JP2004243337A - 成形装置 - Google Patents
成形装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004243337A JP2004243337A JP2003033259A JP2003033259A JP2004243337A JP 2004243337 A JP2004243337 A JP 2004243337A JP 2003033259 A JP2003033259 A JP 2003033259A JP 2003033259 A JP2003033259 A JP 2003033259A JP 2004243337 A JP2004243337 A JP 2004243337A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molten metal
- cylinder
- screw
- heater
- injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】成形材料の速やかな温度調整が可能で、かつ、小型化が可能な成形装置を提供する。
【解決手段】成形材料を射出するノズル3を備えた射出シリンダ2と、射出シリンダ2内に設けられたスクリュー部材4と、射出シリンダ2に設けられた第1の加熱手段としてのヒータ6と、スクリュー部材4に内蔵された第2の加熱手段としてのシースヒータ10と、ヒータ6およびシースヒータ10を制御し、射出シリンダ2内に供給された成形材料の温度を調整する温度制御装置11とを有する。
【選択図】図1
【解決手段】成形材料を射出するノズル3を備えた射出シリンダ2と、射出シリンダ2内に設けられたスクリュー部材4と、射出シリンダ2に設けられた第1の加熱手段としてのヒータ6と、スクリュー部材4に内蔵された第2の加熱手段としてのシースヒータ10と、ヒータ6およびシースヒータ10を制御し、射出シリンダ2内に供給された成形材料の温度を調整する温度制御装置11とを有する。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、ダイカストマシンや射出成形機等の成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
溶融した成形材料を金型へ射出する成形機として、たとえば、インラインスクリュ式の射出成形機が知られている。
インラインスクリュ式の射出成形機は、たとえば、ヒータにより加熱されたシリンダ内に供給された成形材料をシリンダ内で回転する射出スクリューによってシリンダの前方に搬送しながら溶融、混練する。そして、射出スクリューを前進させることにより、シリンダの前方に溜まった溶融した成形材料をシリンダの先端に設けられたノズルから金型に向けて射出する。インラインスクリュー式の射出成形機は、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の軽金属合金のチクソモールディンングや樹脂の成形に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インラインスクリュー式の射出成形機では、シリンダの外周から加熱するヒータの発熱量の調整によって、シリンダ内部の成形材料を所望の温度に調整したのち射出する。マグネシウム合金やアルミニウム合金等の軽金属合金のチクソモールディンングでは、シリンダ内で成形材料を数百度まで加熱する必要がある。
シリンダを介してシリンダ内の成形材料を加熱すると、温度調整に対する反応が比較的遅く、成形材料の速やかな温度調整が難しい。シリンダ内の成形材料の温度を所望の温度に調整し安定化させるには、シリンダおよびスクリューの全長をある程度確保し、成形材料を加熱する時間を十分に確保する必要がある。このため、装置が大型化するという不利益が存在した。
また、インラインスクリュー式の射出成形機では、再起動時にシリンダ内部に成形材料が凝固した状態で残存している場合がある。この場合には、凝固した成形材料が溶融するまで成形を行うことができず、凝固した成形材料をできるだけ速やかに溶融する必要があり、成形材料の速やかな温度調整への要請が強かった。
【0004】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、成形材料の速やかな温度調整が可能で、かつ、小型化が可能な成形装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の観点に係る成形装置は、成形材料を射出するノズルを備えた射出シリンダと、前記射出シリンダ内に回転自在に設けられたスクリュー部材と、前記射出シリンダに設けられた第1の加熱手段と、前記スクリュー部材に内蔵された第2の加熱手段と、前記第1および第2の加熱手段を制御し、前記射出シリンダ内に供給された成形材料の温度を調整する温度制御手段とを有する。
【0006】
本発明の第2の観点に係る成形装置は、射出スリーブに供給された溶解金属を金型内に射出、充填し鋳造品を成形する成形装置であって、前記射出スリーブへ溶解金属を供給する溶解金属供給手段を有し、前記溶解金属供給手段は、溶解金属を供給する溶解炉と、前記溶解炉から供給される溶解金属を前記射出スリーブへ導くシリンダ部材と、前記シリンダ部材内に設けられたスクリュー部材と、前記シリンダ部材に設けられた第1の加熱手段と、前記スクリュー部材に内蔵された第2の加熱手段と、前記第1および第2の加熱手段を制御し、前記溶解炉から前記射出スリーブへ前記シリンダ部材を通じて供給される溶解金属の温度を調整する温度制御手段とを有する。
【0007】
本発明の第1の観点では、射出シリンダに備わる第1の加熱手段に加えて、スクリュー部材に第2の加熱手段を内蔵している。射出シリンダ内に供給された成形材料は、射出シリンダを介して第1の加熱手段から熱を受けるとともに、第2の加熱手段からスクリュー部材を通じて熱を受ける。成形材料は第1および第2の加熱手段の双方から熱を受け、温度制御手段により速やかな温度調整がなされる。
【0008】
本発明の第2の観点では、溶解炉から溶解金属がシリンダ部材に供給されると、シリンダ部材内に供給された成形材料は、シリンダ部材を介して第1の加熱手段から熱を受けるとともに、第2の加熱手段からスクリュー部材を通じて熱を受ける。射出スリーブへ供給される成形材料は、第1および第2の加熱手段の双方から熱を受け、温度制御手段により速やかな温度調整がなされる。
【0009】
【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て説明する。
