JP2007083685A - Injection molding method - Google Patents

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JP2007083685A
JP2007083685A JP2005278561A JP2005278561A JP2007083685A JP 2007083685 A JP2007083685 A JP 2007083685A JP 2005278561 A JP2005278561 A JP 2005278561A JP 2005278561 A JP2005278561 A JP 2005278561A JP 2007083685 A JP2007083685 A JP 2007083685A
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mold
injection
pressure
filling
cavity
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JP2005278561A
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Koji Uchida
浩司 内田
Tadayoshi Takahara
忠良 高原
Yuichi Yamada
雄一 山田
Tomoaki Eto
友昭 江藤
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Toyota Motor Corp
BPA Inc
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Toyota Motor Corp
BPA Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of reducing not only the peak value of in-mold pressure acting on an injection mold but also the durable pressure required in the injection mold. <P>SOLUTION: The injection molding method comprises a process for applying mold clamping force to a mold 2 to close the mold 2, a filling process for filling the cavity 2a of the mold 2 with a molten resin in a state that the mold clamping force is applied to the mold 2, a cooling process for cooling the molten resin charged in the mold 2, and a process for opening the cavity 2a to eject an injection-molded product 40 from the mold 2. The mold clamping force applied to the mold 2 in the fitting process is set lower than that necessary for holding the mold 2 to a perfectly closed state against the filling pressure of the molten resin. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、射出成形品を成形するための射出成形技術に関する。   The present invention relates to an injection molding technique for molding an injection molded product.

射出成形方法は、射出成形型に型締め力を加えて射出成形型を閉じる工程と、射出成形型に型締め力を加えた状態で射出成形型内のキャビティに溶融樹脂を充填する工程と、キャビティに充填した溶融樹脂を冷却する工程と、射出成形型を開けて射出成形型から射出成形品を取りだす工程を備えている。
キャビティに溶融樹脂を充填する工程では、溶融樹脂に圧力を加えることによって、キャビティに溶融樹脂を充填する。溶融樹脂の充填圧力は、射出成形型を開ける力となる。溶融樹脂の充填圧力によって射出成形型が開いてしまうことを防止するために、射出成形型に型締め力を加えた状態で射出成形型内のキャビティに溶融樹脂を充填する。
射出成形型を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力は、溶融樹脂の充填圧力に起因して生じる型の内圧によって決定される。型の内圧(キャビティを画定するキャビティ面に作用する圧力)は、位置によって変化する。型の内圧のうちの型が開けられる向きの分圧をキャビティ面を型締め方向に投影した面積に亘って積分することによって、溶融樹脂の充填圧力に抗して射出成形型を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力を計算することができる。
従来の技術では、溶融樹脂の充填圧力に抗して射出成形型を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力よりも大きな型締め力を射出成形型に加えた状態で、充填工程を実施する。
なお、薄肉製品を射出成形する場合、間隔が狭いキャビティに溶融樹脂を充填しなければならない。間隔が狭いキャビティに溶融樹脂を充填するためには、高い充填圧力が必要とされる。充填圧力が高いために、それに抗して射出成形型を閉じておくのに必要な型締め力も大きくなる。薄肉製品を射出成形する場合には、高い充填圧力に耐えられる高強度の射出成形型と、それを閉じておく大型の型締め機構が必要とされる。
The injection molding method includes a step of closing the injection mold by applying a clamping force to the injection mold, a step of filling the cavity in the injection mold with a molten resin in a state where the clamping force is applied to the injection mold, and A step of cooling the molten resin filled in the cavity, and a step of opening the injection mold and taking out the injection-molded product from the injection mold.
In the step of filling the cavity with the molten resin, the cavity is filled with the molten resin by applying pressure to the molten resin. The filling pressure of the molten resin is a force for opening the injection mold. In order to prevent the injection mold from opening due to the filling pressure of the molten resin, the molten resin is filled into the cavity in the injection mold with a clamping force applied to the injection mold.
The mold clamping force required to maintain the injection mold in a completely closed state is determined by the mold internal pressure generated due to the filling pressure of the molten resin. The internal pressure of the mold (the pressure acting on the cavity surface that defines the cavity) varies with position. The injection mold is completely closed against the filling pressure of the molten resin by integrating the partial pressure of the mold internal pressure in the direction in which the mold can be opened over the area projected from the cavity surface in the mold clamping direction. It is possible to calculate the clamping force required to maintain the state of being in the state.
In the conventional technology, in a state where a clamping force larger than the clamping force necessary for maintaining the injection mold in a completely closed state against the filling pressure of the molten resin is applied to the injection mold, Perform the filling process.
In addition, when injection molding a thin-walled product, it is necessary to fill a cavity with a narrow interval with a molten resin. A high filling pressure is required to fill the cavity with a narrow interval with the molten resin. Since the filling pressure is high, the clamping force required to keep the injection mold closed against it increases. When thin-walled products are injection-molded, a high-strength injection mold that can withstand a high filling pressure and a large mold-clamping mechanism that closes the mold are required.

