JP2003145577A - Flow analyzing method, flow analyzer, and computer program and memory medium therefor - Google Patents

Flow analyzing method, flow analyzer, and computer program and memory medium therefor

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JP2003145577A
JP2003145577A JP2002258159A JP2002258159A JP2003145577A JP 2003145577 A JP2003145577 A JP 2003145577A JP 2002258159 A JP2002258159 A JP 2002258159A JP 2002258159 A JP2002258159 A JP 2002258159A JP 2003145577 A JP2003145577 A JP 2003145577A
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克哉 坂場
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研一 小西
Yasuo Suga
康雄 須賀
Shusaku Nishiyama
秀作 西山
育史 ▲高▼崎
Ikushi Takasaki
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Fujitsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that enormous material physical property data are registered in a data base for use in the analysis of a flow but there is a problem in the measuring cost and accuracy of the molten material physical property data thereof. SOLUTION: The analysis of the flow is performed on the basis of the molten material physical property data obtained from an injection molding machine for actually molding a molded article.

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】本発明は溶融材料を用いて射
出成形される成形品の成形過程をシミュレーションし
て、成形品の不良対策を支援するに適した流動解析方
法、流動解析装置、およびそのコンピュータプログラム
と記憶媒体に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flow analysis method, a flow analysis device, and a flow analysis apparatus suitable for simulating a molding process of a molded product injection-molded by using a molten material and supporting measures against defects of the molded product. The present invention relates to a computer program and a storage medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶融材料を用いて射出成形する際の材料
の流動解析は、解析形状モデル、成形条件データおよび
材料物性データを用いて行われる。ここで解析形状モデ
ルとは、金型内の成形品やランナー等の溶融材料が流動
する部分の形状を、流動解析のために数値モデル化した
ものである。従来、材料物性データとしては予めデータ
ベースに登録された材料物性を用いて流動解析が行われ
てきた(例えば特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art A flow analysis of a material when injection molding is performed using a molten material is performed using an analytical shape model, molding condition data and material physical property data. Here, the analytical shape model is a numerical model of the shape of a part in which a molten material such as a molded product or a runner flows in a mold for a flow analysis. Conventionally, a flow analysis has been performed using material physical properties registered in a database in advance as material physical property data (for example, refer to Patent Document 1).

【0003】[0003]

【特許文献1】特開2000−355033号公報(段
落番号[0040],図4)
[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-355033 (paragraph number [0040], FIG. 4)

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】データベースに材料物
性を登録するためには、予め何らかの測定器によって溶
融材料物性を別途測定し、それにより得られた材料物性
データをデータベースに登録する必要があった。このた
め、射出成形機とは別に溶融材料物性を測定する測定器
を用いなければならず、非常にコストが掛かっていた。
In order to register the material properties in the database, it was necessary to measure the melted material properties separately in advance with some kind of measuring instrument and register the material property data obtained thereby. . Therefore, a measuring device for measuring the physical properties of the molten material has to be used separately from the injection molding machine, which is very expensive.

【0005】また射出成形に使用される材料のロット間
のバラツキや射出成形機の機差、例えば温度や速度制御
に対する機差があるため、予めデータベースに登録され
た材料物性を使用して成形機の設定通りに流動解析を実
施しても満足のいく解析精度が得られない場合があっ
た。本発明は以上のような状況に鑑みてなされたもの
で、より正確に射出成形の成形過程における金型内の材
料の流動挙動を予測する流動解析方法、流動解析装置お
よびそのコンピュータプログラムと記憶媒体を提供する
ことを目的とする。
Further, since there are lot-to-lot variations of materials used for injection molding and machine differences of injection molding machines, for example, machine differences in temperature and speed control, the material properties registered in the database in advance are used. In some cases, satisfactory analysis accuracy could not be obtained even if the flow analysis was performed according to the setting. The present invention has been made in view of the above circumstances, and a flow analysis method, a flow analysis apparatus, and a computer program and a storage medium therefor that more accurately predict the flow behavior of a material in a mold in a molding process of injection molding. The purpose is to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の流動解析方法は、射出成形の過程における溶
融材料の流動解析を行うに際し、射出成形機から得られ
たデータに基づいて材料物性データを算出するステップ
と、算出された材料物性データを用いて流動解析を行う
ステップとを有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the flow analysis method of the present invention is based on the data obtained from the injection molding machine when performing the flow analysis of the molten material in the process of injection molding. The method is characterized by including a step of calculating physical property data and a step of performing a flow analysis using the calculated material physical property data.

【0007】また本発明の流動解析装置は、射出成形の
過程における溶融材料の流動解析を行う流動解析装置で
あって、射出成形機から得られたデータに基づいて材料
物性データを算出する材料物性データ算出手段と、解析
形状モデル、材料物性データおよび成形条件データに基
づいて流動解析を行う流動解析手段とを有することを特
徴とする。
The flow analysis apparatus of the present invention is a flow analysis apparatus for performing a flow analysis of a molten material in the process of injection molding, and a material property for calculating material property data based on data obtained from an injection molding machine. It is characterized by having a data calculation means and a flow analysis means for performing a flow analysis based on an analysis shape model, material physical property data and molding condition data.

