JP2007076319A - 射出成形品の変形量算出方法、プログラム、記憶媒体、情報処理装置 - Google Patents
射出成形品の変形量算出方法、プログラム、記憶媒体、情報処理装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 射出成形品の形状を複数の要素により分割してモデル化し、分割した各要素の温度分布を算出する工程と、温度分布に基づく各要素の収縮特性を算出する工程と、各要素の収縮特性を反映した構造解析により、射出成形品の形状の変形量を算出する工程と、を有する射出成形品の変形量算出方法であって、収縮特性を算出する工程は、異方性のある要素には、要素毎に異方性収縮主軸を決定し、異方性のない要素は等方性要素とし、要素ごとに異なる収縮特性を与えてモデル化する。
【選択図】 図6B
Description
εP =(eV −εZ )/2 ・・・(2)
εZ :板厚方向の収縮率
εP :面内方向の収縮率
eV :体積収縮率
A:異方性収縮を考慮した板厚方向の収縮係数
B:板厚方向の等方性収縮を考慮した収縮率への寄与率。
前記温度分布として入力される一の要素を構成する各節点の節点温度と、指定された温度条件とに基づき、当該温度条件を満たす節点の位置情報を算出する位置情報算出工程と、
前記算出された節点の位置情報に基づいて、前記一の要素内に構成され、前記温度条件を満たす平面を決定する決定工程と、
前記決定された平面に対する法線ベクトルを算出し、当該法線ベクトルの方向を、前記一の要素の異方性収縮主軸として決定する収縮特性決定工程と、を備えることを特徴とする。
前記温度分布として入力される一の要素を構成する各節点の節点温度と、指定された温度条件とに基づき、当該温度条件を満たす節点の位置情報を算出する第1位置情報算出手段と、
前記算出された節点の位置情報に基づいて、前記一の要素内に構成され、前記温度条件を満たす平面を決定する決定手段と、
前記決定された平面に対する法線ベクトルを算出し、当該法線ベクトルの方向を、前記一の要素の異方性収縮主軸として決定する収縮特性決定手段と、を備えることを特徴とする。
まず、最初にプラスチック射出成形品に生じる異方性収縮のメカニズムを、図1及び図2の参照により説明する。等方性収縮に関し、図1(a)は、成形品を正方体形状として示す図であり、図1(b)は、成形品が金型内で冷却固化される状態を示す図である。金型温度が一定であれば、成形品は正方体形状であるので、x、y、z方向に均一に冷却され各方向に均一に収縮(等方性収縮)する。
図7は、成形品の異方性収縮主軸を決定する演算装置のハードウェア構成を示す図である。演算処理を制御するコンピュータ50には、入力装置51、表示装置52および補助記憶装置53、モデル化のための要素分割を行なうメッシュ生成装置54が接続されている。メッシュ生成装置54で生成されたメッシュデータ、射出成形CAEにより事前に解析された成形品全体の温度分布、解析を制御する各種パラメータを入力装置51が受け付ける。
ここで、情報処理装置(コンピュータ50)のCPUは、温度分布の算出結果を初期条件として、異方性収縮主軸算出プログラムと協働する。これにより、第1位置情報算出部、温度等値面を決定する決定部、収縮特性決定部、内部節点設定部及び第2位置情報算出部の機能を実現するものとする。
以下、本実施形態にかかる異方性収縮主軸の算出プロセスについて説明する。
T:要素内の任意位置での温度
Ti:要素の節点温度(i=1〜8)
Ni:形状関数(N1〜N8は(4)式で示される)
N2=1/8・(1-ξ)(1+η)(1+ζ)
N3=1/8・(1-ξ)(1-η)(1+ζ)
N4=1/8・(1+ξ)(1-η)(1+ζ)
N5=1/8・(1+ξ)(1+η)(1-ζ) ・・・(4)
N6=1/8・(1-ξ)(1+η)(1-ζ)
N7=1/8・(1-ξ)(1-η)(1-ζ)
N8=1/8・(1+ξ)(1-η)(1-ζ)
複写機等に使用されるプラスチックレンズに対して、異方性収縮主軸による収縮歪を考慮した解析例を図8に示す。プラスチックレンズは高さ(幅)方向に左右対称形状であるため、対称性を利用してメッシュ分割は1/2モデルで表示している。形状の概略寸法は、レンズ長さ80mm(y軸方向)、幅15mm(x軸方向)、厚み(光軸方向)4〜10mm(z軸方向)である。このような長尺のプラスチックレンズにおいては、成形時の長手方向(y軸方向)の変形を正確に求めることが重要であり、この変形量は、補正値として金型設計に反映することが可能である。