第1の実施形態
図1は、本発明の成形装置の一実施形態に係る射出成形装置の構成図である。図1に示す射出成形装置1は、たとえば、チクソモールド法により、マグネシウム合金やアルミニウム合金の軽金属材料を用いて製品を成形する。すなわち、チップ状の金属材料を加熱し、大気に触れることなく流動性の半溶融スラリー(チクソトロピー状態)にし、金型内へ射出するものである。
【0010】
図1において、射出成形装置1は、シリンダ部材2と、ノズル3と、スクリュー4と、ヒータ6と、シースヒータ10と、モータ22と、シリンダ装置21と、温度制御装置11と、ホッパ30と、フィーダ31とを有している。
なお、シリンダ部材2およびノズル3は本発明の射出シリンダの一実施態様を構成しており、スクリュー4は本発明のスクリュー部材、ヒータ6は本発明の第1の加熱手段、シースヒータ10は本発明の第2の加熱手段、温度制御装置11は本発明の温度制御手段のそれぞれ一実施態様である。
【0011】
シリンダ部材2は、略水平に支持されており、円筒状の部材で構成され、耐熱性を有する金属で形成されている。シリンダ部材2の後端部には、フィーダ31を介してホッパ30が接続されている。
ホッパ30は、チップ状あるいは粒状のマグネシウム合金やアルミニウム合金等の金属材料Mを貯溜する。
フィーダ31は、ホッパ3に貯溜された金属材料Mをホッパ3の底部から搬送し、シリンダ部材2内に供給する。
ノズル3は、シリンダ部材2の先端に設けられている。このノズル3は、固定盤50の背後に設けられており、固定盤50に保持された金型51と移動盤52に保持された金型53とで形成されるキャビティCaと連通している。
【0012】
スクリュー4は、シリンダ部材2内に回転自在に挿入されている。このスクリュー4の後端部には、モータ22とシリンダ装置21とが接続されている。
モータ22は、スクリュー4を一定の向きに回転させる。スクリュー4の回転により、ホッパ30からシリンダ部材2内へ供給された金属材料Mは、スクリュー4の作用によりノズル3側に向けて搬送される。
シリンダ装置21は、たとえば、油圧によって、スクリュー4を前進方向A1および後退方向A2に駆動する。
【0013】
ヒータ6は、シリンダ部材2の外側に複数設けられている。ヒータ6には、たとえば、セラミックス等の絶縁体に電熱線を内蔵したものが使用される。ヒータ6は、それ自体が加熱し、シリンダ部材2を加熱することにより、シリンダ部材2内の金属材料Mを加熱する。ヒータ6は、温度制御装置11によってそれぞれの発熱量が独立に制御される。
【0014】
シースヒータ10は、スクリュー4の中心部に後端側から形成された収容穴4hに挿入されている。このシースヒータ10は、スクリュー4の回転に関わらず支持固定されていてもよいし、スクリュー4とともに回転していてもよい。
シースヒータ10は、金属パイプに中央部にスパイラル発熱体を熱伝導性の高い高絶縁粉末で充填したヒータである。外形がパイプ状であるため、スクリュー4の収容穴4hに容易に挿入することができる。また、シースヒータ10はヒータ6に比べて加熱容量は小さい。
【0015】
温度制御装置11は、ヒータ6およびシースヒータ10へそれぞれ電力を供給することにより、ヒータ6およびシースヒータ10の発熱量を制御し、シリンダ部材2内で溶融した金属材料MLの温度を所望の値に調整し、液相と固相とが混ざった状態(半凝固スラリー)にする。
【0016】
次に、上記構成の射出成形装置1の動作の一例について説明する。
まず、スクリュー4を回転させ、シリンダ部材2内へ金属材料Mを供給するとともに、予め決められた発熱量となるようにヒータ6およびシースヒータ10を温度制御装置11によって制御する。
【0017】
シリンダ部材2内に供給された金属材料Mは、シリンダ部材2の前方に向けて搬送される。搬送される金属材料Mは、シリンダ部材2を介してヒータ6からの熱を受けるとともに、シースヒータ10の発熱により加熱された回転するスクリュー4からも熱を受ける。
【0018】
シリンダ部材2内を搬送される金属材料Mは、加熱されることにより溶融するとともに、スクリュー4から受けるせん断力により混練される。スクリュー4には、自らの回転に伴う押出力によって軸方向に負荷がかかる。一方、シリンダ装置21には、一定の背圧が設定されており、この背圧に打ち勝つ内圧がシリンダ部材2内に発生すると、スクリュー4が後退方向A2の向きに後退し、シリンダ部材2の前方に溶融した金属材料MLが溜まる。スクリュー4の位置によって、溶融した金属材料Maの計量が行われる。
【0019】
計量動作が完了したのち、スクリュー4の回転が停止し、シリンダ装置21がスクリュー4を前進方向A1に前進させる。このスクリュー4の前進により、溶融した金属材料Maがノズル3からキャビティCaに向かって射出される。これにより、成形品が成形される。
【0020】
上記のようなチクソモールディング法による成形においては、成形品の品質の観点から、溶融した金属材料MLの温度コントロールが重要であり、射出前の半凝固スラリー状の金属材料MLの温度を所定の温度に安定的に保つ必要がある。本実施形態では、シリンダ部材2を介して金属材料Mを加熱するヒータ6に加えて、スクリュー4に内蔵されたシースヒータ10によって金属材料Mを補助的に加熱する構成とし、金属材料Mを外周側および内周側の双方から加熱することができる。このため、単に加熱容量を大きくできるだけでなく、速やかな温度調整が可能となり、かつ、より精密な温度コントロールが可能となる。
たとえば、シースヒータ10が存在せず、シースヒータ10の加熱容量分だけヒータ6の加熱容量を増加させた場合と比べると、本実施形態は、温度調整の応答性が高く、また、より細やかな温度調整が可能となる。
【0021】
シリンダ部材2内の金属材料が凝固したのち、再び射出成形装置1を起動する際には、シリンダ部材2内の凝固した金属材料を再び溶融する必要がある。このとき、本実施形態では、ヒータ6およびシースヒータ10の双方を用いて加熱するため、スクリュー4を駆動するまでに要する時間が大幅に短縮される。このため、再起動後に成形動作を開始するまでに要する時間を短縮することができる。また、本実施形態によれば、ヒータ6およびシースヒータ10の双方を用いて効率良く加熱することができるため、金属材料の搬送経路の長さ、すなわち、シリンダ部材2およびスクリュー4の長さの短縮化が可能となる。
【0022】
なお、本実施形態では、成形材料としてマグネシウムやアルミニウム等の金属材料を用いた場合について説明したが、本発明は樹脂を射出成形する射出成形機にも適用可能である。
【0023】
第2実施形態