【0008】また本発明は、上記流動解析方法の各ステ
ップをコンピュータを用いて実行するためのコンピュー
タプログラムおよびそれを記憶したコンピュータ読み取
り可能な記憶媒体を含む。
The present invention also includes a computer program for executing each step of the flow analysis method using a computer, and a computer-readable storage medium storing the computer program.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明を用いた流動解析において
は、射出成形機から得られたデータに基づいて材料物性
データを算出し、算出された材料物性データを用いて流
動解析を行うので、過度なコストをかけることなく、精
度の高い流動解析が可能となる。流動解析にとって重要
な材料物性データの1つに粘度データがある。粘度は温
度やせん断速度、分子量に影響を受けやすい材料物性デ
ータである。しかし製造ロットが異なるだけで、材料の
分子量が異なることがあり、その結果、粘度のせん断速
度依存性や温度依存性にも影響を及ぼすことが考えられ
る。従来のようにキャピラリー粘度計などの粘度測定器
を使用して得られた粘度データをデータベースに登録し
て用いた場合、この粘度データには材料ロット間のバラ
ツキや使用する射出成形機の機差が反映されることはな
い。そのため、予めデータベースに登録された粘度デー
タを用いた流動解析の解析精度も信頼性の低いものにな
らざるを得なかった。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the flow analysis using the present invention, the material physical property data is calculated based on the data obtained from the injection molding machine, and the flow analysis is performed using the calculated material physical property data. It enables highly accurate flow analysis without undue cost. Viscosity data is one of the important material property data for flow analysis. Viscosity is a material property data that is easily affected by temperature, shear rate, and molecular weight. However, the molecular weight of the material may differ depending on the production lot, and as a result, it may affect the shear rate dependence and temperature dependence of the viscosity. When the viscosity data obtained by using a viscosity measuring instrument such as a capillary viscometer is registered in a database and used as in the past, this viscosity data includes variations between material lots and machine differences of the injection molding machine used. Is never reflected. Therefore, the analysis accuracy of the flow analysis using the viscosity data registered in the database inevitably becomes unreliable.

【0010】本発明の流動解析を用いれば、実際に用い
る材料を用い、実際に用いる射出成形機から得られたデ
ータに基づいて粘度データを算出することができ、上記
のような材料ロット間のバラツキや使用する射出成形機
の機差も反映した流動解析を行うことができる。しかも
別途の測定装置を必要としないので、コスト的にも有利
である。もちろん、粘度以外の材料物性についても、同
様に適用できる。
By using the flow analysis of the present invention, it is possible to calculate the viscosity data based on the data obtained from the actually used injection molding machine by using the actually used materials. It is possible to perform flow analysis that reflects variations and machine differences of the injection molding machines used. Moreover, since no separate measuring device is required, it is advantageous in terms of cost. Of course, the same applies to material properties other than viscosity.

【0011】以下、溶融材料を樹脂とし、材料物性デー
タとして粘度データを用いる場合を例として、添付図面
を参照して本発明の流動解析方法及び装置の実施形態を
説明する。図1は本発明の流動解析装置の一実施形態を
示すブロック図である。本実施形態において、(10
0)は射出成形機、(101)はコンピュータ、(10
2)はキーボード、(103)はマウス、(104)は
ディスプレイ、(105)は補助記憶装置である。補助
記憶装置(105)にはHD(ハードディスク)の他、
FD(フレキシブル磁気ディスク)、MO(光磁気ディ
スク)、PD(光ディスク)、DVD(デジタル多目的
ディスク)等の取り外し可能な補助記憶装置も利用可能
である。
Embodiments of a flow analysis method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by taking as an example a case where a molten material is a resin and viscosity data is used as material physical property data. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the flow analysis apparatus of the present invention. In the present embodiment, (10
0) is an injection molding machine, (101) is a computer, (10)
2) is a keyboard, (103) is a mouse, (104) is a display, and (105) is an auxiliary storage device. In the auxiliary storage device (105), in addition to HD (hard disk),
A removable auxiliary storage device such as an FD (flexible magnetic disk), an MO (magneto-optical disk), a PD (optical disk), a DVD (digital multipurpose disk) or the like can also be used.

【0012】射出成形機(100)は、速度制御が容易
に行える電動射出成形機である方が望ましい。図15
は、射出圧力制御を適用する電動射出成形器の射出機構
部の概要を示している。図15において(201)はノ
ズル、(202)はシリンダ、(203)はスクリュ
ー、(204)はシリンダ内に樹脂のペレットを供給す
るホッパー、(205)は射出機構部を構成するフロン
トプレート、(206)はリアプレートである。フロン
トプレート(205)とリアプレート(206)との間
にはガイドバー(207)が複数設けられ、これらのガ
イドバー(207)にガイドされてプレッシャープレー
ト(208)が前後(図においては左右方向)に移動自
在に配置される。
It is desirable that the injection molding machine (100) be an electric injection molding machine whose speed can be easily controlled. Figure 15
Shows an outline of an injection mechanism section of an electric injection molding machine to which injection pressure control is applied. In FIG. 15, (201) is a nozzle, (202) is a cylinder, (203) is a screw, (204) is a hopper that supplies resin pellets into the cylinder, (205) is a front plate that constitutes an injection mechanism section, ( 206) is a rear plate. A plurality of guide bars (207) are provided between the front plate (205) and the rear plate (206), and the pressure plate (208) is guided by these guide bars (207) so that the pressure plate (208) moves forward and backward (left and right in the figure). ) Is arranged to be movable.

