートのステップ101ないし104の
中央部分のフローの射出成形解析に加え、射出成形解析
では通常できない図6におけるステップ301ないし3
04のフローチャートの左のフローの応力解析の可能な
構造解析ソフトで熱応力解析を行うものである。
In the analysis in the third embodiment, a model for the injection molding analysis (FIG. 5A) for dividing the product part into the above-described shell elements and a thermal stress analysis for the secondary cross-section mesh of the inner warpage evaluation unit. (D) of FIG. 5 is prepared, and in addition to the injection molding analysis of the flow of the central part in steps 101 to 104 of the flowchart in FIG. 6, steps 301 to 3 in FIG.
The thermal stress analysis is performed by using the structural analysis software capable of performing the stress analysis in the left flow of the flowchart of FIG.

【0058】なお本第3実施形態における熱応力解析解
析において、熱応力解析を行うために使用したソフトは
ABAQUS(HKS社)であり、流動状態での解析が
行えないため、樹脂を固体と仮定して熱応力解析を行う
もので、樹脂の温度、形状(表裏の面積の詳細形状(断
面方向)および金型の温度分布を一部考慮するものであ
る。
In the thermal stress analysis according to the third embodiment, the software used for performing the thermal stress analysis is ABAQUS (HKS), which cannot be analyzed in a fluid state. The thermal stress analysis is performed by taking into account a part of the temperature and shape of the resin (the detailed shape (cross-sectional direction) of the front and back areas and the temperature distribution of the mold).

【0059】前記ABAQUSの解析においては、樹脂
の温度は金型表面との熱のやりとりによる冷却であり、
当然これは上述したMOLDFLOWにおける流動状態
の中でも行っている作業である。ここで、金型の温度分
布は製品の表裏の温度は考慮に入れるが、上記MOLD
FLOWにおいて行った、金型の場所による温度分布ま
では考慮に入れることが出来ない。特開平10−278
088においても同様に熱応力解析ソフトに従った解析
が示されている。
In the ABAQUS analysis, the temperature of the resin is cooling by exchanging heat with the mold surface.
Naturally, this is an operation performed even in the fluid state in the above-described MODFLLOW. Here, the temperature distribution of the mold takes into account the temperature of the front and back of the product, but the above MOLD
It is not possible to take into account the temperature distribution depending on the location of the mold performed in FLOW. JP-A-10-278
088 also shows an analysis according to the thermal stress analysis software.

【0060】またABAQUSの解析においては、樹脂
材料を流体としては解析できないが、詳細形状(断面方
向)での解析が可能である。
In ABAQUS analysis, a resin material cannot be analyzed as a fluid, but an analysis in a detailed shape (sectional direction) is possible.

【0061】本第3実施形態においては、射出成形解析
を実施し、全体的なそりを評価する。図5(D)に示さ
れるような評価したい部分の断面モデルを使って内そり
を評価するものである。
In the third embodiment, injection molding analysis is performed to evaluate the overall warpage. The inner warpage is evaluated using a cross-sectional model of a portion to be evaluated as shown in FIG.

【0062】ステップ304における内そり評価に当た
り、ステップ302において、射出成形解析で得られた
樹脂温度と金型温度を断面モデル用に変換し、熱伝導解
析を実施するものである。製品表面と裏面の金型との接
触面積の違いによる温度場を計算し、そのデータを元
に、ステップ303において、熱応力解析を実施するも
のである。
In the evaluation of the warpage in step 304, in step 302, the resin temperature and the mold temperature obtained by the injection molding analysis are converted into those for the cross-sectional model, and the heat conduction analysis is performed. The temperature field due to the difference in the contact area between the product front and back molds is calculated, and based on the data, a thermal stress analysis is performed in step 303.