キャビティに溶融樹脂を充填すると、今度は溶融樹脂を冷却して凝固させる。溶融樹脂は凝固する際に収縮する。収縮に対して対策しないと、凝固した射出成形品はキャビティ形状に一致しない。キャビティ形状よりも収縮した「ひけ」が生じてしまう。そこで、キャビティに溶融樹脂を充填した後も、キャビティに充填する溶融樹脂に圧力を加え続ける保圧工程が必要とされる。保圧工程を実施すると、キャビティ内で溶融樹脂が収縮する分を補充するように溶融樹脂が追加充填され、射出成形品に「ひけ」が生じるのを防止できる。
射出成形型には、保圧工程で加える圧力に耐えられる強度と、保圧工程で射出成形型を閉じておく型締め力が必要とされる。
When the cavity is filled with the molten resin, the molten resin is then cooled and solidified. The molten resin shrinks as it solidifies. Without countermeasures against shrinkage, the solidified injection-molded product does not match the cavity shape. A “shrink” that contracts more than the cavity shape occurs. Therefore, a pressure holding step is required in which pressure is continuously applied to the molten resin filling the cavity even after the cavity is filled with the molten resin. When the pressure holding step is performed, the molten resin is additionally filled so as to supplement the shrinkage of the molten resin in the cavity, and it is possible to prevent occurrence of “sinking” in the injection molded product.
The injection mold requires a strength that can withstand the pressure applied in the pressure-holding step and a clamping force that closes the injection mold in the pressure-holding step.

図9は、射出成形型に加えておくことが必要な型締め力と、キャビティ面に作用する圧力(型内圧)の変化する様子を示す。型内圧は、充填工程終了時にピークとなり、保圧工程中は一定のレベルに管理される。
図9の型内圧は、溶融樹脂を充填するゲートに向かいあう位置のキャビティ面に作用する圧力を示す。充填工程終了時にピーク値となるが、型内圧が高い範囲はゲートに向かいあう位置の近傍に限られる。射出成形型を閉じておく型締め力までピークとなるわけでない。保圧工程では、充填工程終了時のピーク圧力よりも低い圧力が作用するが、キャビティ面の広い範囲に圧力が加えられる。したがって、保圧工程が開始されてからしばらくの間は、射出成形型を閉じておくのに必要な型締め力は増大する。
FIG. 9 shows how the clamping force required to be applied to the injection mold and the pressure acting on the cavity surface (in-mold pressure) change. The in-mold pressure reaches a peak at the end of the filling process and is managed at a certain level during the pressure holding process.
The mold internal pressure in FIG. 9 indicates the pressure acting on the cavity surface at a position facing the gate filled with the molten resin. Although the peak value is reached at the end of the filling process, the range in which the mold internal pressure is high is limited to the vicinity of the position facing the gate. The clamping force that closes the injection mold does not peak. In the pressure holding process, a pressure lower than the peak pressure at the end of the filling process acts, but the pressure is applied to a wide range of the cavity surface. Therefore, for a while after the pressure-holding step is started, the mold clamping force required to keep the injection mold closed is increased.