【0013】プレッシャープレート(208)にはスク
リュー(203)の基部が回転自在に取り付けられてい
ると共に、この基部にはプーリーが取り付けられ、スク
リュー回転用サーボモータ(M1)によって、駆動プー
リー、タイミングベルトなどを介してスクリュー(20
3)が回転駆動される。またプレッシャープレート(2
08)には、圧力センサ(ロードセル)(209)を介
してボールナット(210)が取り付けられ、このボー
ルナット(210)にはボールネジ(211)が螺合し
ている。ボールネジ(211)は射出用サーボモータ
(M2)によって、駆動プーリー、タイミングベルト、
受動プーリーを介して回転駆動されるようになってい
る。
A base of a screw (203) is rotatably attached to the pressure plate (208), and a pulley is attached to the base, and a drive pulley and a timing belt are attached by a screw rotation servomotor (M1). Screw (20
3) is rotationally driven. In addition, the pressure plate (2
A ball nut (210) is attached to the ball nut (210) via a pressure sensor (load cell) (209), and a ball screw (211) is screwed into the ball nut (210). The ball screw (211) is driven by the injection servo motor (M2) to drive the pulley, the timing belt,
It is designed to be rotationally driven via a passive pulley.

【0014】射出工程時には、射出用サーボモータ(M
2)が駆動され、ボールネジ(211)が回転し、ボー
ルネジ(211)に螺合するナット(210)及びプレ
ッシャープレート(208)が前進し(図中左方向)、
スクリュー(208)も前進してシリンダ(202)内
の溶融された樹脂が射出されることになる。本形態の射
出成形機(100)は、射出成形機の各部の温度、圧
力、動き等のデータを、射出成形機(100)の外部に
取り出せるように、データを作成する成形機データ作成
手段(118)を備えている。材料物性データとして粘
度データを用いる場合、該成形機データ作成手段は、少
なくともエアショット流量・圧力データ作成手段を含む
ことが好ましい。
During the injection process, the injection servo motor (M
2) is driven, the ball screw (211) rotates, the nut (210) and the pressure plate (208) screwed to the ball screw (211) advance (leftward in the figure),
The screw (208) also moves forward and the molten resin in the cylinder (202) is injected. The injection molding machine (100) of the present embodiment creates molding machine data creation means (data for creating temperature data such as temperature, pressure and movement of each part of the injection molding machine so that the data can be taken out of the injection molding machine (100). 118). When the viscosity data is used as the material physical property data, the molding machine data creating means preferably includes at least air shot flow rate / pressure data creating means.

【0015】エアショット流量・圧力データ作成手段
は、前述した特許文献1にも示されるように、例えば金
型を付けずに溶融材料を空打ち(エアショット)した際
の射出流量と、そのとき生じる樹脂圧力を検知して射出
流量と樹脂圧力のデータを作成する手段である。射出流
量は、精密な速度制御が可能な電動射出成形機では、シ
リンダ断面積と射出速度を掛け合わせて求めることがで
きる。樹脂圧力は、図15に示すように溶融材料が射出
されるときにロードセル(209)が検出する圧力、す
なわち、スクリュー(203)の後端で受ける射出圧力
である。
The air shot flow rate / pressure data generating means is, for example, as shown in the above-mentioned Patent Document 1, the injection flow rate when the molten material is blank-shot (air shot) without attaching a die, and the injection flow rate at that time. It is a means for detecting the resin pressure generated and creating data on the injection flow rate and the resin pressure. The injection flow rate can be obtained by multiplying the cylinder cross-sectional area and the injection speed in an electric injection molding machine capable of precise speed control. The resin pressure is the pressure detected by the load cell (209) when the molten material is injected as shown in FIG. 15, that is, the injection pressure received at the rear end of the screw (203).

【0016】補助記憶装置(105)には、成形機デー
タ記憶手段(106)、材料物性データ記憶手段(10
8)、CADデータ記憶手段(109)、解析条件記憶
手段(110)、解析形状モデル記憶手段(111)、
流動解析結果記憶手段(112)が、コンピュータ(1
01)のオペレーティングシステムが管理するファイル
として含まれる。
The auxiliary storage device (105) includes a molding machine data storage means (106) and a material physical property data storage means (10).
8), CAD data storage means (109), analysis condition storage means (110), analysis shape model storage means (111),
The flow analysis result storage means (112) is a computer (1
It is included as a file managed by the operating system 01).

【0017】成形機データ記憶手段(106)は、前記
の成形機データ作成手段から取り出されたデータや、別
途入力された射出成形機(100)に関するデータを記
憶するものである。材料物性データとして、粘度データ
を用いる場合には、成形機データ記憶手段(106)に
は、少なくとも、前記のエアショット流量・圧力データ
作成手段により作成されたエアショット流量・圧力デー
タおよび別途入力されたノズル形状データを記憶するこ
とが好ましい。
The molding machine data storage means (106) stores the data extracted from the molding machine data creating means and the separately input data concerning the injection molding machine (100). When the viscosity data is used as the material physical property data, at least the air shot flow rate / pressure data created by the air shot flow rate / pressure data creation means is separately input to the molding machine data storage means (106). It is preferable to store the nozzle shape data.

【0018】ノズル形状データはエアショットを行った
成形機のノズル形状を数値化したデータである。材料物
性データ記憶手段(108)は後述の材料物性データ算
出手段(114)によって作成された粘度やその他流動
解析に必要な樹脂物性データ、例えば熱伝導率、比熱、
密度などを記憶する手段である。
The nozzle shape data is numerical data of the nozzle shape of the molding machine that has performed the air shot. The material physical property data storage means (108) stores resin physical property data, such as thermal conductivity and specific heat, necessary for the viscosity and other flow analysis created by the material physical property data calculation means (114) described later.
It is a means of storing density and the like.

【0019】CADデータ記憶手段(109)は、予め
作成されたCADデータを記憶し、および/または後述
のCADデータ作成手段で作成したデータを記憶するも
のである。解析条件記憶手段(110)は、成形条件を
記憶しているものである。解析形状モデル記憶手段(1
11)は、予め作成された成形品の数値解析用の解析形
状モデルデータを記憶し、および/または後述の解析形
状モデル作成手段(116)により作成したデータを記
憶するものである。
The CAD data storage means (109) stores the CAD data created in advance and / or the data created by the CAD data creating means described later. The analysis condition storage means (110) stores the molding conditions. Analytical shape model storage means (1
11) stores previously created analysis shape model data for numerical analysis of a molded product and / or stores data created by an analysis shape model creating means (116) described later.