【0063】本第3実施形態の樹脂射出成形品のそり変
形予測方法は、熱応力解析用モデルが作成され、内そり
評価部が2次元断面メッシュに分割され熱応力解析が行
われ、内そりが評価され、そり量の問題の有無の判断に
加味されるので、予測精度を一層高め、解析予測値に基
づくそりと実際の成形品のそりとを一致させるという効
果を奏する。
In the method for predicting warpage of a resin injection-molded article according to the third embodiment, a model for thermal stress analysis is created, the inner warpage evaluation section is divided into a two-dimensional cross-section mesh, and thermal stress analysis is performed. Is evaluated and added to the determination of whether there is a problem with the amount of warpage, so that there is an effect that the prediction accuracy is further improved, and the warpage based on the analysis predicted value matches the actual warpage of the molded article.

【0064】また本第3実施形態の樹脂射出成形品のそ
り変形予測方法は、前記射出成形解析用モデルに基づく
射出成形解析結果を、前記熱応力解析の入力条件に変換
するので、前記射出成形解析および前記熱応力解析の相
乗作用により、予測精度を一層高めるという効果を奏す
る。
In the method for predicting warpage of a resin injection molded article according to the third embodiment, the result of the injection molding analysis based on the model for the injection molding analysis is converted into the input condition for the thermal stress analysis. The synergistic effect of the analysis and the thermal stress analysis has the effect of further increasing the prediction accuracy.

【0065】さらに本第3実施形態の樹脂射出成形品の
そり変形予測方法は、前記熱応力解析の入力条件とし
て、前記樹脂温度および金型温度が変換されるので、前
記樹脂温度および金型温度に応じた予測を可能にすると
いう効果を奏する。
Further, in the method for predicting warpage of a resin injection-molded article according to the third embodiment, the resin temperature and the mold temperature are converted as input conditions for the thermal stress analysis. This makes it possible to make predictions according to the conditions.

【0066】上述した実施形態における射出成形解析に
おいては、射出した材料と金型との熱(温度)のやり取
りしか解析できないが、本第3実施形態においては上述
のように射出成形解析および熱応力解析を組み合わせて
行う行うものであるので、図7に示されるように金型材
質に対して、絶対値は異なっているが、傾きは合ってお
り3次元測定器による実測値に対して同様の傾向を表わ
しており、予測誤差は約1.5mmに抑制されている。
In the injection molding analysis in the above-described embodiment, only the exchange of heat (temperature) between the injected material and the mold can be analyzed. However, in the third embodiment, the injection molding analysis and the thermal stress analysis are performed as described above. Since the analysis is performed in combination, the absolute value is different for the mold material as shown in FIG. 7, but the inclination is the same and the same as the actual value measured by the three-dimensional measuring device. This indicates the tendency, and the prediction error is suppressed to about 1.5 mm.

【0067】また樹脂成型品1のコーナー部12が均一
厚さの場合、表側が先に冷却固化し、裏側が後から冷却
されるため、特に金型から取り出した後にも収縮が大き
くなり、製品が内側に向けて変形するため、図5(E)
に示されるような断面形状となる。図5(E)に示され
る形状は、金型の抜き方向がアンダーカットになり、ス
ライドコアが必要になり、金型が複雑になるので、実際
は図5(F)に示されるような断面形状に設定される。
When the corner portion 12 of the resin molded product 1 has a uniform thickness, the front side is cooled and solidified first, and the back side is cooled later. Is deformed inward, so that FIG.
The cross-sectional shape is as shown in FIG. The shape shown in FIG. 5 (E) is a cross-sectional shape as shown in FIG. 5 (F) because the die is pulled out undercut, a slide core is required, and the die becomes complicated. Is set to

【0068】本第3実施形態においては、キャビティに
充填された樹脂に対して、上記ABAQUSを使って計
算する。この場合、メッシュは断面方向に複数のメッシ
ュを作成することができるので、複雑な形状にも対応で
きる。しかし、この場合は熱伝達係数は変えていない。
In the third embodiment, the calculation is performed using ABAQUS for the resin filled in the cavity. In this case, since a plurality of meshes can be created in the cross-sectional direction, complicated shapes can be handled. However, in this case, the heat transfer coefficient was not changed.