特許文献1に開示されている技術では、溶融樹脂を充填する工程が終了した後に必要とされていた保圧工程を省略している。この技術では、溶融樹脂の充填工程が終了すると、保圧工程を実施する代わりに、射出成形品の裏面を成形するキャビティ面に開口する流路から射出成形品の裏面とキャビティ面の間に加圧流体を注入して射出成形品を表面(意匠面)側キャビティ面に向けて加圧する。射出成形品の裏面がキャビティ面から剥離した状態を作り出すと、溶融樹脂が収縮しても射出成形品の意匠面はキャビティ面に密着した状態を維持する。射出成形品の意匠面がキャビティ面に密着した状態で冷却されると、射出成形品の意匠面を意図した形状に仕上げることができる。この技術によると、射出成形品の意匠面を意図した形状に仕上げることが可能となる。しかしながら、この技術では、射出成形品の裏面とキャビティ面の間に注入する流体に高い圧力をかける必要があり、キャビティ面に加わる圧力を低減したり、射出成形型を閉じておくのに必要な型締め力を低減することはできない。
特許文献2には、射出成形品の意匠面を意図した形状に仕上げることができる射出成形技術であり、キャビティ面に加わる圧力を低減し、射出成形型を閉じておくのに必要な型締め力を低減することができる射出成形技術が開示されている。特許文献2の技術は、本出願の出願時点ではまだ公開されていないことに留意されたい。
この技術では、溶融樹脂を充填する工程が終了した後に、保圧工程と、射出成形品の裏面とキャビティ面の間に加圧流体を注入する工程を同時に実施する。保圧工程と加圧流体注入工程を同時に実施すると、射出成形品の意匠面を意図した形状に仕上げるために必要な保圧力(キャビティに追加補充する溶融樹脂に加える圧力)と、射出成形品の裏面とキャビティ面の間に注入する流体にかける圧力を低減することができる。特許文献2の技術によると、キャビティ面に加わる圧力を低減することができ(溶融樹脂に加える保圧力と流体に加える圧力の両者がキャビティ面に作用するが、それでも低減することができる)、射出成形型を閉じておくのに必要な型締め力を低減することができる。
図10は、特許文献2の技術によるときの射出成形型に加えておくことが必要な型締め力と、キャビティ面に作用する圧力の変化の様子を示す。保圧工程でキャビティに追加補充する溶融樹脂に加えておく圧力を低減することができ、保圧工程中に必要な型締め力を低減することができる。
特開平10−58493号公報 特願2004−373751号の明細書と図面
In the technique disclosed in Patent Document 1, the pressure holding step that is required after the step of filling the molten resin is omitted. In this technology, when the molten resin filling process is completed, instead of performing the pressure holding process, a pressure is applied between the back surface of the injection molded product and the cavity surface through a flow path that opens the back surface of the injection molded product. A pressurized fluid is injected to pressurize the injection-molded product toward the surface (design surface) side cavity surface. When the state where the back surface of the injection molded product is peeled off from the cavity surface is created, the design surface of the injection molded product maintains a state of being in close contact with the cavity surface even when the molten resin contracts. When the design surface of the injection-molded product is cooled in a state of being in close contact with the cavity surface, the design surface of the injection-molded product can be finished in the intended shape. According to this technique, it is possible to finish the design surface of an injection molded product into an intended shape. However, in this technique, it is necessary to apply a high pressure to the fluid injected between the back surface of the injection molded product and the cavity surface, and it is necessary to reduce the pressure applied to the cavity surface and keep the injection mold closed. The clamping force cannot be reduced.
Patent Document 2 discloses an injection molding technique that can finish the design surface of an injection molded product into an intended shape, and reduces the pressure applied to the cavity surface and requires a clamping force necessary to keep the injection mold closed. An injection molding technique capable of reducing the above is disclosed. It should be noted that the technique of Patent Document 2 is not yet published at the time of filing of the present application.
In this technique, after the step of filling the molten resin is completed, the pressure holding step and the step of injecting the pressurized fluid between the back surface and the cavity surface of the injection molded product are performed simultaneously. When the pressure holding process and the pressurized fluid injection process are performed at the same time, the holding pressure necessary to finish the design surface of the injection molded product into the intended shape (pressure applied to the molten resin that is additionally replenished to the cavity) and the injection molded product The pressure applied to the fluid injected between the back surface and the cavity surface can be reduced. According to the technique of Patent Document 2, the pressure applied to the cavity surface can be reduced (both the holding pressure applied to the molten resin and the pressure applied to the fluid act on the cavity surface, but can still be reduced) and injection The clamping force required to keep the mold closed can be reduced.
FIG. 10 shows the state of the clamping force required to be added to the injection mold and the change in the pressure acting on the cavity surface when the technique of Patent Document 2 is used. The pressure applied to the molten resin that is additionally replenished to the cavity in the pressure-holding step can be reduced, and the mold clamping force required during the pressure-holding step can be reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-58493 Description and drawing of Japanese Patent Application No. 2004-373751

特許文献2の技術によって、保圧工程でキャビティに追加補充する溶融樹脂に加えておく圧力を低減することができ、保圧工程で必要な型締め力を低減することができる。必要な型締め力の最大値については、図10に示したように、従来の技術で必要とされていた最大値よりも低減することに成功している。
しかしながら、特許文献2の技術によっても、キャビティ面に作用する圧力のピーク値を低減することができない。キャビティ面に作用する圧力のピーク値は、充填工程終了時の値となる。特許文献2の技術では、保圧工程で必要な型内圧を低減することはできても、充填工程終了時に作用する型内圧のピーク値を低減することはできない。
射出成形型は、型内圧のピーク値に耐え得る強度を持たせる必要があり、ピーク値を低減することができないと、射出成形型に必要とされる耐圧圧力を低減することができず、射出成形型の小型化が図れない。
本発明は、上記の問題点を解決するために創案された。本発明では、射出成形型に作用する型内圧のピーク値を低減することができ、射出成形型に必要とされる耐圧圧力を低減することができる技術を提供することを課題とする。
With the technique of Patent Document 2, it is possible to reduce the pressure applied to the molten resin that is additionally replenished to the cavity in the pressure holding process, and it is possible to reduce the clamping force required in the pressure holding process. As shown in FIG. 10, the maximum value of the required clamping force has been successfully reduced from the maximum value required in the prior art.
However, even the technique of Patent Document 2 cannot reduce the peak value of the pressure acting on the cavity surface. The peak value of the pressure acting on the cavity surface is the value at the end of the filling process. In the technique of Patent Document 2, although the in-mold pressure required in the pressure holding process can be reduced, the peak value of the in-mold pressure acting at the end of the filling process cannot be reduced.
The injection mold must have a strength that can withstand the peak value of the internal pressure of the mold. If the peak value cannot be reduced, the pressure resistance required for the injection mold cannot be reduced. The mold cannot be downsized.
The present invention has been devised to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the peak value of the in-mold pressure acting on the injection mold and reducing the pressure resistance required for the injection mold.