図2は、本発明の成形装置の他の実施形態に係るダイカストマシンの構成図である。
図2に示すダイカストマシン100は、型締部101と、射出部140と、溶解金属供給部150と、溶解炉160と、温度制御装置180とを有する。
なお、溶解金属供給部150は本発明の溶解金属供給手段、溶解炉160は本発明の溶解炉、温度制御装置180は本発明の温度制御手段の一実施態様である。
【0024】
型締部101は、ベース110上に設けられたリンクハウジング121と、ベース110上に固定され、リンクハウジング121と複数のタイバー122と連結された固定ダイプレート123と、固定ダイプレート123に接近、離隔する向きに移動可能にベース110上に設けられた移動ダイプレート125と、リンクハウジング121と移動ダイプレート125とを連結するトグル機構120と、固定ダイプレート123に固定された金型124と、移動ダイプレート125に固定された金型126とを有する。
【0025】
トグル機構120は、上下二組のリンク系を備えているが、図2においてはその上側のリンク系のみ示している。このリンク系は、アングル状の第1リンク120Aと、直線状の第2リンク120Bとを備えている。第1リンク120Aは、一端がリンクハウジング121に枢着され、他端がクロスヘッド120Cに枢着されている。第2リンク120Bは、一端がリンクハウジング121およびクロスヘッド120Cに対する枢着点の間の位置において第1リンク120Aと枢着されており、他端が移動ダイプレート125に枢着されている。クロスヘッド120Cはねじ軸120Dに螺合している。ねじ軸120Dは、リンクハウジング121に設けられた図示しないサーボモータにより回転する。クロスヘッド120Cは、ねじ軸120Dの回転方向に応じて矢印C1およびC2の向きに移動する。
クロスヘッド120Cの矢印C2の向きへの移動により、移動ダイプレート125が固定ダイプレート123に向かって移動し、金型124と金型126の型締が行われる。
【0026】
射出部140は、射出スリーブ135と、射出シリンダ141と、プランジャチップ133Aおよびプランジャロッド133Bからなるプランジャ133と、を有する。
【0027】
射出スリーブ135は、固定ダイプレート123の背面に固定されている。この射出スリーブ135は、金型124と金型126が型締されたときに形成されるキャビティに連通している。
射出スリーブ135には、金属溶湯MLを供給するための供給路154aを備えた接続部材154が接続されている。射出スリーブ135内には、この供給路154aを通じて金属溶湯MLが供給される。
射出スリーブ135の外側には、複数のヒータ170が設けられている。このヒータ170は、温度制御装置190によって発熱量がそれぞれ独立に制御され、射出スリーブ135内に供給された金属溶湯MLを射出スリーブ135を介して加熱する。ヒータ170には、セラミックス等の絶縁体に電熱線を内蔵したものが使用される。
なお、ヒータ170は、後述する溶解金属供給部150のシリンダ部材151の外側にも設けられている。
【0028】
射出スリーブ135の内周には、プランジャチップ133Aが嵌合している。プランジャチップ133Aは、プランジャロッド133Bに連結されている。プランジャロッド133Bは、シリンダ装置141を駆動することにより、矢印D1およびD2に向きに進退する。
【0029】
溶解金属供給部150は、シリンダ部材151と、スクリュー部材152と、シンダ装置155と、モータ156と、ヒータ170とを有する。
【0030】
シリンダ部材151は、先端部が支持部材153に連結されている。支持部材153は接続部材154に連結されている。シリンダ部材151は、支持部材153および接続部材154に形成された流路を通じて射出スリーブ135と連通している。
また、シリンダ部材151は、水平に対して所定角度で傾斜している。これは、シリンダ部材151内の金属溶湯MLが自重により支持部材153および接続部材154に形成された流路を通じて射出スリーブ135に供給されるようにするためである。
【0031】
シリンダ部材151の外側には、ヒータ170が設けられている。このヒータ170の発熱によって、シリンダ部材151内に供給された金属溶湯MLがシリンダ部材151を通じて加熱される。
【0032】
溶解炉160は、たとえば、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の金属材料Mを溶解し、これを金属溶湯MLとして貯える。溶解炉160は、シリンダ部材151に形成された供給路151hに接続されている。この供給路151hを通じて溶解炉160からシリンダ部材151内へ金属溶湯MLが供給される。
【0033】
ここで、図3はスクリュー部材152の内部構造を示す断面図である。
スクリュー部材152は、シリンダ部材151に回転自在に挿入されている。図3に示すように、スクリュー部材152の中心部には、収容穴152hが形成されており、この収容穴152hにシースヒータ180が挿入されている。
図2に示したように、シースヒータ180は、シリンダ装置155およびモータ156を貫通している。シースヒータ180は、温度制御装置190により発熱量が制御される。
【0034】
シリンダ装置155は、スクリュー部材152を矢印B1およびB2で示す軸方向に移動させる。
スクリュー部材152を矢印B1の向きに移動させると、スクリュー部材152の先端部が支持部材153に形成された流路153hを閉塞する。流路153hを閉塞すると、シリンダ部材151側からの射出スリーブ135への金属溶湯MLの供給が遮断される。
スクリュー部材152を矢印B2の向きに移動させると、支持部材153に形成された流路153hが開放され、シリンダ部材151側から射出スリーブ135へ金属溶湯MLが供給される。
【0035】
モータ156は、スクリュー部材152と接続されており、スクリュー部材152を一定方向に回転させる。
スクリュー部材152は回転することにより、シリンダ部材151内に供給された金属溶湯MLを攪拌するとともに、射出スリーブ135側に向けて搬送する。
【0036】
温度制御装置180は、ヒータ170およびシースヒータ180へそれぞれ電力を供給することにより、ヒータ170およびシースヒータ180の発熱量を制御し、射出スリーブ135へ供給する金属溶湯MLの温度を所望の値に調整する。
【0037】
次に、上記構成のダイカストマシン100の動作の一例について説明する。
型締部101を作動させて金型124,126の型締を行うとともに、プランジャ133を所定の位置に後退させ、射出スリーブ135へ金属溶湯MLを供給する。
【0038】