【0069】(第4実施形態)本第4実施形態の樹脂射
出成形品のそり変形予測方法は、図8に示されるように
上述の第3実施形態において実測値に対して異なってい
た絶対値に補正を加えるために、上述した第1実施形態
において行ったコーナー部における熱伝達係数(h)を
表面と裏面で局部的に異ならせて解析を行う点が、前記
第3実施形態とき相違点であり、以下相違点を中心に説
明する。
(Fourth Embodiment) As shown in FIG. 8, the method for predicting the warpage of a resin injection molded article according to the fourth embodiment differs from the actually measured value in the third embodiment in the absolute value. The difference from the third embodiment is that the heat transfer coefficient (h) at the corner portion, which is performed in the first embodiment described above, is locally varied between the front surface and the back surface in order to make correction. The following description focuses on the differences.

【0070】すなわち射出成形解析を実施し、全体的な
そりを評価する。評価したい部分の断面モデルを使って
内そりを評価する。内そり評価の際、内そり予測精度を
向上するために熱伝導解析において局部的にコーナー部
の熱伝達係数を変更するものである。
That is, an injection molding analysis is performed to evaluate the overall warpage. Evaluate the inner warpage using the cross-sectional model of the part to be evaluated. At the time of the internal warpage evaluation, the heat transfer coefficient of the corner portion is locally changed in the heat conduction analysis to improve the accuracy of the internal warp prediction.

【0071】本第4実施形態においては、表面と熱伝達
係数(h)と裏面熱伝達係数(h)とをどの程度変えれ
ば絶対値が合うのか予測が難しい場合は、色々トライし
て一致する値を予め求めることになる。
In the fourth embodiment, when it is difficult to predict how much the front and rear heat transfer coefficients (h) and the rear heat transfer coefficient (h) should match to match the absolute value, various attempts are made to match. The value will be determined in advance.

【0072】本第4実施形態の樹脂射出成形品のそり変
形予測方法は、上述した第3実施形態の作用効果に加
え、前記熱応力解析の入力条件として、局部的に熱伝達
係数を変更するので、成形時の樹脂射出成形品の各部位
の温度差を考慮した予測を可能にするという効果を奏す
る。
The method for predicting warpage of a resin injection-molded article according to the fourth embodiment, in addition to the effects of the third embodiment, locally changes the heat transfer coefficient as an input condition for the thermal stress analysis. Therefore, there is an effect that prediction can be performed in consideration of a temperature difference between respective parts of the resin injection molded article at the time of molding.

【0073】すなわち本第4実施形態の樹脂射出成形品
のそり変形予測方法においては、図9および図10に示
されるように金型材質に対して、実測値に対して予測値
0.7mmの絶対値および傾きがほぼ一致しており、内
そり量の実測値1.0mmに対して内そり量の予測値
0.7mmであり、内そり量の許容予測誤差1mm以内
の予測誤差0.3mmに抑制され、内そりの予測精度を
格段に向上することが出来る。
In other words, in the method for predicting warpage of a resin injection molded article according to the fourth embodiment, as shown in FIGS. The absolute value and the inclination are almost the same, and the predicted value of the inner warpage amount is 0.7 mm against the actually measured value of the inner warpage amount of 1.0 mm. And the prediction accuracy of the inner warpage can be remarkably improved.

【0074】本第4実施形態のそり変形予測方法におい
ては、前記予測されたそり量に基づき評価が行われ、該
予測されたそり量に問題が有る場合は、成形条件が変更
されるとともに前記射出成形解析用モデルが変更される
ので、開発期間の短縮、生産準備工数、金型修正工数お
よびコストを低減するという効果を奏する。
In the warpage deformation prediction method according to the fourth embodiment, an evaluation is performed based on the predicted warpage amount. If there is a problem with the predicted warpage amount, the molding conditions are changed and the warpage is changed. Since the injection molding analysis model is changed, the effects of shortening the development period, reducing the number of man-hours for production preparation, man-hours for correcting the mold, and reducing the cost are achieved.