(請求項1に記載の発明)
本発明の射出成形方法は、射出成形型に型締め力を加えて射出成形型を閉じる工程と、射出成形型に型締め力を加えた状態で射出成形型内のキャビティに溶融樹脂を充填する工程と、キャビティに充填した溶融樹脂を冷却する工程と、射出成形型を開けて射出成形型から射出成形品を取りだす工程を備えている。充填工程で射出成形型に加える型締め力が、溶融樹脂の充填圧力に抗して射出成形型を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力よりも低く設定されている。
射出成形型を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力は、計算によって求めてもよい。型内圧のうちの型が開けられる向きの分圧をキャビティ面を型締め方向に投影した面積に亘って積分することによって、射出成形型を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力を計算することができる。あるいは、実験して求めてもよい。
(Invention of Claim 1)
In the injection molding method of the present invention, a mold clamping force is applied to the injection mold and the injection mold is closed, and the cavity in the injection mold is filled with a molten resin while the mold clamping force is applied to the injection mold. A step, a step of cooling the molten resin filled in the cavity, and a step of opening the injection mold and taking out the injection-molded product from the injection mold. The mold clamping force applied to the injection mold in the filling process is set lower than the mold clamping force required to keep the injection mold completely closed against the filling pressure of the molten resin.
The mold clamping force required to maintain the injection mold in a completely closed state may be obtained by calculation. Mold required to maintain the injection mold completely closed by integrating the partial pressure in the mold opening direction over the area projected from the cavity surface in the mold clamping direction. The fastening force can be calculated. Or you may obtain | require by experimenting.

本発明の射出成形方法では、充填工程で射出成形型に加える型締め力が、充填圧力に抗して射出成形型を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力よりも低い。このために、充填工程では、溶融樹脂の充填圧力によって射出成形型が若干開く。
前記したように間隔が狭いキャビティに溶融樹脂を充填するためには高い充填圧力が必要とされる。逆にいうと、キャビティの間隔が広ければキャビティに充填するためには必要な充填圧力は低下する。本発明では、この現象を利用して充填圧力を低下させる。充填工程で射出成形型が若干開けば、キャビティの間隔が広げられる。この結果、キャビティに充填するために必要な充填圧力を低下させることができる。
本発明の射出成形方法によると、充填圧力を低下させることができる。従って、キャビティ面に作用する型内圧を低下させることができ、充填工程終了時に発生する型内圧のピーク値を低下させることができる。これにより、射出成形型に必要とされる耐圧圧力を低減することができ、射出成形型に必要な強度を低減することができる。そして、射出成形型を小型化することができ、射出成形型の生産コストを低減することができる。ひいては、射出成形品の生産コストを低減することができる。
In the injection molding method of the present invention, the clamping force applied to the injection mold in the filling process is lower than the clamping force required to keep the injection mold completely closed against the filling pressure. . For this reason, in the filling process, the injection mold is slightly opened by the filling pressure of the molten resin.
As described above, a high filling pressure is required to fill the molten resin into the cavity having a narrow interval. In other words, if the gap between the cavities is wide, the filling pressure required to fill the cavities decreases. In the present invention, this phenomenon is used to lower the filling pressure. If the injection mold is slightly opened in the filling process, the space between the cavities is widened. As a result, the filling pressure required for filling the cavity can be reduced.
According to the injection molding method of the present invention, the filling pressure can be reduced. Therefore, the mold internal pressure acting on the cavity surface can be reduced, and the peak value of the mold internal pressure generated at the end of the filling process can be reduced. Thereby, the pressure resistance required for the injection mold can be reduced, and the strength required for the injection mold can be reduced. And an injection mold can be reduced in size and the production cost of an injection mold can be reduced. As a result, the production cost of the injection-molded product can be reduced.

(請求項2に記載の発明)
充填工程で射出成形型に加える型締め力は、溶融樹脂の充填圧力によって、射出成形品にバリを生じさせない間隔だけ射出成形型が開く力に設定しておくことが好ましい。
バリを生じさせない間隔は、充填圧力や樹脂の特性や射出成形型の温度等によって変動する。実験によって、求めておくことができる。
本発明の射出成形方法によれば、射出成形品にバリが発生しない範囲で、キャビティの間隔を広げて必要な充填圧力を低下させることができる。これにより、品質のよい射出成形品を簡易な射出成形型で成形することができる。
(Invention of Claim 2)
The clamping force applied to the injection mold in the filling step is preferably set to a force that opens the injection mold by an interval that does not cause burrs in the injection molded product due to the filling pressure of the molten resin.
The interval at which no burrs are generated varies depending on the filling pressure, the characteristics of the resin, the temperature of the injection mold, and the like. It can be obtained by experiment.
According to the injection molding method of the present invention, the required filling pressure can be reduced by widening the gap between the cavities within a range where no burrs are generated in the injection molded product. Thereby, a good-quality injection-molded product can be molded with a simple injection mold.