【0020】流動解析結果記憶手段(112)は、後述
の流動解析手段(117)により作成したデータを記憶
するものである。コンピュータ(101)にはCPUお
よびメモリ上に展開したサブルーチンからなる成形機デ
ータ読み込み手段(113)、材料物性データ算出手段
(114)、CADデータ作成手段(115)、解析形
状モデル作成手段(116)、流動解析手段(117)
などが含まれる。
The flow analysis result storage means (112) stores data created by the flow analysis means (117) described later. In the computer (101), a molding machine data reading means (113) consisting of a CPU and a subroutine expanded on a memory, a material physical property data calculating means (114), a CAD data creating means (115), and an analytical shape model creating means (116). , Flow analysis means (117)
Etc. are included.

【0021】成形機データ読み込み手段(113)は成
形機データ作成手段(118)によって作成されたエア
ショット流量・圧力データ等の成形機データを外部から
読み込み、および/または補助記憶装置(105)の成
形機データ記憶手段(106)に保存されている成形機
データを読み込む手段である。材料物性データ算出手段
(114)は流動解析に使用される材料物性データを作
成する手段である。以下に、材料物性データ算出手段
(114)を用いて粘度データを作成する方法の一例を
示す。
The molding machine data reading means (113) externally reads molding machine data such as air shot flow rate / pressure data created by the molding machine data creation means (118) and / or the auxiliary storage device (105). This is a means for reading the molding machine data stored in the molding machine data storage means (106). The material property data calculation means (114) is a means for creating material property data used for flow analysis. Below, an example of the method of creating viscosity data using the material physical property data calculation means (114) is shown.

【0022】金型を付けずに溶融樹脂を射出するエアシ
ョットによって得られる溶融樹脂の反力を検知した圧力
Pair(以下、エアショット圧力)、その際の流量q、
および成形機ノズル形状データから、溶融樹脂のせん断
粘度を求めることが出来る。図5には、エアショット圧
力Pairの波形を示す。図5に示すように、エアショッ
ト圧力Pairの最終圧力をノズル後端部圧力Pair-last
とする。
A pressure Pair (hereinafter referred to as an air shot pressure) for detecting a reaction force of the molten resin obtained by an air shot for injecting the molten resin without attaching a die, a flow rate q at that time,
And the shear viscosity of the molten resin can be obtained from the molding machine nozzle shape data. FIG. 5 shows a waveform of the air shot pressure Pair. As shown in FIG. 5, the final pressure of the air shot pressure Pair is set to the nozzle rear end pressure Pair-last.
And

【0023】次にエアショット圧力Pairからせん断粘
度を求める方法について示す。先ず流動解析ではせん断
粘度そのもののデータが必要というわけではなく、任意
の粘度モデルを表した粘度式の粘度係数が求まればよ
い。ここではせん断粘度式として式(1)に示す3定数粘
度モデルを用いる。 η=A×γB×exp(C×T) …(1) ここで、ηは粘度、γはせん断速度、Tは温度、A,B,
Cは粘度係数である。
Next, a method for obtaining the shear viscosity from the air shot pressure Pair will be described. First, in the flow analysis, the data of the shear viscosity itself is not necessary, and the viscosity coefficient of the viscosity formula representing an arbitrary viscosity model may be obtained. Here, the three-constant viscosity model shown in equation (1) is used as the shear viscosity equation. η = A × γ B × exp (C × T) (1) where η is viscosity, γ is shear rate, T is temperature, A, B,
C is a viscosity coefficient.

【0024】図6には、ノズル形状データおよびそれを
用いた計算手法の一例を示す。ノズル形状としは、異な
る直径(D1,〜Dn)と長さ(L1,〜Ln)を持った円管
(C1,〜Cn)が継ぎ合わされたものとして仮定するこ
とが好ましい。尚、各円管で発生する圧損DPiは式
(2)で示すニュートン流体を仮定した圧損計算方法で求
めても良い。
FIG. 6 shows an example of nozzle shape data and a calculation method using the same. The nozzle shape is preferably assumed to be a combination of circular pipes (C1, ~ Cn) having different diameters (D1, ~ Dn) and lengths (L1, ~ Ln). The pressure loss DPi generated in each circular pipe is
It may be obtained by the pressure loss calculation method assuming the Newtonian fluid shown in (2).

【0025】 DPi=(8.0×Li×q×η)/(π×ri4) ri=0.5×Di (但し、i=1,〜n) …(2) ここで、qは樹脂流量、ηは上記式(1)で表される粘度
である。ここで式(1)に必要なせん断速度は、式(3)で
示すニュートン流体を仮定したせん断速度計算方法で求
めても良い。
DPi = (8.0 × Li × q × η) / (π × ri 4 ) ri = 0.5 × Di (however, i = 1, to n) (2) where q is a resin The flow rate and η are the viscosities represented by the above formula (1). Here, the shear rate required for the equation (1) may be obtained by the shear rate calculation method assuming the Newtonian fluid shown in the equation (3).