【0075】すなわち設計段階において、上述の内そり
量を予測して対策を施すために、外型と中型の温度差を
最小化するために、図2に示される金型冷却配管2の最
適化、前記樹脂射出成形品1の製品肉厚の最適化すなわ
ち局部的に薄肉部分を形成する局部的な薄肉化を可能に
し、高熱伝導率材の局部的採用その他の金型材質の変
更、変形を見込んだ金型設計、冷却配管効率の最適化を
可能にするものである。
That is, in the design stage, in order to predict the above-mentioned inner warpage amount and take a countermeasure, in order to minimize the temperature difference between the outer die and the middle die, the mold cooling pipe 2 shown in FIG. It is possible to optimize the product thickness of the resin injection-molded article 1, that is, to locally reduce the thickness by locally forming a thin portion, to locally adopt a high thermal conductivity material and to change or deform the mold material. This allows for optimized mold design and cooling pipe efficiency.

【0076】[0076]

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0077】(実施例)本実施例の樹脂射出成形品のそ
り変形予測方法は、上述した第4実施形態をさらに具体
的にしたもので、図11ないし図14を用いて説明す
る。
(Embodiment) A method for predicting the warpage of a resin injection molded article according to this embodiment, which is a more specific example of the fourth embodiment described above, will be described with reference to FIGS.

【0078】本実施例の樹脂射出成形品のそり変形予測
方法における内そりを予測するための検討を行う対象と
なる開口部11およびコーナー部12を備えた樹脂射出
成形品1の具体例は、図12に示されるように深さ80
mm箱型形状の製品部概寸法が250×180×80お
よび肉厚t=2のものであり、冷却水の流れ方向も図示
されている。
A specific example of the resin injection-molded product 1 having the opening 11 and the corner 12 to be examined for predicting the warpage in the method for predicting the warpage of the resin-injection molded product of the present embodiment is as follows. As shown in FIG.
The approximate dimensions of the mm-box-shaped product part are 250 × 180 × 80 and the thickness t = 2, and the flow direction of the cooling water is also shown.

【0079】前記樹脂射出成形品1の内そりは、本発明
者の認識によれば図11に示されるように前記コーナー
部12の表面および裏面の表面積の違いによる放熱量の
違い(要因2)の影響が大であり、射出成形解析結果の
金型温度差(要因1)とも相関がある。
According to the recognition of the present inventor, the inner warpage of the resin injection molded article 1 is caused by the difference in the amount of heat radiation due to the difference in the surface area of the front and back surfaces of the corner portion 12 (factor 2), as shown in FIG. Has a large effect, and also has a correlation with the mold temperature difference (factor 1) of the injection molding analysis result.

【0080】すなわち本発明者における内そり予測の考
え方の基礎になっている内そり発生要因について、図1
1を用いて以下に説明する。樹脂射出成形品1のコーナ
ー部12のそり発生要因としては、外型は低温であるた
め金型への熱移動が大きく、中型は高温であり金型への
熱移動が小さいことになるという外型・中型温度の違い
に基因する要因1が考えられる。
That is, the warpage generation factors which are the basis of the concept of the warp prediction in the present inventor are shown in FIG.
1 will be described below. The cause of the warpage of the corner portion 12 of the resin injection molded article 1 is that the heat transfer to the mold is large because the outer mold is at a low temperature, and the heat transfer to the mold is small in the middle mold at a high temperature. A factor 1 caused by the difference between the mold temperature and the middle mold temperature is considered.

【0081】次に前記樹脂射出成形品1の前記コーナー
部12の表面の表面積が、裏面の表面積より大きいこと
から、表面と裏面の表面積の違いによる放熱の違いに基
因する要因2が考えられる。
Next, since the surface area of the surface of the corner portion 12 of the resin injection-molded article 1 is larger than the surface area of the back surface, it is conceivable that Factor 2 is attributed to the difference in heat radiation due to the difference in surface area between the front surface and the back surface.

【0082】さらに前記樹脂射出成形品1の前記コーナ
ー部12の内部における圧力の違いに基づく熱溜り部
(後収縮部)の収縮の原因である圧力の違いに基因する
要因3が考えられる。
Further, it is conceivable that there is a factor 3 caused by the difference in pressure which causes the shrinkage of the heat reservoir (post-shrink portion) based on the difference in pressure inside the corner portion 12 of the resin injection-molded article 1.