(請求項3に記載の発明)
充填工程で射出成形型に加える型締め力は、充填工程で射出成形型が0.1〜0.15mmだけ開く力に設定しておくことが好ましい。
一般的に、射出成形型が0.15mmよりも開くと、射出成形品にバリが発生しやすい。射出成形型が開いても、その間隔が0.15mm以下であれば、その間隔に溶融樹脂が入り込まない。射出成形品にバリが発生し難いことが確認されている。この場合、工程が進んで型内圧が減少することにより型開き量は0となり、充填時に射出成形型が開いても、射出成形品の厚みに影響しないことが確認されている。
一般的に、射出成形型が0.1mm以上開くと、キャビティの間隔が広がってキャビティに充填するために必要な充填圧力が低下する現象が顕著となる。
したがって、充填工程で射出成形型に加える型締め力は、充填工程で射出成形型が0.1〜0.15mmだけ開く力に設定しておくことが好ましい。
(Invention of Claim 3)
The clamping force applied to the injection mold in the filling step is preferably set to a force that opens the injection mold by 0.1 to 0.15 mm in the filling step.
Generally, when the injection mold is opened more than 0.15 mm, burrs are easily generated in the injection molded product. Even if the injection mold is opened, if the interval is 0.15 mm or less, the molten resin does not enter the interval. It has been confirmed that burrs are unlikely to occur in injection molded products. In this case, the amount of opening of the mold becomes 0 as the process proceeds and the pressure in the mold decreases, and it has been confirmed that even if the injection mold is opened during filling, the thickness of the injection molded product is not affected.
In general, when the injection mold is opened by 0.1 mm or more, a phenomenon in which the filling pressure necessary for filling the cavity is decreased due to an increase in the space between the cavities becomes remarkable.
Therefore, the clamping force applied to the injection mold in the filling process is preferably set to a force that opens the injection mold by 0.1 to 0.15 mm in the filling process.

(請求項4に記載の発明)
充填工程に続けて、射出成形型に型締め力を加えた状態で、キャビティに充填する溶融樹脂に圧力を加え続けて溶融樹脂をキャビティに追加充填する保圧工程を実施することが好ましい。
本発明の射出成形方法を用いれば、キャビティ内で溶融樹脂が収縮した分を補充することができる。これにより、射出成形品にヒケやボイドが発生することを防止することができる。
(Invention of Claim 4)
Following the filling step, it is preferable to carry out a pressure-holding step of continuously filling the cavity with the molten resin by continuously applying pressure to the molten resin filling the cavity with a clamping force applied to the injection mold.
If the injection molding method of this invention is used, the part which molten resin shrunk in the cavity can be replenished. Thereby, sink marks and voids can be prevented from occurring in the injection molded product.

(請求項5に記載の発明)
射出成形型が、射出成形品の意匠面を成形する型と、射出成形品の裏面を成形する型を備えている場合、裏面を成形する型とキャビティに充填した樹脂の間に、加圧流体を注入する注入工程を実施することが好ましい。
本発明の射出成形方法によれば、溶融樹脂が収縮しても射出成形品の表面(意匠面)はキャビティ面に密着し続ける。これにより、射出成形品の意匠面を意図した形状に仕上げることができる。
(Invention of Claim 5)
When the injection mold includes a mold that molds the design surface of the injection molded product and a mold that molds the back surface of the injection molded product, a pressurized fluid is placed between the mold that molds the back surface and the resin filled in the cavity. It is preferable to carry out an injection step of injecting.
According to the injection molding method of the present invention, the surface (design surface) of the injection-molded product keeps in close contact with the cavity surface even when the molten resin contracts. Thereby, the design surface of an injection-molded product can be finished in the intended shape.