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給しても達成される。また、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
Claims (10)
- 射出成形品の形状を複数の要素により分割してモデル化し、当該分割した各要素の温度分布を算出する工程と、当該温度分布に基づく各要素の収縮特性を算出する工程と、当該各要素の収縮特性を反映した構造解析により、前記射出成形品の形状の変形量を算出する工程と、を有する射出成形品の変形量算出方法であって、当該収縮特性を算出する工程が、
前記温度分布として入力される一の要素を構成する各節点の節点温度と、指定された温度条件とに基づき、当該温度条件を満たす節点の位置情報を算出する第1位置情報算出工程と、
前記算出された節点の位置情報に基づいて、前記一の要素内に構成され、前記温度条件を満たす平面を決定する決定工程と、
前記決定された平面に対する法線ベクトルを算出し、当該法線ベクトルの方向を、前記一の要素の異方性収縮主軸として決定する収縮特性決定工程と、
を備えることを特徴とする射出成形品の変形量算出方法。 - 前記第1位置情報算出工程は、前記一の要素を構成する頂点間における辺上で、前記指定された温度条件を満たす節点の位置情報を算出することを特徴とする請求項1に記載の射出成形品の変形量算出方法。
- 前記一の要素の内部空間を検索する場合、当該一の要素の内部に複数の内部節点を設定する内部節点設定工程と、
前記温度分布として入力される前記一の要素を構成する各節点の節点温度と、指定された温度条件とに基づき、当該温度条件を満たす節点の位置情報を、前記一の要素を構成する頂点間における辺上及び前記内部節点から算出する第2位置情報算出工程と
を更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の射出成形品の変形量算出方法。 - 前記決定工程は、前記温度条件を満たす平面を前記一の要素内に決定できない場合、当該一の要素を等方性収縮する要素として処理することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の射出成形品の変形量算出方法。
- 射出成形品の形状を複数の要素により分割してモデル化し、当該分割した各要素の温度分布を算出する手段と、当該温度分布に基づく各要素の収縮特性を算出する手段と、当該各要素の収縮特性を反映した構造解析により、前記射出成形品の形状の変形量を算出する手段と、を有する射出成形品の変形量算出方法を実行する情報処理装置であって、当該収縮特性を算出する手段が、
前記温度分布として入力される一の要素を構成する各節点の節点温度と、指定された温度条件とに基づき、当該温度条件を満たす節点の位置情報を算出する第1位置情報算出手段と、
前記算出された節点の位置情報に基づいて、前記一の要素内に構成され、前記温度条件を満たす平面を決定する決定手段と、
前記決定された平面に対する法線ベクトルを算出し、当該法線ベクトルの方向を、前記一の要素の異方性収縮主軸として決定する収縮特性決定手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記第1位置情報算出手段は、前記一の要素を構成する頂点間における辺上で、前記指定された温度条件を満たす節点の位置情報を算出することを特徴とする請求項5に記載の情報処理装置。
- 前記一の要素の内部空間を検索する場合、当該一の要素の内部に複数の内部節点を設定する内部節点設定手段と、
前記温度分布として入力される前記一の要素を構成する各節点の節点温度と、指定された温度条件とに基づき、当該温度条件を満たす節点の位置情報を、前記一の要素を構成する頂点間における辺上及び前記内部節点から算出する第2位置情報算出手段と
を更に備えることを特徴とする請求項5または6に記載の情報処理装置。 - 前記決定手段は、前記温度条件を満たす平面を前記一の要素内に決定できない場合、当該一の要素を等方性収縮する要素として処理することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載の情報処理装置。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の射出成形品の変形量算出方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
- 請求項9に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読の記憶媒体。
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