溶解金属供給部150では、金属溶湯MLが常時回転するスクリュー部材152によって攪拌されながら、射出スリーブ135へ供給される。このとき、金属溶湯MLは、シリンダ部材151を介してヒータ170から熱を受けるとともに、スクリュー部材152を介してシースヒータ180から熱を受け、所望の温度に調整される。
たとえば、溶解炉160の金属溶湯MLが650℃とすると、この温度を680℃程度に調整して供給するような場合、金属溶湯MLは、ヒータ170およびシースヒータ180の双方によって加熱されるため、速やかに温度調整される。
【0039】
射出スリーブ135内に金属溶湯MLが充填されたところで、スクリュー部材152を矢印B1の向きに移動させ、流路153hを閉塞する。
【0040】
次いで、プランジャ133を前進させ、射出スリーブ135内の金属溶湯MLを金型124,126の間に形成されるキャビティに射出、充填する。このとき、射出スリーブ135内の金属溶湯MLは高圧となる。高圧の金属溶湯MLはシリンダ部材151側に通じる流路に逆流しようとするが、シリンダ部材151側に通じる流路はスクリュー部材152によって閉塞されているため、金属溶湯MLの逆流が発生しない。
【0041】
鋳造品が得られた後、金型124,126を開いて鋳造品を取り出し、プランジャ133を後退させる。また、スクリュー部材152を矢印B2の向きに移動させて流路153hを開放し、再び射出スリーブ135へ金属溶湯MLを供給することにより、次の鋳造の準備が行われる。
【0042】
本実施形態では、鋳造に必要な金属溶湯MLを供給する溶解金属供給部150をダイカスイトマシン100に備えている。この溶解金属供給部150は、溶解炉160から供給された金属溶湯MLを密閉した状態で温度を調整して射出スリーブ135へ供給する。
この溶解金属供給部150のスクリュー部材152にシースヒータ180を内蔵させ、このスクリュー部材152によって金属溶湯MLの攪拌、搬送を行うことにより、金属溶湯MLの速やかな温度調整が可能となる。
また、本実施形態では、ヒータ170だけでなくスクリュー部材152に内蔵されたシースヒータ180を用いることで金属溶湯MLを効率良く加熱するこができ。その結果、金属溶湯MLの搬送路であるシリンダ部材2およびスクリュー部材152の全長を短縮化することができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、成形材料の速やかな温度調整が可能な成形装置が提供される。
また、本発明によれば、小型化された成形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の成形装置の一実施形態に係る射出成形装置の構成図である。
【図2】本発明の成形装置の他の実施形態に係るダイカストマシンの構成図である。
【図3】スクリューの内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1…射出成形装置
2…シリンダ部材
3…ノズル
4…スクリュー部材
6…ヒータ
10…シースヒータ
11…温度制御装置
100…ダイカストマシン
101…型締部
140…射出部
150…溶解金属供給部
160…溶解炉
170…ヒータ
180…シースヒータ
190…温度制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、ダイカストマシンや射出成形機等の成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
溶融した成形材料を金型へ射出する成形機として、たとえば、インラインスクリュ式の射出成形機が知られている。
インラインスクリュ式の射出成形機は、たとえば、ヒータにより加熱されたシリンダ内に供給された成形材料をシリンダ内で回転する射出スクリューによってシリンダの前方に搬送しながら溶融、混練する。そして、射出スクリューを前進させることにより、シリンダの前方に溜まった溶融した成形材料をシリンダの先端に設けられたノズルから金型に向けて射出する。インラインスクリュー式の射出成形機は、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の軽金属合金のチクソモールディンングや樹脂の成形に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インラインスクリュー式の射出成形機では、シリンダの外周から加熱するヒータの発熱量の調整によって、シリンダ内部の成形材料を所望の温度に調整したのち射出する。マグネシウム合金やアルミニウム合金等の軽金属合金のチクソモールディンングでは、シリンダ内で成形材料を数百度まで加熱する必要がある。
シリンダを介してシリンダ内の成形材料を加熱すると、温度調整に対する反応が比較的遅く、成形材料の速やかな温度調整が難しい。シリンダ内の成形材料の温度を所望の温度に調整し安定化させるには、シリンダおよびスクリューの全長をある程度確保し、成形材料を加熱する時間を十分に確保する必要がある。このため、装置が大型化するという不利益が存在した。
また、インラインスクリュー式の射出成形機では、再起動時にシリンダ内部に成形材料が凝固した状態で残存している場合がある。この場合には、凝固した成形材料が溶融するまで成形を行うことができず、凝固した成形材料をできるだけ速やかに溶融する必要があり、成形材料の速やかな温度調整への要請が強かった。
【0004】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、成形材料の速やかな温度調整が可能で、かつ、小型化が可能な成形装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の観点に係る成形装置は、成形材料を射出するノズルを備えた射出シリンダと、前記射出シリンダ内に回転自在に設けられたスクリュー部材と、前記射出シリンダに設けられた第1の加熱手段と、前記スクリュー部材に内蔵された第2の加熱手段と、前記第1および第2の加熱手段を制御し、前記射出シリンダ内に供給された成形材料の温度を調整する温度制御手段とを有する。
【0006】
本発明の第2の観点に係る成形装置は、射出スリーブに供給された溶解金属を金型内に射出、充填し鋳造品を成形する成形装置であって、前記射出スリーブへ溶解金属を供給する溶解金属供給手段を有し、前記溶解金属供給手段は、溶解金属を供給する溶解炉と、前記溶解炉から供給される溶解金属を前記射出スリーブへ導くシリンダ部材と、前記シリンダ部材内に設けられたスクリュー部材と、前記シリンダ部材に設けられた第1の加熱手段と、前記スクリュー部材に内蔵された第2の加熱手段と、前記第1および第2の加熱手段を制御し、前記溶解炉から前記射出スリーブへ前記シリンダ部材を通じて供給される溶解金属の温度を調整する温度制御手段とを有する。
