JP2004230751A - 射出成形機 - Google Patents

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Junpei Nakazato
純平 中里
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Sumitomo Heavy Ind Ltd
住友重機械工業株式会社
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Abstract

【課題】樹脂漏れが発生するのを防止することができ、サックバック条件を容易に設定することができ、成形品の品質を向上させることができるようにする。
【解決手段】シリンダ部材と、射出部材と、操作者による操作部の操作に基づいて成形条件を設定する成形条件設定処理手段と、成形条件に対応させてサックバック条件の初期値を設定する初期値設定処理手段とを有する。この場合、操作者が操作部を操作して入力された成形条件が設定されると、成形条件に対応させてサックバック条件の初期値が設定されるので、サックバック条件を容易に設定することができる。したがって、樹脂漏れが発生するのを防止することができるだけでなく、サックバック条件を設定するための作業を簡素化することができる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、射出成形機は射出装置、金型装置及び型締装置を有し、前記射出装置の加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設され、該スクリューを回転させたり、進退させたりすることができるようになっている。そして、計量工程において、スクリューが正方向に回転させられ、ホッパから落下した樹脂が溶融させられ、スクリューの前端に形成されたスクリューヘッドの前方に蓄えられ、それに伴ってスクリューが後退させられる。
【0003】
続いて、射出工程が開始され、スクリューが前進させられ、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂が加熱シリンダの前方に形成された射出ノズルから射出される。
【0004】
そして、前記型締装置は、固定プラテン、該固定プラテンに対して進退自在に配設された可動プラテン、該可動プラテンを進退させる型締シリンダ等を備え、金型装置は、前記固定プラテンに取り付けられた固定金型、及び可動プラテンに取り付けられた可動金型を備え、前記型締シリンダを駆動して可動プラテンを進退させ、固定金型に可動金型を接離させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。
【0005】
ところで、前記金型装置には、コールドランナ式の金型装置及びホットランナ式の金型装置があり、該ホットランナ式の金型装置においては、キャビティ空間に樹脂を供給するためのマニホールド、ゲートチップ等にヒータが配設され、該ヒータによって、マニホールド、ゲートチップ等に形成されたランナ、ノズルランナ等内の樹脂が加熱され、溶融状態に維持される。そして、前記射出ノズルから射出された樹脂は、前記ランナ、ゲートチップ等を通り、前記キャビティ空間に臨ませて形成されたゲートからキャビティ空間に充填(てん)される。
【0006】
その後、型開きが行われ、キャビティ空間から成形品が取り出された後、次の成形のための計量工程が開始される。そして、スクリューが後退させられてあらかじめ設定された計量終了位置に到達すると、計量工程が完了されるが、このとき、前記ゲートから溶融状態の樹脂が前方に漏れ出して樹脂漏れが発生し、樹脂漏れが発生した後の固化した樹脂が次の射出工程において溶融状態の樹脂に混入すると、成形品にマークが形成され、成形品の品質が低下してしまう。
【0007】
そこで、計量工程が完了すると、スクリューヘッドの前方の樹脂の圧力、すなわち、樹脂圧を低くするサックバック工程を行い、樹脂漏れが発生するのを防止するようにしている。該サックバック工程においては、スクリューが、所定の速度で後退させられてあらかじめ設定されたサックバック終了位置に到達すると、停止させられ、サックバック工程が完了される。
【0008】
また、冷却工程が完了した後においても、マニホールド、ゲートチップ等における樹脂の圧力を低くするサックバック工程を行い、キャビティ空間内に樹脂が漏れるのを防止するようにしている。
【0009】