【0083】上述の内そり発生要因の認識を基礎にして
いる本発明者における内そり予測の基本的考え方につい
て、図12ないし図14を用いて以下に説明する。
The basic concept of the warpage prediction by the present inventor based on the recognition of the above-described warpage occurrence factor will be described below with reference to FIGS.

【0084】温度センサが、樹脂射出成形品1のコーナ
ー部12の内側の中型に製品部からの距離2mmの位置
に配設されるとともに、前記樹脂射出成形品1の開口端
から若干内側の外型に製品部からの距離2mmの位置に
配設され、内そり量は、設計上の開口部を形成する外壁
と予測された変形後の外壁との間の距離が表される。
A temperature sensor is disposed on the middle mold inside the corner portion 12 of the resin injection-molded article 1 at a position of a distance of 2 mm from the product section, and the temperature sensor is located slightly inside from the opening end of the resin injection-molded article 1. The mold is disposed at a position at a distance of 2 mm from the product section, and the amount of internal warpage represents the distance between the outer wall forming the designed opening and the predicted outer wall after deformation.

【0085】予測値の実測値に対する精度不足に対する
考察として、図13(A)に示される樹脂射出成形品1
のコーナー部12の断面において、解析における金型温
度は安定成形での1サイクル中の平均温度であるため、
外型と中型との温度差が実際の温度差より小さすぎるこ
とになるので、図13(B)に示されるように温度のピ
ークが発生した後減少する成形途中における外型と中型
との温度推移における実際の温度差を考慮する必要があ
る。
As a consideration for the lack of accuracy of the predicted value with respect to the actually measured value, the resin injection molded product 1 shown in FIG.
Since the mold temperature in the analysis is the average temperature in one cycle in the stable molding,
Since the temperature difference between the outer mold and the middle mold is too smaller than the actual temperature difference, the temperature between the outer mold and the middle mold during molding decreases after a temperature peak occurs as shown in FIG. It is necessary to consider the actual temperature difference in the transition.

【0086】また定量的予測精度を向上するための考察
として、図14に示される樹脂射出成形品1のコーナー
部12の断面において、成形途中における温度差の予測
は、現行技術ではCPUの問題等により解析が不可能で
あるため、本発明者は、熱応力解析における熱物性を変
更することに着目した。
As a consideration for improving the quantitative prediction accuracy, in the cross section of the corner portion 12 of the resin injection-molded product 1 shown in FIG. The present inventor paid attention to changing the thermophysical properties in the thermal stress analysis because the analysis was impossible.

【0087】以上の結果、中型のコーナー部の温度上昇
分を決定するパラメータとして、コーナーからの距離X
および熱伝達係数hを採り、パラメータの最適化の一例
としてXは10mmであり、熱伝達係数hは2500
〔W/(m・K)〕に設定されている。なおその他の部
分の熱伝達係数hは25000〔W/(m・K)〕であ
る。
As a result, the distance X from the corner was determined as a parameter for determining the temperature rise of the middle corner.
And heat transfer coefficient h, X is 10 mm as an example of parameter optimization, and heat transfer coefficient h is 2500
[W / (m · K)]. The heat transfer coefficient h of the other parts is 25000 [W / (m · K)].

【0088】したがって本発明者は、上述したように射
出成形解析と構造解析を組み合わせることにより、予測
誤差が±1mm以内の内そり量を定量的に予測できる予
測システムを開発したものである。
Accordingly, the present inventor has developed a prediction system capable of quantitatively predicting the amount of warpage within a prediction error of ± 1 mm by combining the injection molding analysis and the structural analysis as described above.

【0089】本実施例のそり変形予測方法においては、
開発期間短縮を1カ月短縮し、生産準備工数を15時間
以上削減するとともに、金型修正費を数十万以上削減す
るという効果が予想される。
In the warpage deformation prediction method of this embodiment,
It is expected that the development period will be shortened by one month, production preparation man-hours will be reduced by 15 hours or more, and die repair costs will be reduced by hundreds of thousands or more.