【0007】
本発明の第1の観点では、射出シリンダに備わる第1の加熱手段に加えて、スクリュー部材に第2の加熱手段を内蔵している。射出シリンダ内に供給された成形材料は、射出シリンダを介して第1の加熱手段から熱を受けるとともに、第2の加熱手段からスクリュー部材を通じて熱を受ける。成形材料は第1および第2の加熱手段の双方から熱を受け、温度制御手段により速やかな温度調整がなされる。
【0008】
本発明の第2の観点では、溶解炉から溶解金属がシリンダ部材に供給されると、シリンダ部材内に供給された成形材料は、シリンダ部材を介して第1の加熱手段から熱を受けるとともに、第2の加熱手段からスクリュー部材を通じて熱を受ける。射出スリーブへ供給される成形材料は、第1および第2の加熱手段の双方から熱を受け、温度制御手段により速やかな温度調整がなされる。
【0009】
【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て説明する。
第1の実施形態
図1は、本発明の成形装置の一実施形態に係る射出成形装置の構成図である。図1に示す射出成形装置1は、たとえば、チクソモールド法により、マグネシウム合金やアルミニウム合金の軽金属材料を用いて製品を成形する。すなわち、チップ状の金属材料を加熱し、大気に触れることなく流動性の半溶融スラリー(チクソトロピー状態)にし、金型内へ射出するものである。
【0010】
図1において、射出成形装置1は、シリンダ部材2と、ノズル3と、スクリュー4と、ヒータ6と、シースヒータ10と、モータ22と、シリンダ装置21と、温度制御装置11と、ホッパ30と、フィーダ31とを有している。
なお、シリンダ部材2およびノズル3は本発明の射出シリンダの一実施態様を構成しており、スクリュー4は本発明のスクリュー部材、ヒータ6は本発明の第1の加熱手段、シースヒータ10は本発明の第2の加熱手段、温度制御装置11は本発明の温度制御手段のそれぞれ一実施態様である。
【0011】
シリンダ部材2は、略水平に支持されており、円筒状の部材で構成され、耐熱性を有する金属で形成されている。シリンダ部材2の後端部には、フィーダ31を介してホッパ30が接続されている。
ホッパ30は、チップ状あるいは粒状のマグネシウム合金やアルミニウム合金等の金属材料Mを貯溜する。
フィーダ31は、ホッパ3に貯溜された金属材料Mをホッパ3の底部から搬送し、シリンダ部材2内に供給する。
ノズル3は、シリンダ部材2の先端に設けられている。このノズル3は、固定盤50の背後に設けられており、固定盤50に保持された金型51と移動盤52に保持された金型53とで形成されるキャビティCaと連通している。
【0012】
スクリュー4は、シリンダ部材2内に回転自在に挿入されている。このスクリュー4の後端部には、モータ22とシリンダ装置21とが接続されている。
モータ22は、スクリュー4を一定の向きに回転させる。スクリュー4の回転により、ホッパ30からシリンダ部材2内へ供給された金属材料Mは、スクリュー4の作用によりノズル3側に向けて搬送される。
シリンダ装置21は、たとえば、油圧によって、スクリュー4を前進方向A1および後退方向A2に駆動する。
【0013】
ヒータ6は、シリンダ部材2の外側に複数設けられている。ヒータ6には、たとえば、セラミックス等の絶縁体に電熱線を内蔵したものが使用される。ヒータ6は、それ自体が加熱し、シリンダ部材2を加熱することにより、シリンダ部材2内の金属材料Mを加熱する。ヒータ6は、温度制御装置11によってそれぞれの発熱量が独立に制御される。
【0014】
シースヒータ10は、スクリュー4の中心部に後端側から形成された収容穴4hに挿入されている。このシースヒータ10は、スクリュー4の回転に関わらず支持固定されていてもよいし、スクリュー4とともに回転していてもよい。
シースヒータ10は、金属パイプに中央部にスパイラル発熱体を熱伝導性の高い高絶縁粉末で充填したヒータである。外形がパイプ状であるため、スクリュー4の収容穴4hに容易に挿入することができる。また、シースヒータ10はヒータ6に比べて加熱容量は小さい。
【0015】
温度制御装置11は、ヒータ6およびシースヒータ10へそれぞれ電力を供給することにより、ヒータ6およびシースヒータ10の発熱量を制御し、シリンダ部材2内で溶融した金属材料MLの温度を所望の値に調整し、液相と固相とが混ざった状態(半凝固スラリー)にする。
【0016】
次に、上記構成の射出成形装置1の動作の一例について説明する。
まず、スクリュー4を回転させ、シリンダ部材2内へ金属材料Mを供給するとともに、予め決められた発熱量となるようにヒータ6およびシースヒータ10を温度制御装置11によって制御する。
【0017】
シリンダ部材2内に供給された金属材料Mは、シリンダ部材2の前方に向けて搬送される。搬送される金属材料Mは、シリンダ部材2を介してヒータ6からの熱を受けるとともに、シースヒータ10の発熱により加熱された回転するスクリュー4からも熱を受ける。
【0018】
シリンダ部材2内を搬送される金属材料Mは、加熱されることにより溶融するとともに、スクリュー4から受けるせん断力により混練される。スクリュー4には、自らの回転に伴う押出力によって軸方向に負荷がかかる。一方、シリンダ装置21には、一定の背圧が設定されており、この背圧に打ち勝つ内圧がシリンダ部材2内に発生すると、スクリュー4が後退方向A2の向きに後退し、シリンダ部材2の前方に溶融した金属材料MLが溜まる。スクリュー4の位置によって、溶融した金属材料Maの計量が行われる。
【0019】
計量動作が完了したのち、スクリュー4の回転が停止し、シリンダ装置21がスクリュー4を前進方向A1に前進させる。このスクリュー4の前進により、溶融した金属材料Maがノズル3からキャビティCaに向かって射出される。これにより、成形品が成形される。
【0020】
上記のようなチクソモールディング法による成形においては、成形品の品質の観点から、溶融した金属材料MLの温度コントロールが重要であり、射出前の半凝固スラリー状の金属材料MLの温度を所定の温度に安定的に保つ必要がある。本実施形態では、シリンダ部材2を介して金属材料Mを加熱するヒータ6に加えて、スクリュー4に内蔵されたシースヒータ10によって金属材料Mを補助的に加熱する構成とし、金属材料Mを外周側および内周側の双方から加熱することができる。このため、単に加熱容量を大きくできるだけでなく、速やかな温度調整が可能となり、かつ、より精密な温度コントロールが可能となる。