ところで、前記サックバック工程においてサックバックを行う条件、すなわち、サックバック条件として、例えば、スクリューが後退させられる量、すなわち、サックバック量を設定する必要がある。そこで、成形を行うことによって得られた成形品の品質を目視検査等によって検査し、検査結果に基づいてサックバック量を設定するようになっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出成形機においては、サックバック量を設定するに当たり、樹脂の種類、溶融温度、金型装置の温度、マニホールドの温度、ゲートチップの温度、ゲートチップにおける加熱量等を考慮する必要があり、サックバック量を設定するための作業が極めて煩わしいだけでなく、溶融温度、金型装置の温度、マニホールドの温度、ゲートチップの温度等の温度変化によって外乱が加わってしまうと、成形品の品質を安定させることができない。
【0011】
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、樹脂漏れが発生するのを防止することができ、サックバック条件を容易に設定することができ、成形品の品質を向上させることができる射出成形機を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出成形機においては、シリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、操作者による操作部の操作に基づいて成形条件を設定する成形条件設定処理手段と、前記成形条件に対応させてサックバック条件の初期値を設定する初期値設定処理手段とを有する。
【0013】
本発明の他の射出成形機においては、さらに、前記成形条件は樹脂の種類である。
【0014】
本発明の更に他の射出成形機においては、さらに、前記サックバック条件は、計量工程完了後のサックバック量、樹脂圧及びサックバック時間のうちのいずれか一つである。
【0015】
本発明の更に他の射出成形機においては、さらに、前記サックバック条件は、保圧工程完了後のサックバック量、樹脂圧及びサックバック時間のうちのいずれか一つである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】
図1は本発明の実施の形態における射出成形機の制御装置を示す図、図2は本発明の実施の形態における射出成形機の概念図である。
【0018】
図において、10は射出装置、20は金型装置、30は型締装置であり、射出装置10、金型装置20及び型締装置30によって射出成形機が構成される。また、11はシリンダ部材としての加熱シリンダ、12は該加熱シリンダ11内において回転自在に、かつ、進退(図1及び2において左右方向に移動)自在に配設された射出部材としてのスクリュー、13は前記加熱シリンダ11の後端 (図1において右端) に配設され、スクリュー12を進退させるための射出用の駆動部としての射出シリンダ、14は前記スクリュー12の後端に配設され、スクリュー12を回転させるための計量用の駆動部としての油圧モータである。そして、前記加熱シリンダ11の前端(図1及び2において左端)に射出ノズル21が形成され、後端の近傍にホッパ22が配設される。また、37は前記スクリュー12の前端に配設されたスクリューヘッドである。本実施の形態においては、射出用の駆動部として射出シリンダ13が使用され、計量用の駆動部として油圧モータ14が使用されるようになっているが、射出シリンダ13及び油圧モータ14に代えて電動機、例えば、サーボモータを使用することもできる。
【0019】
前記加熱シリンダ11の外周面には、図示されないヒータ及びセンサが配設され、前記ヒータを通電することによって加熱シリンダ11が加熱され、加熱シリンダ11内の樹脂が溶融させられる。そのために、前記センサによって検出された加熱シリンダ11の温度がフィードバック制御される。
【0020】
前記射出シリンダ13内にはピストン15が進退自在に配設され、該射出シリンダ13は、サックバック用の油室としての第1の油室16、及び射出用の油室としての第2の油室17を備える。そして、前記第1の油室16には調整手段としての流量調整弁23を介して、第2の油室17にはサーボ弁24を介して、油圧モータ14にはサーボ弁25を介してそれぞれ油が供給される。なお、前記流量調整弁23及びサーボ弁24、25の開度は制御部33によって制御され、前記流量調整弁23は、制御部33において発生させられた制御指令としての流量指令に基づいて、前記第1の油室16に供給される油の量を調整する。
【0021】
また、前記加熱シリンダ11の後方(図1において右方)には、スクリュー12の速度、すなわち、スクリュー速度を検出するスクリュー速度検出器26、スクリュー12の位置、すなわち、スクリュー位置を検出するスクリュー位置検出器27、及びスクリュー12の回転速度、すなわち、スクリュー回転速度を検出するスクリュー回転速度検出器28がそれぞれ配設される。前記第2の油室17に臨ませて、第2の油室17に供給される油圧を検出する圧力検出器31が配設される。そして、前記スクリュー速度検出器26によって検出されたスクリュー速度、前記スクリュー位置検出器27によって検出されたスクリュー位置、スクリュー回転速度検出器28によって検出されたスクリュー回転速度、及び圧力検出器31によって検出された油圧は、いずれも制御部33に送られる。