(請求項6に記載の発明)
射出成形型が、射出成形品の意匠面を成形する型と、射出成形品の裏面を成形する型を備えている場合、充填工程に続けて、射出成形型に型締め力を加えた状態でキャビティに充填する溶融樹脂に圧力を加え続けて溶融樹脂をキャビティに追加充填する保圧工程と、裏面を成形する型とキャビティに充填した樹脂の間に加圧流体を注入する注入工程の両者を同時に実施することが好ましい。
加圧流体を注入する工程を実施することで、保圧工程で必要とされる保圧力を低下させることができる。保圧工程を実施することで、射出成形品の裏面に向けて注入する流体の圧力を低下させることができる。溶融樹脂を充填する段階では、キャビティの間隔を広げることによって、充填圧力を低下させることができる。これらが総合的に組み合わされ、キャビティ面に加わる圧力(型内圧)のピーク値を低下させることができ、射出成形型に加える型締め力の最大値を低下させることができる。
射出成形型に必要な強度を低減することができ、射出成形型を小型化できる。また、型締め力を低減することができ、型締め機構を小型化できる。射出成形装置を小型化できる。
(Invention of Claim 6)
If the injection mold has a mold that molds the design surface of the injection-molded product and a mold that molds the back surface of the injection-molded product, the clamping force is applied to the injection mold following the filling process. Both the pressure-holding process that continues to apply pressure to the molten resin that fills the cavity and additionally fills the cavity with the molten resin, and the injection process that injects pressurized fluid between the mold that molds the back surface and the resin that fills the cavity It is preferable to carry out at the same time.
By carrying out the step of injecting the pressurized fluid, the holding pressure required in the pressure holding step can be reduced. By performing the pressure holding step, the pressure of the fluid to be injected toward the back surface of the injection molded product can be reduced. In the step of filling the molten resin, the filling pressure can be reduced by widening the gap between the cavities. These are comprehensively combined, and the peak value of pressure (in-mold pressure) applied to the cavity surface can be reduced, and the maximum value of the clamping force applied to the injection mold can be reduced.
The strength required for the injection mold can be reduced, and the injection mold can be reduced in size. In addition, the clamping force can be reduced, and the clamping mechanism can be reduced in size. The injection molding apparatus can be downsized.

本発明によれば、溶融樹脂の充填圧力を低下させることができ、キャビティ面に加わる圧力(型内圧)のピーク値を低下させることができる。射出成形型に必要な強度を低減することができ、射出成形型を小型化できる。これにより、射出成形型の生産コストが低下する。また、射出成形型の交換作業等が容易化される。   According to the present invention, the filling pressure of the molten resin can be reduced, and the peak value of the pressure applied to the cavity surface (in-mold pressure) can be reduced. The strength required for the injection mold can be reduced, and the injection mold can be reduced in size. This reduces the production cost of the injection mold. In addition, the replacement operation of the injection mold is facilitated.

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。
(第1形態)
射出成形品型は、充填工程で、0.1〜0.15mmだけ開き、保圧工程終了時には完全に閉じるように条件設定されている。
The main features of the embodiments described below are listed.
(First form)
The injection-molded product mold is set so that it is opened by 0.1 to 0.15 mm in the filling process and is completely closed at the end of the pressure-holding process.

本発明の射出成形方法に係る一実施例を、図1〜図8を参照しながら説明する。本実施例では、本発明の射出成形方法によって、自動車のバンパーを射出成形する。
図1は、本実施例で用いる射出成形装置1の、成形型2を閉じる前の状態を示す。図2は、射出成形装置1の成形型2を閉じ、溶融樹脂を射出する射出シリンダ30を固定型12の溶融樹脂射出用のゲート12aに当接させた状態を示す。図3は、成形型2を閉じることで確保されたキャビティ2aに射出シリンダ30から溶融樹脂を射出している状態を示す。図4は、成形型2を開き、射出成形品40を取り出した状態を示す。図5は、キャビティ2aに充填された樹脂の裏面側に、加圧空気を注入する装置50を説明する図である。図6は、本実施例の射出成形方法の工程図を示す。図7は、型締め力と、実際の型内圧の関連を説明する図である。図8は、射出成形品40の厚み(型締め方向の寸法)が大きいほど、溶融樹脂を射出する圧力は小さくてよいことを実験して確認した結果を示す。
An embodiment according to the injection molding method of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, an automobile bumper is injection molded by the injection molding method of the present invention.
FIG. 1 shows a state of the injection molding apparatus 1 used in the present embodiment before the mold 2 is closed. FIG. 2 shows a state in which the mold 2 of the injection molding apparatus 1 is closed and the injection cylinder 30 for injecting the molten resin is brought into contact with the molten resin injection gate 12a of the fixed mold 12. FIG. 3 shows a state in which molten resin is injected from the injection cylinder 30 into the cavity 2 a secured by closing the mold 2. FIG. 4 shows a state where the mold 2 is opened and the injection molded product 40 is taken out. FIG. 5 is a view for explaining an apparatus 50 for injecting pressurized air into the back side of the resin filled in the cavity 2a. FIG. 6 shows a process chart of the injection molding method of this embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the mold clamping force and the actual mold internal pressure. FIG. 8 shows the result of experiments confirming that the pressure at which the molten resin is injected may be smaller as the thickness of the injection molded product 40 (dimension in the mold clamping direction) is larger.