たとえば、シースヒータ10が存在せず、シースヒータ10の加熱容量分だけヒータ6の加熱容量を増加させた場合と比べると、本実施形態は、温度調整の応答性が高く、また、より細やかな温度調整が可能となる。
【0021】
シリンダ部材2内の金属材料が凝固したのち、再び射出成形装置1を起動する際には、シリンダ部材2内の凝固した金属材料を再び溶融する必要がある。このとき、本実施形態では、ヒータ6およびシースヒータ10の双方を用いて加熱するため、スクリュー4を駆動するまでに要する時間が大幅に短縮される。このため、再起動後に成形動作を開始するまでに要する時間を短縮することができる。また、本実施形態によれば、ヒータ6およびシースヒータ10の双方を用いて効率良く加熱することができるため、金属材料の搬送経路の長さ、すなわち、シリンダ部材2およびスクリュー4の長さの短縮化が可能となる。
【0022】
なお、本実施形態では、成形材料としてマグネシウムやアルミニウム等の金属材料を用いた場合について説明したが、本発明は樹脂を射出成形する射出成形機にも適用可能である。
【0023】
第2実施形態
図2は、本発明の成形装置の他の実施形態に係るダイカストマシンの構成図である。
図2に示すダイカストマシン100は、型締部101と、射出部140と、溶解金属供給部150と、溶解炉160と、温度制御装置180とを有する。
なお、溶解金属供給部150は本発明の溶解金属供給手段、溶解炉160は本発明の溶解炉、温度制御装置180は本発明の温度制御手段の一実施態様である。
【0024】
型締部101は、ベース110上に設けられたリンクハウジング121と、ベース110上に固定され、リンクハウジング121と複数のタイバー122と連結された固定ダイプレート123と、固定ダイプレート123に接近、離隔する向きに移動可能にベース110上に設けられた移動ダイプレート125と、リンクハウジング121と移動ダイプレート125とを連結するトグル機構120と、固定ダイプレート123に固定された金型124と、移動ダイプレート125に固定された金型126とを有する。
【0025】
トグル機構120は、上下二組のリンク系を備えているが、図2においてはその上側のリンク系のみ示している。このリンク系は、アングル状の第1リンク120Aと、直線状の第2リンク120Bとを備えている。第1リンク120Aは、一端がリンクハウジング121に枢着され、他端がクロスヘッド120Cに枢着されている。第2リンク120Bは、一端がリンクハウジング121およびクロスヘッド120Cに対する枢着点の間の位置において第1リンク120Aと枢着されており、他端が移動ダイプレート125に枢着されている。クロスヘッド120Cはねじ軸120Dに螺合している。ねじ軸120Dは、リンクハウジング121に設けられた図示しないサーボモータにより回転する。クロスヘッド120Cは、ねじ軸120Dの回転方向に応じて矢印C1およびC2の向きに移動する。
クロスヘッド120Cの矢印C2の向きへの移動により、移動ダイプレート125が固定ダイプレート123に向かって移動し、金型124と金型126の型締が行われる。
【0026】
射出部140は、射出スリーブ135と、射出シリンダ141と、プランジャチップ133Aおよびプランジャロッド133Bからなるプランジャ133と、を有する。
【0027】
射出スリーブ135は、固定ダイプレート123の背面に固定されている。この射出スリーブ135は、金型124と金型126が型締されたときに形成されるキャビティに連通している。
射出スリーブ135には、金属溶湯MLを供給するための供給路154aを備えた接続部材154が接続されている。射出スリーブ135内には、この供給路154aを通じて金属溶湯MLが供給される。
射出スリーブ135の外側には、複数のヒータ170が設けられている。このヒータ170は、温度制御装置190によって発熱量がそれぞれ独立に制御され、射出スリーブ135内に供給された金属溶湯MLを射出スリーブ135を介して加熱する。ヒータ170には、セラミックス等の絶縁体に電熱線を内蔵したものが使用される。
なお、ヒータ170は、後述する溶解金属供給部150のシリンダ部材151の外側にも設けられている。
【0028】
射出スリーブ135の内周には、プランジャチップ133Aが嵌合している。プランジャチップ133Aは、プランジャロッド133Bに連結されている。プランジャロッド133Bは、シリンダ装置141を駆動することにより、矢印D1およびD2に向きに進退する。
【0029】
溶解金属供給部150は、シリンダ部材151と、スクリュー部材152と、シンダ装置155と、モータ156と、ヒータ170とを有する。
【0030】
シリンダ部材151は、先端部が支持部材153に連結されている。支持部材153は接続部材154に連結されている。シリンダ部材151は、支持部材153および接続部材154に形成された流路を通じて射出スリーブ135と連通している。
また、シリンダ部材151は、水平に対して所定角度で傾斜している。これは、シリンダ部材151内の金属溶湯MLが自重により支持部材153および接続部材154に形成された流路を通じて射出スリーブ135に供給されるようにするためである。
【0031】
シリンダ部材151の外側には、ヒータ170が設けられている。このヒータ170の発熱によって、シリンダ部材151内に供給された金属溶湯MLがシリンダ部材151を通じて加熱される。
【0032】
溶解炉160は、たとえば、マグネシウム合金やアルミニウム合金等の金属材料Mを溶解し、これを金属溶湯MLとして貯える。溶解炉160は、シリンダ部材151に形成された供給路151hに接続されている。この供給路151hを通じて溶解炉160からシリンダ部材151内へ金属溶湯MLが供給される。
【0033】
ここで、図3はスクリュー部材152の内部構造を示す断面図である。
スクリュー部材152は、シリンダ部材151に回転自在に挿入されている。図3に示すように、スクリュー部材152の中心部には、収容穴152hが形成されており、この収容穴152hにシースヒータ180が挿入されている。
図2に示したように、シースヒータ180は、シリンダ装置155およびモータ156を貫通している。シースヒータ180は、温度制御装置190により発熱量が制御される。
【0034】
シリンダ装置155は、スクリュー部材152を矢印B1およびB2で示す軸方向に移動させる。
スクリュー部材152を矢印B1の向きに移動させると、スクリュー部材152の先端部が支持部材153に形成された流路153hを閉塞する。流路153hを閉塞すると、シリンダ部材151側からの射出スリーブ135への金属溶湯MLの供給が遮断される。