【0022】
なお、該制御部33には、操作部としての操作盤34及びメモリ36が接続され、前記操作盤34に設定器35が配設される。
【0023】
前記構成の射出成形機においては、加熱シリンダ11内において加熱され、溶融させられた樹脂を、高圧で射出し、金型装置20のキャビティ空間Cに充填し、該キャビティ空間C内において冷却し、固化することによって成形品を成形するようになっている。
【0024】
そのために、前記型締装置30は、固定プラテン41、該固定プラテン41と所定の距離を置いて、かつ、固定プラテン41と対向させて配設されたサポートプレート42、前記固定プラテン41とサポートプレート42との間に架設された4本のタイバー43(図2においては、そのうちの2本だけを示す。)、該タイバー43に沿って進退自在に配設された可動プラテン44、及び前記サポートプレート42の後端に取り付けられた、型締用の駆動源としての型締シリンダ48等を備え、前記固定プラテン41に固定金型46が、前記可動プラテン44に可動金型47が取り付けられる。
【0025】
前記型締シリンダ48は、シリンダ51、該シリンダ51内において進退自在に配設されたピストン52、該ピストン52に固定され、前方(図2において右方)に延び、可動プラテン44と連結されるピストンロッド53、前記ピストン52によって区画され、型閉じ用及び型締め用の油室としての第1の油室54、及び型開き用の油室としての第2の油室55を備える。
【0026】
前記型締装置30において、型締シリンダ48を駆動し、第1の油室54に油を供給し、第2の油室55から油を排出すると、可動プラテン44が前進(図2において右方に移動)させられ、可動金型47が前進させられて型閉じ及び型締めを行うことができる。また、第2の油室55に油を供給し、第1の油室54から油を排出すると、可動プラテン44が後退(図2において左方に移動)させられ、可動金型47が後退させられて型開きを行うことができる。
【0027】
なお、本実施の形態においては、型締用の駆動部として型締シリンダ48が使用されるようになっているが、型締シリンダ48に代えて電動機、例えば、サーボモータを使用することができる。また、電動機を使用するのに伴って、型締機構としてトグル機構を使用することもできる。
【0028】
次に、前記固定金型46について説明する。
【0029】
図3は本発明の実施の形態における固定金型の断面図である。
【0030】
図において、46は固定金型、61はノズルプレート、62はマニホールドであり、前記ノズルプレート61内にゲートチップ63が配設される。前記マニホールド62の外周面にヒータ64が、前記ゲートチップ63の外周面にヒータ65が配設され、ヒータ64、65によって、マニホールド62、ゲートチップ63等に形成されたランナ66、ノズルランナ67等内の樹脂が加熱され、溶融状態に維持される。そして、射出ノズル21(図1)から射出された樹脂は、前記ランナ66、ノズルランナ67等を通り、前記キャビティ空間Cに臨ませて形成されたゲート68からキャビティ空間Cに充填される。なお、前記マニホールド62には、ランナ66に臨ませて樹脂圧を検出する圧力検出部としてのセンサ69が配設され、検出された樹脂圧は制御部33に送られる。なお、前記樹脂圧によって射出圧力が表されるので、センサ69によって射出圧力を検出することもできる。本実施の形態においては、マニホールド62にセンサ69が配設されるようになっているが、圧力検出部としてのセンサを、加熱シリンダ11内に配設したり、ゲートチップ63のノズルランナ67に臨ませて配設したりすることもできる。また、スクリュー12の後端に圧力検出部としてロードセルを配設し、該ロードセルによって射出圧力を検出することもできる。
【0031】
次に、前記構成の射出成形機の動作について説明する。
【0032】
図4は本発明の実施の形態における射出成形機の動作を示す第1のタイムチャート、図5は本発明の実施の形態における射出成形機の動作を示す第2のタイムチャートである。
【0033】
まず、スクリュー位置検出器27(図1)によってスクリュー位置Sが検出され、計量工程を開始する前に、スクリュー12は計量開始位置S1に置かれ、タイミングt0で計量工程が開始されると、制御部33の図示されない計量処理手段は、計量処理を行い、油圧モータ14を駆動し、スクリュー12をスクリュー回転速度Nで回転させる。そして、前記ホッパ22内の樹脂が加熱シリンダ11内に落下し、スクリュー12の溝内を前進して、スクリューヘッド37の前方に蓄えられる。これに伴って、スクリュー12は後退させられる。また、計量が行われている間、計量処理手段は、サーボ弁24を駆動し、第2の油室17内に所定の量の油を供給し、前記スクリュー12に背圧PBを加える。