射出成形装置1は、図1に示すように、基台3と、基台3に配設された固定側装置10と、可動側装置20と、溶融樹脂を射出する射出シリンダ30が設けられた射出装置(図示していない。)を備えている。
固定側装置10には、固定側プラテン11が設けられている。固定側プラテン11は、水平に配置した基台3に対して垂直に固定されている。固定側プラテン11は、射出シリンダ側(図1に示す右側)に凹部11aを有している。凹部11aの窪みの中心には、射出シリンダ30のノズルヘッド31が当接する部分に溶融樹脂の供給口11bが設けられている。凹部11aの反対側(図1に示す左側)には、固定型12が取り付けられている。固定型12には、射出シリンダ30から溶融樹脂が供給されるゲート12aが設けられている。固定型12は、ゲート12aの一方側の開口部が、前述した固定側プラテン11の溶融樹脂供給口11bと連通するように取り付けられている。
また、固定側プラテン11には、厚み方向(図1に示す左右方向)に貫通する穴13b〜16bが設けられている。各穴には、ピストン軸43〜46が挿通されている。なお、ピストン軸43〜46の径は、穴13b〜16bの径よりも小さい。したがって、ピストン軸43〜46は、固定側プラテン11に対して、図1に示す左右方向に移動可能な構成となっている。固定側プラテン11の各穴13b〜16bの射出シリンダ30側には、型締めシリンダ13〜16が取り付けられている。ピストン軸43〜46の一端は型締めシリンダ13〜16のシリンダ内13a〜16aに収容されている。
As shown in FIG. 1, the injection molding apparatus 1 is provided with a base 3, a fixed side device 10 disposed on the base 3, a movable side device 20, and an injection cylinder 30 for injecting molten resin. An injection device (not shown) is provided.
The stationary apparatus 10 is provided with a stationary platen 11. The stationary platen 11 is fixed vertically with respect to the base 3 arranged horizontally. The stationary platen 11 has a recess 11a on the injection cylinder side (the right side shown in FIG. 1). In the center of the recess of the recess 11a, a molten resin supply port 11b is provided at a portion where the nozzle head 31 of the injection cylinder 30 abuts. A fixed mold 12 is attached to the opposite side (left side shown in FIG. 1) of the recess 11a. The fixed mold 12 is provided with a gate 12 a to which molten resin is supplied from the injection cylinder 30. The fixed mold 12 is attached so that the opening on one side of the gate 12a communicates with the molten resin supply port 11b of the fixed platen 11 described above.
Further, the fixed platen 11 is provided with holes 13b to 16b penetrating in the thickness direction (the left-right direction shown in FIG. 1). Piston shafts 43 to 46 are inserted into the holes. The diameters of the piston shafts 43 to 46 are smaller than the diameters of the holes 13b to 16b. Therefore, the piston shafts 43 to 46 are configured to be movable in the left-right direction shown in FIG. 1 with respect to the stationary platen 11. Clamping cylinders 13 to 16 are attached to the injection cylinder 30 side of the holes 13 b to 16 b of the fixed side platen 11. One ends of the piston shafts 43 to 46 are accommodated in the cylinders 13 a to 16 a of the mold clamping cylinders 13 to 16.

可動側装置20には、可動側プラテン21が設けられている。可動側プラテン21は、水平に配置した基台3に対して垂直に配置されている。なお、可動側プラテン21は、基台3に対して図1に示す左右方向にスライド移動可能に配置されている。可動側プラテン21には、型閉じシリンダ17のピストン軸17aが接続されている。可動側プラテン21の固定側プラテン11側(図1に示す右側)には、可動型22が取り付けられている。また、可動側プラテン21には、厚み方向(図1に示す左右方向)に貫通する穴23b〜26bが設けられている。各穴の内周面にはネジ山が設けられている。各穴には、型締めシリンダ13〜16のピストン軸43〜46端部に設けられたネジ山が螺合される。また、ピストン軸43〜46は、其々がハーフナット23c〜26cで可動側プラテン21に固定される。   A movable platen 21 is provided in the movable device 20. The movable platen 21 is disposed vertically with respect to the base 3 disposed horizontally. The movable platen 21 is arranged so as to be slidable in the left-right direction shown in FIG. A piston shaft 17 a of a mold closing cylinder 17 is connected to the movable platen 21. A movable mold 22 is attached to the movable platen 21 on the fixed platen 11 side (the right side shown in FIG. 1). The movable platen 21 is provided with holes 23b to 26b penetrating in the thickness direction (left and right direction shown in FIG. 1). A thread is provided on the inner peripheral surface of each hole. Screw holes provided at the ends of the piston shafts 43 to 46 of the clamping cylinders 13 to 16 are screwed into the holes. The piston shafts 43 to 46 are fixed to the movable platen 21 by half nuts 23c to 26c, respectively.

射出シリンダ30は、図示省略してある射出装置に、図1に示す左右方向にスライド移動可能に支持されている。射出シリンダ30には、固定側プラテン11の凹部11aに当接するノズルヘッド部31が設けられている。射出シリンダ30の中空部32には、中空部32内をスライド移動可能なスクリュー33が設けられている。中空部32の内部には、溶融樹脂が蓄えられる。そして、中空部32のスクリュー33が図1に示す左方向にスライド移動することにより、溶融樹脂はノズルヘッド31、凹部11aに設けられた溶融樹脂供給口11bを介して、固定型12のゲート12aに射出可能な構成となっている。   The injection cylinder 30 is supported by an injection device (not shown) so as to be slidable in the left-right direction shown in FIG. The injection cylinder 30 is provided with a nozzle head portion 31 that comes into contact with the concave portion 11 a of the stationary platen 11. The hollow portion 32 of the injection cylinder 30 is provided with a screw 33 that can slide in the hollow portion 32. In the hollow portion 32, molten resin is stored. Then, when the screw 33 of the hollow portion 32 slides leftward as shown in FIG. 1, the molten resin passes through the nozzle head 31 and the molten resin supply port 11 b provided in the concave portion 11 a, and the gate 12 a of the fixed mold 12. It is configured to be able to inject.