【0026】 γ=(8.0×q)/(π×Di3) …(3) 次にノズル後端部の圧力Pendは式(4)で表される。 Pend=大気圧+DP1+DP2+…+DPn …(4) 最終的には、式(4)で示されるノズル後端部圧力Pend
が前述したPair-lastになるように粘度係数A,B,Cを
決定することになる。この粘度係数A,B,Cを決定する
方法は、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms;G
A)などの最適化手法を用いて決定することが出来る。
作成した粘度データは材料物性データ記憶手段(10
8)に記憶され、必要に応じて、ここからメモリ上に読
み出して利用されたりする。
Γ = (8.0 × q) / (π × Di 3 ) ... (3) Next, the pressure Pend at the rear end of the nozzle is expressed by the equation (4). Pend = atmospheric pressure + DP1 + DP2 + ... + DPn (4) Finally, the nozzle rear end pressure Pend represented by the equation (4).
The viscosity coefficients A, B and C are determined so that becomes the above-mentioned Pair-last. The method for determining the viscosity coefficients A, B, C is as follows: Genetic Algorithms; G
It can be determined using an optimization method such as A).
The created viscosity data is stored in the material physical property data storage means (10
It is stored in 8) and, if necessary, it is read out from this to a memory and used.

【0027】CADデータ作成手段(115)は、成形
品形状をコンピュータ上で作成する手段であり、I-D
EAS(SDRC社製;商品名)、CATIA(Dassult社
製;商品名)、UniGraphics(UGS社製;商
品名)といった多くのCADに搭載されている技術であ
る。作成したCADデータは、CADデータ記憶手段
(109)に記憶されたり、ここからメモリ上に読み出
して利用されたりする。
The CAD data creating means (115) is a means for creating the shape of a molded product on a computer, and is an ID
It is a technology installed in many CAD such as EAS (manufactured by SDRC; trade name), CATIA (manufactured by Dassult, trade name), UniGraphics (manufactured by UGS, trade name). The created CAD data is stored in the CAD data storage means (109) or is read out from the CAD data storage means (109) and used.

【0028】解析形状モデル作成手段(116)は、C
ADデータ作成手段(115)で作成されたCADデー
タに対して、例えば図7に示すようにCADデータから
中立面を作成し、2次元シェル要素を自動作成し、およ
び/または3次元ソリッド要素からなる解析形状モデル
を自動作成する。このようにCADデータから解析形状
モデルを作成する方法は、上述したような多くのCAD
に搭載されている技術である。作成した解析形状モデル
データは、解析形状モデル等記憶手段(111)に記憶
され、必要に応じて、ここからメモリ上に読み出して利
用される。
The analysis shape model creating means (116) uses C
With respect to the CAD data created by the AD data creating means (115), for example, as shown in FIG. 7, a neutral surface is created from the CAD data, a two-dimensional shell element is automatically created, and / or a three-dimensional solid element is created. Automatically creates an analysis shape model consisting of. As described above, the method of creating the analysis shape model from the CAD data is used in many CAD as described above.
Is a technology installed in. The created analytical shape model data is stored in the analytical shape model storage means (111) and, if necessary, is read out from the memory to be used.

【0029】流動解析手段(117)は、解析形状モデ
ル作成手段(116)で作成した解析形状モデルと材料
物性データ記憶手段(108)、解析条件記憶手段(1
10)からメモリ上に読み込んだ材料物性や解析条件に
基づいて、流動時の圧力と温度、流速ベクトルなどを求
める手段であり、TIMON(東レ社;商品名)、MO
LDFLOW(MOLDFLOW社;商品名)といった射出成形
などの流動解析ソフトに搭載されている技術である。な
お、解析形状モデル、材料物性データ、成形条件データ
等のメモリへの読み込みは、補助記憶装置(105)か
ら行っても良いが、既にメモリ上に展開されているデー
タをそのまま利用しても良い。
The flow analysis means (117) is an analysis shape model and material physical property data storage means (108) created by the analysis shape model creation means (116), and an analysis condition storage means (1).
10) is a means for obtaining the pressure and temperature at the time of flow, the flow velocity vector, etc., based on the material properties and analysis conditions read from the memory from 10).
This is a technology installed in flow analysis software such as injection molding such as LDFLOW (MOLDFLOW, trade name). The analysis shape model, material physical property data, molding condition data, etc. may be read into the memory from the auxiliary storage device (105), but the data already developed in the memory may be used as it is. .

【0030】以上の各手段を用いた作業の流れを図4の
フローチャートに示す。先ずCADデータ作成手段(1
15)により、成形品形状のCADデータを作成する
(ステップ201)。続いて解析形状モデル作成手段
(116)により上記CADデータに基づいて2次元ま
たは3次元の解析形状モデルを作成する(ステップ20
2)。次に流動解析手段(117)により材料物性デー
タ算出手段(114)によって作成された粘度データ
(ステップ203)と、予めデータベースに登録されて
いる他の材料物性データおよび解析条件を読み込み(ス
テップ204)、上記の解析形状モデルについて流動解
析を実施する(ステップ205)。
The flow of work using each of the above means is shown in the flow chart of FIG. First, CAD data creating means (1
According to 15), CAD data of the shape of the molded product is created (step 201). Then, the analysis shape model creating means (116) creates a two-dimensional or three-dimensional analysis shape model based on the CAD data (step 20).
2). Next, the viscosity data (step 203) created by the material physical property data calculating means (114) by the flow analysis means (117) and other material physical property data and analysis conditions registered in advance in the database are read (step 204). A flow analysis is performed on the above analysis shape model (step 205).