【0034】
なお、前記スクリュー回転速度N及び背圧PBは、図4に示されるパターンで変化させられ、タイミングt1で高くされ、タイミングt2で低くされる。
【0035】
そして、タイミングt3でスクリュー12があらかじめ設定された計量終了位置S2に到達すると、前記計量処理手段は、油圧モータ14の駆動を停止させ、スクリュー12を停止させる。このようにして、計量工程が完了され、前記スクリューヘッド37の前方に1回のショットに必要なだけの樹脂が蓄えられる。
【0036】
これに伴って、制御部33の図示されないサックバック処理手段は、サックバック処理を行い、タイミングt3で計量工程完了後のサックバック工程を開始し、流量制御弁23及びサ−ボ弁24を駆動して第1の油室16に油を供給し、第2の油室17から油をドレーンしてスクリュー12を後退させる。そして、スクリュー12があらかじめ設定されたサックバック終了位置S3に到達すると、前記サックバック処理手段は、流量制御弁23及びサ−ボ弁24の作動を停止させ、サックバック工程を完了する。この間、前記サックバック処理手段は、背圧PBを更に低くする。
【0037】
続いて、制御部33の図示されない射出処理手段は、射出処理を行い、タイミングt10で射出工程を開始し、流量調整弁23及びサーボ弁24を駆動し、第1の油室16内の油をドレーンするとともに、第2の油室17に油を供給することによって、スクリュー12をサックバック終了位置S3である射出開始位置から前進させる。そして、タイミングt10からt11までの間、射出速度がV1にされ、タイミングt11からt12までの間、射出速度がV2(>V1)にされ、タイミングt12からt13までの間、射出速度がV3(V1<V3<V2)にされる。
【0038】
ところで、前記射出速度がV1からV2に切り換えられるのに伴って樹脂圧PMによって表される射出圧力は次第に高くなり、射出速度がV2からV3に切り換えられるのに伴って射出圧力は低くなった後、次第に高くなり、キャビティ空間C(図3)の全体に樹脂が充填される直前のタイミングt13において、射出圧力が設定値PM1になると、前記射出処理手段は、V−p切換えを行い、スクリュー12が射出終了位置S4に到達すると射出工程を完了する。
【0039】
続いて、前記制御部33の図示されない保圧処理手段は、保圧処理を行い、前記タイミングt13で保圧工程を開始し、流量調整弁23及びサーボ弁24を駆動し、第2の油室17に供給される油の圧力を制御する。このとき、タイミングt13から設定時間が経過するタイミングt14までの間、保圧力の設定値はPH1にされ、タイミングt14になると、設定値PH2(>PH1)にされる。この間、センサ69によって検出された樹脂圧PMは図に示されるように変動する。
【0040】
また、保圧力の設定値がPH2にされると、スクリュー12がわずかに前進させられ、タイミングt15で保圧終了位置S5に到達すると、前記保圧処理手段は、サ−ボ弁24の駆動を停止させ、保圧工程を完了する。
【0041】
続いて、前記サックバック処理手段は、タイミングt15で保圧工程完了後のサックバック工程を開始し、流量制御弁23及びサ−ボ弁24を駆動して第1の油室16に油を供給し、第2の油室17から油をドレーンしてスクリュー12を後退させ、樹脂圧PMを更に低くする。そして、スクリュー12があらかじめ設定されたサックバック終了位置S6に到達すると、前記サックバック処理手段は、流量制御弁23及びサ−ボ弁24の作動を停止させ、サックバック工程を完了する。
【0042】
ところで、保圧工程が完了するタイミングt15においてスクリュー12は保圧終了位置S5に置かれるが、該保圧終了位置S5は、射出成形機の図示されない操作画面に表示される。そこで、操作者が操作盤34を操作して、射出成形機に使用される樹脂の種類等を入力すると、制御部33の図示されない成形条件設定処理手段は、成形条件設定処理を行い、樹脂の種類等を第1の成形条件として設定し、制御部33の図示されない初期値設定処理手段は、初期値設定処理を行い、樹脂の種類等に対応させて、サックバック量、樹脂圧PM、サックバック時間等のサックバック条件の初期値を設定する。すなわち、初期値設定処理手段は、前記保圧終了位置S5を基準位置(0〔mm〕)とするサックバック量を、第1の初期値(デフォルト)として0〜−100〔mm〕の範囲の所定の値に、サックバックによって減圧される樹脂圧PMの目標値を、第2の初期値として0〜500〔bar〕の範囲の所定の値に、サックバック時間(除圧時間)を第3の初期値として0〜10〔sec〕の範囲の所定の値に設定する。なお、樹脂の種類、溶融温度、金型装置20の温度、マニホールド62の温度、ゲートチップ63の温度等に基づいてサックバック量をどのように設定するかは、あらかじめ前記初期値設定処理手段において設定される。例えば、樹脂の粘度が高い場合、溶融温度が低い場合、金型装置20の温度が低い場合、マニホールド62の温度が低い場合、ゲートチップ63の温度が低い場合等にサックバック量が多くされ、樹脂の粘度が低い場合、溶融温度が高い場合、金型装置20の温度が高い場合、マニホールド62の温度が高い場合、ゲートチップ63の温度が高い場合等にサックバック量が少なくされる。