スクリュー部材152を矢印B2の向きに移動させると、支持部材153に形成された流路153hが開放され、シリンダ部材151側から射出スリーブ135へ金属溶湯MLが供給される。
【0035】
モータ156は、スクリュー部材152と接続されており、スクリュー部材152を一定方向に回転させる。
スクリュー部材152は回転することにより、シリンダ部材151内に供給された金属溶湯MLを攪拌するとともに、射出スリーブ135側に向けて搬送する。
【0036】
温度制御装置180は、ヒータ170およびシースヒータ180へそれぞれ電力を供給することにより、ヒータ170およびシースヒータ180の発熱量を制御し、射出スリーブ135へ供給する金属溶湯MLの温度を所望の値に調整する。
【0037】
次に、上記構成のダイカストマシン100の動作の一例について説明する。
型締部101を作動させて金型124,126の型締を行うとともに、プランジャ133を所定の位置に後退させ、射出スリーブ135へ金属溶湯MLを供給する。
【0038】
溶解金属供給部150では、金属溶湯MLが常時回転するスクリュー部材152によって攪拌されながら、射出スリーブ135へ供給される。このとき、金属溶湯MLは、シリンダ部材151を介してヒータ170から熱を受けるとともに、スクリュー部材152を介してシースヒータ180から熱を受け、所望の温度に調整される。
たとえば、溶解炉160の金属溶湯MLが650℃とすると、この温度を680℃程度に調整して供給するような場合、金属溶湯MLは、ヒータ170およびシースヒータ180の双方によって加熱されるため、速やかに温度調整される。
【0039】
射出スリーブ135内に金属溶湯MLが充填されたところで、スクリュー部材152を矢印B1の向きに移動させ、流路153hを閉塞する。
【0040】
次いで、プランジャ133を前進させ、射出スリーブ135内の金属溶湯MLを金型124,126の間に形成されるキャビティに射出、充填する。このとき、射出スリーブ135内の金属溶湯MLは高圧となる。高圧の金属溶湯MLはシリンダ部材151側に通じる流路に逆流しようとするが、シリンダ部材151側に通じる流路はスクリュー部材152によって閉塞されているため、金属溶湯MLの逆流が発生しない。
【0041】
鋳造品が得られた後、金型124,126を開いて鋳造品を取り出し、プランジャ133を後退させる。また、スクリュー部材152を矢印B2の向きに移動させて流路153hを開放し、再び射出スリーブ135へ金属溶湯MLを供給することにより、次の鋳造の準備が行われる。
【0042】
本実施形態では、鋳造に必要な金属溶湯MLを供給する溶解金属供給部150をダイカスイトマシン100に備えている。この溶解金属供給部150は、溶解炉160から供給された金属溶湯MLを密閉した状態で温度を調整して射出スリーブ135へ供給する。
この溶解金属供給部150のスクリュー部材152にシースヒータ180を内蔵させ、このスクリュー部材152によって金属溶湯MLの攪拌、搬送を行うことにより、金属溶湯MLの速やかな温度調整が可能となる。
また、本実施形態では、ヒータ170だけでなくスクリュー部材152に内蔵されたシースヒータ180を用いることで金属溶湯MLを効率良く加熱するこができ。その結果、金属溶湯MLの搬送路であるシリンダ部材2およびスクリュー部材152の全長を短縮化することができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によれば、成形材料の速やかな温度調整が可能な成形装置が提供される。
また、本発明によれば、小型化された成形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の成形装置の一実施形態に係る射出成形装置の構成図である。
【図2】本発明の成形装置の他の実施形態に係るダイカストマシンの構成図である。
【図3】スクリューの内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1…射出成形装置
2…シリンダ部材
3…ノズル
4…スクリュー部材
6…ヒータ
10…シースヒータ
11…温度制御装置
100…ダイカストマシン
101…型締部
140…射出部
150…溶解金属供給部
160…溶解炉
170…ヒータ
180…シースヒータ
190…温度制御装置
Claims (3)
- 成形材料を射出するノズルを備えた射出シリンダと、
前記射出シリンダ内に設けられたスクリュー部材と、
前記射出シリンダに設けられた第1の加熱手段と、
前記スクリュー部材に内蔵された第2の加熱手段と、
前記第1および第2の加熱手段を制御し、前記射出シリンダ内に供給された成形材料の温度を調整する温度制御手段と
を有する成形装置。 - 射出スリーブに供給された溶解金属を金型内に射出、充填し鋳造品を成形する成形装置であって、
前記射出スリーブへ溶解金属を供給する溶解金属供給手段を有し、
前記溶解金属供給手段は、溶解金属を貯溜する溶解炉と、
前記溶解炉から供給される溶解金属を前記射出スリーブへ導くシリンダ部材と、
前記シリンダ部材内に設けられたスクリュー部材と、
前記シリンダ部材に設けられた第1の加熱手段と、
前記スクリュー部材に内蔵された第2の加熱手段と、
前記第1および第2の加熱手段を制御し、前記溶解炉から前記射出スリーブへ前記シリンダ部材を通じて供給される溶解金属の温度を調整する温度制御手段と
を有する成形装置。 - 前記第2の加熱手段は、シースヒータであり、
前記シースヒータは、前記スクリュー部材の中心部に形成された収容穴に挿入されている
請求項1または2に記載の成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003033259A JP2004243337A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003033259A JP2004243337A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 成形装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004243337A true JP2004243337A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=33019295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003033259A Pending JP2004243337A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004243337A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009099261A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-13 | Jong-Soo Kim | Extruder |