【0031】本形態において、成形機データ作成手段
(118)により作成されたエアショット流量・圧力デ
ータ等の成形機データは、どのような方法によりコンピ
ュータ(101)に取り込んでもかまわない。例えば成
形機(100)とコンピュータ(101)をケーブル等
で直結してデータをやりとりしても良いし、ネットワー
クを介してデータをやりとりしても良い。また成形機デ
ータ作成手段(118)により作成されたデータをF
D、MO等の外部記録媒体に一旦保存し、それを成形機
データ読み込み手段(113)で読み出して用いても良
い。特に成形機データ読み込み手段(113)を用い
て、成形機(100)からコンピュータ(101)に成
形機データを直接取り込むことが、操作性などの点から
好ましい。ここで成形機データを直接取り込むとは、成
形機データ読み込み手段(113)から発信されたデー
タ送信要求に応じて、成形機(100)が成形機データ
をケーブルやネットワーク等を通じて送信し、そのデー
タを成形機データ読み込み手段(113)が自動的に読
み込むことを言う。
In this embodiment, the molding machine data such as the air shot flow rate / pressure data created by the molding machine data creating means (118) may be imported into the computer (101) by any method. For example, the molding machine (100) and the computer (101) may be directly connected by a cable or the like to exchange data, or the data may be exchanged via a network. In addition, the data created by the molding machine data creating means (118)
Alternatively, the data may be temporarily stored in an external recording medium such as D or MO, and read out by the molding machine data reading means (113) for use. In particular, it is preferable from the viewpoint of operability that the molding machine data is read directly from the molding machine (100) to the computer (101) by using the molding machine data reading means (113). Here, to directly take in molding machine data means that the molding machine (100) transmits the molding machine data through a cable, a network or the like in response to a data transmission request transmitted from the molding machine data reading means (113). Is automatically read by the molding machine data reading means (113).

【0032】成形機データ読み込み手段(113)が、
コンピュータ画面上に表示されたユーザーグラフィカル
インターフェイスに搭載された一例を図14に示す。図
14に示した例では、粘度データ取込ボタンをクリック
することにより、エアショット流量・圧力データが成形
機(100)から直接取り込まれ、予め入力されて成形
機データ記憶手段(106)に記憶されたノズル形状デ
ータと共に、上記のような方法によって材料物性データ
算出手段(114)により粘度データが算出され、材料
物性データ記憶手段(108)に自動的に記憶される。
以上の動作を、ユーザーグラフィカルインターフェイス
の1クリックだけで行うことができる。
The molding machine data reading means (113)
FIG. 14 shows an example mounted on the user graphical interface displayed on the computer screen. In the example shown in FIG. 14, when the viscosity data acquisition button is clicked, the air shot flow rate / pressure data is directly acquired from the molding machine (100) and is input in advance and stored in the molding machine data storage means (106). The viscosity data is calculated by the material physical property data calculating means (114) by the above-mentioned method together with the nozzle shape data thus obtained, and is automatically stored in the material physical property data storing means (108).
The above operation can be performed with only one click of the user graphical interface.

【0033】また他の実施形態を図2に示す。図2に示
した第2の実施形態は、成形機からデータをネットワー
クを経由して得ること以外は図1に示した実施形態と同
じである。更に補助記憶装置(105)をサーバ(13
0)や、図示されていない他のコンピュータの内部に置
いて、各種データをネットワークを介してやりとりする
ようにしても良い。
Another embodiment is shown in FIG. The second embodiment shown in FIG. 2 is the same as the embodiment shown in FIG. 1 except that the data is obtained from the molding machine via the network. Further, the auxiliary storage device (105) is connected to the server (13
0) or other computer (not shown), and various data may be exchanged via the network.

【0034】また図3に示す第3の実施形態のように、
コンピュータ(101)内に繊維配向解析手段(12
1)やそり解析手段(122)を更に備え、流動解析実
施後、繊維配向解析や、そり解析を実施することも好ま
しい。ここで繊維配向解析手段(121)は、流動解析
手段(117)によって得られた結果を基に流動中の繊
維配向を解析する手段である。そり解析手段(121)
は流動解析手段(117)と繊維配向解析手段(12
1)によって得られた結果を基に成形品のそりを予測す
る手段である。
Further, as in the third embodiment shown in FIG.
The fiber orientation analysis means (12
1) It is also preferable to further include a warp analysis means (122), and to carry out the fiber orientation analysis and the warp analysis after performing the flow analysis. Here, the fiber orientation analysis means (121) is means for analyzing the fiber orientation during the flow based on the result obtained by the flow analysis means (117). Sled analysis means (121)
Is a flow analysis means (117) and a fiber orientation analysis means (12
It is a means for predicting the warpage of a molded product based on the result obtained in 1).

【0035】図3において繊維配向解析結果記憶手段
(119)は、繊維配向解析手段(121)によって得
られた結果を記憶する手段である。またそり解析結果記
憶手段(120)は、そり解析手段(122)によって
得られた結果を記憶する手段である。図8以下に、本発
明の各実施形態による具体的なシミュレーション例を示
す。
In FIG. 3, the fiber orientation analysis result storage means (119) is a means for storing the result obtained by the fiber orientation analysis means (121). The warp analysis result storage means (120) is a means for storing the result obtained by the warp analysis means (122). Below, FIG. 8 shows a specific simulation example according to each embodiment of the present invention.

【0036】図8は上記の材料物性データ作成手段によ
って作成された粘度データを対数グラフで示したもので
ある。使用樹脂は変性PPO(ポリフェニレン・オキシ
ド・プラスチック樹脂)である。式(1)の粘度式に対す
る粘度係数はそれぞれ[A=1.1840E+06]、[B
=−5.3810E-01]、[C=−1.8420E-02]で
ある。
FIG. 8 is a logarithmic graph of the viscosity data prepared by the material physical property data preparation means. The resin used is modified PPO (polyphenylene oxide plastic resin). The viscosity coefficient for the viscosity equation of equation (1) is [A = 1.1840E + 06] and [B
= -5.3810E-01] and [C = -1.8420E-02].