【0090】上述の実施形態および実施例は、説明のた
めに例示したもので、本発明としてはそれらに限定され
るものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明お
よび図面の記載から当業者が認識することができる本発
明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能
である。
The above-described embodiments and examples have been described by way of example only, and the present invention is not limited thereto. The present invention is not limited to the claims, the detailed description of the invention, and the drawings. Modifications and additions are possible without departing from the technical idea of the present invention that can be recognized by those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の樹脂射出成形品のそり
変形予測方法の解析手順を示すチャート図である。
FIG. 1 is a chart showing an analysis procedure of a method for predicting warpage of a resin injection molded product according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本第1実施形態における製品部の樹脂射出成形
品の解析メッシュ、冷却管およびランナーを示す斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view showing an analysis mesh, a cooling pipe, and a runner of a resin injection molded product of a product part in the first embodiment.

【図3】本第1実施形態におけるその他の製品部および
ランナーの樹脂射出成形品の解析メッシュを示す拡大斜
視図である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing an analysis mesh of another product part and a resin injection molded product of a runner in the first embodiment.

【図4】本発明の第2実施形態の樹脂射出成形品のそり
変形予測方法の解析手順を示すチャート図である。
FIG. 4 is a chart showing an analysis procedure of a method for predicting warpage of a resin injection molded product according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本第2および第3実施形態の樹脂射出成形品に
おけるシェル要素およびコーナー部の変形形状を説明す
るための説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining deformed shapes of shell elements and corner portions in the resin injection molded products of the second and third embodiments.

【図6】本発明の第3実施形態の樹脂射出成形品のそり
変形予測方法の解析手順を示すチャート図である。
FIG. 6 is a chart showing an analysis procedure of a warpage deformation prediction method for a resin injection molded product according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本第3実施形態のそり変形予測方法における金
型温度差と内そり量に関する予測値と実測値との関係を
示す線図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a predicted value and a measured value regarding a mold temperature difference and an amount of internal warpage in the warpage deformation prediction method according to the third embodiment.

【図8】本発明の第4実施形態の樹脂射出成形品のそり
変形予測方法の解析手順を示すチャート図である。
FIG. 8 is a chart showing an analysis procedure of a method for predicting warpage of a resin injection molded product according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本第4実施形態のそり変形予測方法における金
型温度差と内そり量に関する予測値と実測値との関係を
示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a predicted value and a measured value relating to a mold temperature difference and an amount of internal warpage in the warpage deformation prediction method of the fourth embodiment.

【図10】本第4実施形態のそり変形予測方法における
内そり量に関する予測値と実測値との関係を説明するた
めの説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a predicted value and an actually measured value regarding the amount of warpage in the warpage deformation prediction method according to the fourth embodiment.

【図11】本発明の実施例におけるコーナー部のそり発
生要因を説明するための説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a cause of warpage of a corner portion in the embodiment of the present invention.

【図12】本実施例における樹脂射出成形品の形状を示
す斜視図、および内そり評価部を説明するための説明図
である。
FIG. 12 is a perspective view showing a shape of a resin injection molded product in the present embodiment, and an explanatory diagram for explaining an inner warpage evaluation unit.

【図13】本実施例における予測精度不足に対する考察
を説明するための外型と中型の温度差の推移を示す線図
およびコーナー部回りの外型および中型を示す断面図で
ある。
13A and 13B are a diagram illustrating a transition of a temperature difference between the outer mold and the middle mold and a cross-sectional view illustrating the outer mold and the middle mold around the corner portion, for explaining the consideration for insufficient prediction accuracy in the present embodiment.

【図14】本実施例におけるコーナー部のパラメータを
説明するための断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining parameters of a corner portion in the present embodiment.

【図15】従来の樹脂射出成形品のそり変形予測方法の
解析手順を示すチャート図である。
FIG. 15 is a chart showing an analysis procedure of a conventional warpage deformation prediction method for a resin injection molded product.