CN107053624A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-18 | 台州职业技术学院 | 一种注塑机料筒 |
WO2019213678A1 (de) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Thixotropic Piston Injection Technology Gmbh | Modul für eine druckgussvorrichtung |
CN113997529A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-01 | 博创智能装备股份有限公司 | 一种注塑机用溶胶动力驱动结构 |
US11292178B2 (en) | 2014-12-04 | 2022-04-05 | Extrude to Fill, Inc. | Nozzle shut off for injection molding system |
-
2003
- 2003-02-12 JP JP2003033259A patent/JP2004243337A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009099261A1 (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-13 | Jong-Soo Kim | Extruder |
US11292178B2 (en) | 2014-12-04 | 2022-04-05 | Extrude to Fill, Inc. | Nozzle shut off for injection molding system |
US11945150B2 (en) | 2014-12-04 | 2024-04-02 | Extrude to Fill, Inc. | Nozzle shut off for injection molding system |
CN107053624A (zh) * | 2017-03-30 | 2017-08-18 | 台州职业技术学院 | 一种注塑机料筒 |
WO2019213678A1 (de) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Thixotropic Piston Injection Technology Gmbh | Modul für eine druckgussvorrichtung |
CN112437705A (zh) * | 2018-05-11 | 2021-03-02 | 斯克托菲克活塞注塑技术有限责任公司 | 用于压铸装置的模块 |
US11167342B2 (en) | 2018-05-11 | 2021-11-09 | Thixotropic Piston Injection Technology Gmbh | Module for a die-casting device |
CN112437705B (zh) * | 2018-05-11 | 2022-08-16 | 斯克托菲克活塞注塑技术有限责任公司 | 用于压铸装置的模块 |
EP3790689B1 (de) * | 2018-05-11 | 2024-01-17 | Thixotropic Piston Injection Technology GmbH | Modul für eine druckgussvorrichtung |
CN113997529A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-01 | 博创智能装备股份有限公司 | 一种注塑机用溶胶动力驱动结构 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5290388B2 (ja) | 薄肉成形品の成形方法 | |
JP2004243337A (ja) | 成形装置 | |
KR101534926B1 (ko) | 사출성형기 | |
JPH01166874A (ja) | 複合金属製品の鋳造装置 | |
JP6181451B2 (ja) | 射出成形機 | |
US7025116B2 (en) | Mold and method of molding metallic product | |
US6186764B1 (en) | Injection molding machine | |
JP3500452B2 (ja) | アルミニウムの射出成形機 | |
JP6054215B2 (ja) | 射出成形機、および射出成形機の設定支援装置 | |
JP6026220B2 (ja) | 射出成形機 | |
JP3954914B2 (ja) | 軽合金の射出成形方法及び射出成形装置 | |
JP3794017B2 (ja) | 金属成形品の射出成形方法 | |
JPH0910911A (ja) | 軽合金の射出成形方法および射出成形機 | |
JP2023151749A (ja) | 成形方法および射出成形機システム | |
JP4059786B2 (ja) | 溶解金属用密封装置 | |
JP2004009052A (ja) | 溶解金属供給装置及びダイカストマシン | |
JP2009006526A (ja) | プリプラ式射出成形装置 | |
JP2000317614A (ja) | 半溶融金属の連続供給装置 | |
JP4736500B2 (ja) | プリプラ式射出成形方法及び装置 | |
JPH0820053A (ja) | 熱硬化性樹脂の射出装置 | |
JPS6235823A (ja) | 射出成形方法 | |
JPS6073813A (ja) | 樹脂可塑化装置 | |
JPH1157971A (ja) | 金属材料の射出成形装置 | |
JP2002103012A (ja) | 金属射出成形機の計量安定化方法および装置 | |
JP2004009053A (ja) | 溶解金属供給装置及びダイカストマシン |