【0037】一方、図9は予めデータベースに登録され
ている粘度データを対数グラフで示したものである。使
用樹脂は図8と同じものである。式(1)の粘度式に対す
る粘度係数はそれぞれ[A=2.0050E+06]、[B
=−5.8770E-01]、[C=−1.5170E-02]で
ある。図10は精度検証に用いた100mm×30mm
×肉厚2mmの平板金型の解析モデルである。
On the other hand, FIG. 9 is a logarithmic graph showing the viscosity data registered in advance in the database. The resin used is the same as in FIG. The viscosity coefficient for the viscosity equation of the equation (1) is [A = 2.0050E + 06], [B
= -5.8770E-01] and [C = -1.5170E-02]. Figure 10 is 100mm x 30mm used for accuracy verification
× This is an analytical model of a flat plate mold having a wall thickness of 2 mm.

【0038】図11は図10の解析モデルを用いて、図
8に示した粘度データと図9に示した粘度データそれぞ
れに対して流動解析を実施したときの実測と解析結果を
比較したグラフである。図12は精度検証に用いた箱金
型の解析モデルである。図13は図12の解析モデルを
用いて、図8に示した粘度データと図9に示した粘度デ
ータそれぞれに対して流動解析を実施したときの実測と
解析結果を比較したグラフである。
FIG. 11 is a graph comparing the actual measurement and the analysis result when the flow analysis is performed on the viscosity data shown in FIG. 8 and the viscosity data shown in FIG. 9 using the analysis model of FIG. is there. FIG. 12 is an analysis model of the box mold used for accuracy verification. FIG. 13 is a graph comparing the actual measurement and the analysis result when the flow analysis is performed on the viscosity data shown in FIG. 8 and the viscosity data shown in FIG. 9 using the analysis model of FIG.

【0039】このように射出成形機から容易に材料物性
データを取得することが出来るだけでなく、射出成形機
から得られる材料物性データを流動解析に使用すること
によって、より精度の高いシミュレーションを行うこと
が出来る。なお、上記のような流動解析方法はコンピュ
ータとこれにロードされたソフトウェア(プログラム)
により実現されている。かかるソフトウェアは、フレキ
シブル磁気ディスク、CD−ROMなどの有形記憶媒体
または無線もしくは有線のネットワークなどの伝送手段
を通じて流通される。
As described above, not only the material physical property data can be easily obtained from the injection molding machine, but also the material physical property data obtained from the injection molding machine is used for the flow analysis to perform a more accurate simulation. You can In addition, the flow analysis method as described above is performed by a computer and software (program) loaded in the computer.
It is realized by. Such software is distributed through a tangible storage medium such as a flexible magnetic disk or a CD-ROM, or a transmission means such as a wireless or wired network.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、流動解析に使用する膨
大な材料物性データを予めデータベースに登録すること
なく、必要なときに射出成形機から実際に成形する溶融
材料の材料物性データを取得して流動解析を実施するこ
とが出来る。更に実際に成形品を成形する射出成形機か
ら実際に使用する材料の材料物性データを取得すること
から、より正確に射出成形時の金型内の流動挙動を予測
することが可能になる。
According to the present invention, the material property data of the molten material to be actually molded from the injection molding machine is acquired when necessary without registering a vast amount of material property data used for flow analysis in the database in advance. Then, the flow analysis can be performed. Furthermore, since the material property data of the material actually used is acquired from the injection molding machine that actually molds the molded product, it becomes possible to more accurately predict the flow behavior in the mold during injection molding.

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

【図1】本発明の第1の実施形態の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施形態の構成を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施形態の構成を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of an embodiment of the present invention.

【図5】電動射出成形機から得られるエアショットデー
タである。
FIG. 5 is air shot data obtained from an electric injection molding machine.

【図6】図5のエアショットデータから粘度データを換
算するために必要なノズル後端部の圧力を求めるための
数値計算方法である。
6 is a numerical calculation method for obtaining the pressure at the rear end portion of the nozzle necessary for converting the viscosity data from the air shot data of FIG.

【図7】CAD形状と解析形状モデル図である。FIG. 7 is a CAD shape and analysis shape model diagram.

【図8】材料物性データ算出手段(114)によって作
成された粘度データを対数グラフで表したものである。
FIG. 8 is a logarithmic graph showing the viscosity data created by the material physical property data calculating means (114).

【図9】予めデータベースに登録されていた粘度データ
を対数グラフで表したものである。
FIG. 9 is a logarithmic graph of viscosity data registered in advance in a database.

【図10】100mm×30mm×肉厚2mmの平板に
対する解析形状モデル図である。
FIG. 10 is an analytical shape model diagram for a flat plate of 100 mm × 30 mm × thickness of 2 mm.

【図11】図10の解析モデルを用いて、図8に示した
粘度データと図9に示した粘度データそれぞれに対して
流動解析を実施したときの実測と解析結果を比較したグ
ラフである。
FIG. 11 is a graph comparing the actual measurement and the analysis result when a flow analysis is performed on the viscosity data shown in FIG. 8 and the viscosity data shown in FIG. 9 using the analysis model of FIG. 10.

【図12】100mm×70mm×50mmの箱に対す
る解析形状モデル図である。
FIG. 12 is an analysis shape model diagram for a box of 100 mm × 70 mm × 50 mm.

【図13】図12の解析モデルを用いて、図8に示した
粘度データと図9に示した粘度データそれぞれに対して
流動解析を実施したときの実測と解析結果を比較したグ
ラフである。
13 is a graph comparing the actual measurement and the analysis result when the flow analysis is performed on the viscosity data shown in FIG. 8 and the viscosity data shown in FIG. 9 using the analysis model of FIG.