【図16】従来のそり変形予測方法における金型温度差
と内そり量に関する予測値と実測値との関係を示す線図
である。
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a predicted value and an actually measured value of a mold temperature difference and an amount of internal warpage in a conventional warpage deformation prediction method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 樹脂射出成形品 11 開口部 12 コーナー部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin injection-molded article 11 Opening 12 Corner

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F206 AM35 AP05 JA07 JP13 JP18 JQ81  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 4F206 AM35 AP05 JA07 JP13 JP18 JQ81

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コーナー部を有する樹脂射出成形品の射
出成形解析を行い、そり量を予測して評価を行う樹脂射
出成形品のそり変形予測方法において、 前記コーナー部の表面と裏面に異なった熱伝達係数を用
いて、作成した射出成形解析用モデルに基づき射出成形
解析が行われることにより、そり量が予測されることを
特徴とする樹脂射出成形品のそり変形予測方法。
1. A method for predicting warpage deformation of a resin injection molded product in which an injection molding analysis of a resin injection molded product having a corner portion is performed and a warpage amount is predicted and evaluated. A method for predicting warpage of a resin injection molded product, wherein an amount of warpage is predicted by performing injection molding analysis based on a created injection molding analysis model using a heat transfer coefficient.
【請求項2】 請求項1において、 前記予測されたそり量に基づき評価が行われ、該予測さ
れたそり量に問題が有る場合は、成形条件が変更される
とともに前記射出成形解析用モデルが変更されることを
特徴とする樹脂射出成形品のそり変形予測方法。
2. The method according to claim 1, wherein an evaluation is performed based on the predicted warpage amount, and if there is a problem with the predicted warpage amount, molding conditions are changed and the injection molding analysis model is changed. A method for predicting warpage of a resin injection molded product, wherein the method is changed.
【請求項3】 請求項2において、 前記コーナー部における金型との接触面積を考慮して、
前記射出成形解析が行われそり量が予測されることを特
徴とする樹脂射出成形品のそり変形予測方法。
3. The method according to claim 2, wherein a contact area between the corner portion and a mold is taken into consideration.
A method for predicting warpage deformation of a resin injection-molded article, wherein the warpage amount is predicted by performing the injection molding analysis.
【請求項4】 請求項3において、 熱応力解析用モデルが作成され、内そり評価部が2次元
断面メッシュに分割され熱応力解析が行われ、内そりが
評価され、そり量の問題の有無の判断に加味されること
を特徴とする樹脂射出成形品のそり変形予測方法。
4. A model according to claim 3, wherein a model for thermal stress analysis is created, the internal warpage evaluating section is divided into a two-dimensional cross-section mesh, thermal stress analysis is performed, the internal warpage is evaluated, and there is no problem in the amount of warpage. A method for predicting warpage of a resin injection-molded article, which is taken into account in the judgment of (1).
【請求項5】 請求項4において、 前記射出成形解析用モデルに基づく射出成形解析結果
を、前記熱応力解析の入力条件に変換することを特徴と
する樹脂射出成形品のそり変形予測方法。
5. The method according to claim 4, wherein an injection molding analysis result based on the injection molding analysis model is converted into an input condition for the thermal stress analysis.
【請求項6】 請求項5において、 前記熱応力解析の入力条件が、樹脂温度および金型温度
であることを特徴とする樹脂射出成形品のそり変形予測
方法。
6. The method according to claim 5, wherein input conditions for the thermal stress analysis are a resin temperature and a mold temperature.
【請求項7】 請求項6において、 前記熱応力解析の入力条件として、局部的に熱伝達係数
を変更することを特徴とする樹脂射出成形品のそり変形
予測方法。
7. The method according to claim 6, wherein the heat transfer coefficient is locally changed as an input condition for the thermal stress analysis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008200859A (en) * 2007-02-16 2008-09-04 Toray Ind Inc Warpage analysis method, its program, and warpage analysis device
JP2010069654A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Mitsubishi Electric Corp Structural analysis method, structural analysis apparatus, structural analysis program, physical property calculation method for structural analysis, physical property calculation apparatus for structural analysis, and physical property calculation program for structural analysis

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