【0043】
また、計量工程が完了すると、前記初期値設定処理手段は、既に成形条件として入力された樹脂の種類等に対応させて、同様に各種の初期値を設定する。すなわち、前記初期値設定処理手段は、計量終了位置S2を基準位置(0〔mm〕)とするサックバック量を、第4の初期値として0〜−100〔mm〕の範囲の所定の値に、サックバックによって減圧される樹脂圧PMの目標値を、第5の初期値として0〜500〔bar〕の範囲の所定の値に、サックバック時間を第6の初期値として0〜10〔sec〕の範囲の所定の値に設定する。
【0044】
このように、成形条件が設定されると、サックバック条件の初期値が設定されるので、操作者は、前記初期値を参照し、第2の成形条件、例えば、溶融温度、金型装置20(図2)の温度、マニホールド62の温度、ゲートチップ63の温度等の温度変化に基づいてサックバック条件を容易に設定することができる。
【0045】
したがって、ゲート68において樹脂漏れが発生するのを防止することができるだけでなく、サックバック条件を設定するための作業を簡素化することができる。また、溶融温度、金型装置20の温度、マニホールド62の温度、ゲートチップ63の温度等の温度変化によって外乱が加わることがなくなり、成形品の品質を向上させることができる。
【0046】
本実施の形態においては、サックバック条件として、サックバック量、樹脂圧PM、サックバック時間等を設定するようになっているが、サックバック量、樹脂圧PM及びサックバック時間のうちのいずれかを設定するようにすることもできる。
【0047】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0048】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出成形機においては、シリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、操作者による操作部の操作に基づいて成形条件を設定する成形条件設定処理手段と、前記成形条件に対応させてサックバック条件の初期値を設定する初期値設定処理手段とを有する。
【0049】
この場合、操作者が操作部を操作して入力された成形条件が設定されると、成形条件に対応させてサックバック条件の初期値が設定されるので、サックバック条件を容易に設定することができる。
【0050】
したがって、樹脂漏れが発生するのを防止することができるだけでなく、サックバック条件を設定するための作業を簡素化することができる。また、溶融温度、金型装置の温度、マニホールドの温度、ゲートチップの温度等の温度変化によって外乱が加わることがなくなり、成形品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における射出成形機の制御装置を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態における射出成形機の概念図である。
【図3】本発明の実施の形態における固定金型の断面図である。
【図4】本発明の実施の形態における射出成形機の動作を示す第1のタイムチャートである。
【図5】本発明の実施の形態における射出成形機の動作を示す第2のタイムチャートである。
【符号の説明】
10 射出装置
11 加熱シリンダ
12 スクリュー
20 金型装置
30 型締装置
33 制御部
34 操作盤

Claims (4)

  1. (a)シリンダ部材と、
    (b)該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、
    (c)操作者による操作部の操作に基づいて成形条件を設定する成形条件設定処理手段と、
    (d)前記成形条件に対応させてサックバック条件の初期値を設定する初期値設定処理手段とを有することを特徴とする射出成形機。
  2. 前記成形条件は樹脂の種類である請求項1に記載の射出成形機。
  3. 前記サックバック条件は、計量工程完了後のサックバック量、樹脂圧及びサックバック時間のうちのいずれか一つである請求項1に記載の射出成形機。
  4. 前記サックバック条件は、保圧工程完了後のサックバック量、樹脂圧及びサックバック時間のうちのいずれか一つである請求項1に記載の射出成形機。
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