【図14】グラフィカルユーザインターフェースによっ
て成形機データ読み込み手段113を具現化する方法を
示したものである。
FIG. 14 shows a method of embodying the molding machine data reading means 113 by a graphical user interface.

【図15】典型的な電動射出成型機の射出機構部の概要
を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an outline of an injection mechanism section of a typical electric injection molding machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 コンピュータ 102 キーボード 103 マウス 104 ディスプレイ 105 補助記憶装置 106 成形機データ記憶手段 108 材料物性データ記憶手段 109 CADデータ記憶手段 110 解析条件記憶手段 111 解析形状モデル記憶手段 112 流動解析結果記憶手段 113 成形機データ読み込み手段 114 材料物性データ算出手段 115 CADデータ作成手段 116 解析形状モデル作成手段 117 流動解析手段 118 成形機データ作成手段 119 繊維配向解析結果記憶手段 120 そり解析結果記憶手段 121 繊維配向解析手段 122 そり解析手段 201 ノズル 202 シリンダ 203 スクリュー 204 ホッパー 205 フロントプレート 206 リアプレート 207 ガイドバー 208 プレッシャープレート 209 圧力センサ(ロードセル) 210 ボールナット 211 ボールネジ M1 スクリュー回転用サーボモータ M2 射出用サーボモータ 101 computer 102 keyboard 103 mouse 104 display 105 auxiliary storage 106 molding machine data storage means 108 Material Physical Property Data Storage Means 109 CAD data storage means 110 analysis condition storage means 111 analysis shape model storage means 112 flow analysis result storage means 113 Molding machine data reading means 114 Material Physical Property Data Calculation Means 115 CAD data creating means 116 Analytical shape model creating means 117 Flow analysis means 118 Molding machine data creation means 119 Fiber orientation analysis result storage means 120 Sled analysis result storage means 121 Fiber orientation analysis means 122 Sled analysis means 201 nozzle 202 cylinder 203 screw 204 hopper 205 front plate 206 rear plate 207 Guide bar 208 Pressure plate 209 Pressure sensor (load cell) 210 ball nut 211 ball screw Servo motor for M1 screw rotation M2 injection servo motor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂場 克哉 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 小西 研一 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 須賀 康雄 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 西山 秀作 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 ▲高▼崎 育史 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 4F206 JA07 JL09 JP11    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Katsuya Sakaba             1-1 1-1 Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture Toray Co., Ltd.             Ceremony company Shiga business site (72) Inventor Kenichi Konishi             1-1 1-1 Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture Toray Co., Ltd.             Ceremony company Shiga business site (72) Inventor Yasuo Suga             1-1 1-1 Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture Toray Co., Ltd.             Ceremony company Shiga business site (72) Inventor Shusaku Nishiyama             4-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             No. 1 within Fujitsu Limited (72) Inventor ▲ Taka ▼ Ikushi History             4-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             No. 1 within Fujitsu Limited F-term (reference) 4F206 JA07 JL09 JP11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 射出成形の過程における溶融材料の流動
解析を行うに際し、射出成形機から得られたデータに基
づいて材料物性データを算出するステップと、算出され
た材料物性データを用いて流動解析を行うステップとを
有することを特徴とする流動解析方法。
1. When performing a flow analysis of a molten material in the process of injection molding, a step of calculating material physical property data based on data obtained from an injection molding machine, and a flow analysis using the calculated material physical property data. And a step of performing a flow analysis method.
【請求項2】 射出成形機から得られたデータに基づい
て算出される材料物性データが粘度データである請求項
1に記載の流動解析方法。
2. The flow analysis method according to claim 1, wherein the material physical property data calculated based on the data obtained from the injection molding machine is viscosity data.
【請求項3】 射出成形機から得られたデータに基づい
て材料物性データを算出するにあたって、射出成形機か
らデータを取り込む請求項1に記載の流動解析方法。
3. The flow analysis method according to claim 1, wherein when the material property data is calculated based on the data obtained from the injection molding machine, the data is fetched from the injection molding machine.
【請求項4】 射出成形の過程における溶融材料の流動
解析を行う流動解析装置であって、射出成形機から得ら
れたデータに基づいて材料物性データを算出する材料物
性データ算出手段と、解析形状モデル、材料物性データ
および成形条件データに基づいて流動解析を行う流動解
析手段とを有することを特徴とする流動解析装置。
4. A flow analysis device for performing a flow analysis of a molten material in a process of injection molding, comprising material physical property data calculating means for calculating material physical property data based on data obtained from an injection molding machine, and an analysis shape. A flow analysis device comprising: a flow analysis means for performing a flow analysis based on a model, material property data, and molding condition data.
【請求項5】 射出成形機から得られたデータに基づい
て算出される材料物性データが粘度データである請求項
4に記載の流動解析装置。
5. The flow analysis apparatus according to claim 4, wherein the material physical property data calculated based on the data obtained from the injection molding machine is viscosity data.
【請求項6】 射出成形機からデータを取り込む成形機
データ読み込み手段を有する請求項4に記載の流動解析
装置。
6. The flow analysis apparatus according to claim 4, further comprising molding machine data reading means for fetching data from the injection molding machine.
【請求項7】 請求項1に記載の流動解析方法における
各ステップをコンピュータを用いて実行するためのコン
ピュータプログラム。
7. A computer program for executing each step in the flow analysis method according to claim 1 by using a computer.
【請求項8】 請求項7に記載のコンピュータプログラ
ムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
8. A computer-readable storage medium storing the computer program according to claim 7.
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