また、図1では省略してあるが、可動型22には、図5に示すように、流路27と流路28が形成されている。流路27,28は、その一端が第2キャビティ面22bに開口するとともに、他端が外部に開口している。流路27,28の開口部には、其々ベント部材27a,28aが挿入されている。ベント部材27a,28aは、キャビティ2aに溶融樹脂が充填された際に、溶融樹脂が流路27,28に入り込まないように構成されている。   Although omitted in FIG. 1, the movable mold 22 is provided with a flow path 27 and a flow path 28 as shown in FIG. The flow paths 27 and 28 have one end opened to the second cavity surface 22b and the other end opened to the outside. Vent members 27a and 28a are inserted into the openings of the flow paths 27 and 28, respectively. The vent members 27a and 28a are configured so that the molten resin does not enter the flow paths 27 and 28 when the cavity 2a is filled with the molten resin.

また、流路27,28には、加圧エアー注入装置50が接続されている。加圧エアー注入装置50には、フィルタ51、レギュレータ52、バルブ53が設けられている。フィルタ51、レギュレータ52、バルブ53は、流体配管54の一端54aの側から、フィルタ51、レギュレータ52、バルブ53の順に流体配管54に介装されている。バルブ53の出口側に接続された流体配管54は二又に分岐されている。そして、一方が流路27に接続され、他方が流路28に接続される。
なお、流体配管54の一端54aには、高圧な工場エアーが供給されている。
加圧エアー注入装置50のバルブ53が開かれると、フィルタ51により異物が除去され、レギュレータ52により圧力が所定値(例えば、0.5MPa)に調圧されたエアーが流路27,28に供給される。
A pressurized air injection device 50 is connected to the flow paths 27 and 28. The pressurized air injection device 50 is provided with a filter 51, a regulator 52, and a valve 53. The filter 51, the regulator 52, and the valve 53 are interposed in the fluid pipe 54 in the order of the filter 51, the regulator 52, and the valve 53 from the one end 54 a side of the fluid pipe 54. The fluid pipe 54 connected to the outlet side of the valve 53 is bifurcated. One is connected to the flow path 27 and the other is connected to the flow path 28.
Note that high-pressure factory air is supplied to one end 54 a of the fluid pipe 54.
When the valve 53 of the pressurized air injection device 50 is opened, foreign matters are removed by the filter 51, and air whose pressure is regulated to a predetermined value (for example, 0.5 MPa) by the regulator 52 is supplied to the flow paths 27 and 28. Is done.

このように構成された射出成形装置1を用いて射出成形品40を成形する各工程について、図6を参照して説明する。
射出成形品40を成形するときには、まず成形型2を型閉じする工程を実行する(併せて図2参照)。射出成形装置1の制御装置(特に図示していない。)により型閉じシリンダ17が駆動され、ピストン軸17aが図2に示す右方向に駆動される。これにより、ピストン軸17aに固定されている可動側プラテン21が、図2に示す右方向にスライド移動する。可動側プラテン21に取り付けられた可動型22が固定型12方向に移動し、可動型22と固定型12が組み合わされる。すなわち、成形型2が閉じた状態となる。成形型2が閉じた状態では、固定型12の第1キャビティ面12bと、可動型22の第2キャビティ面22bによって、キャビティ2aが形成される。キャビティ2aの形状は、射出成形品40(併せて、図4参照)のそれに対応している。固定型12の第1キャビティ面12bは、射出成形品40の意匠面を成形する。可動型22の第2キャビティ面22bは、射出成形品40の裏面と端面を成形する。なお、射出成形品40の意匠面は意図した表面形状に仕上げる必要がある面である。裏面は表面形状が重視されない面である。この型閉じ工程を開始する時刻を、図6に示す時刻t0とする。
Each step of molding the injection molded product 40 using the injection molding apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG.
When molding the injection molded product 40, first, a step of closing the molding die 2 is executed (refer to FIG. 2 together). The mold closing cylinder 17 is driven by a control device (not shown) of the injection molding apparatus 1, and the piston shaft 17a is driven rightward as shown in FIG. As a result, the movable platen 21 fixed to the piston shaft 17a slides in the right direction shown in FIG. The movable mold 22 attached to the movable platen 21 moves in the direction of the fixed mold 12, and the movable mold 22 and the fixed mold 12 are combined. That is, the mold 2 is in a closed state. In the state where the mold 2 is closed, the cavity 2 a is formed by the first cavity surface 12 b of the fixed mold 12 and the second cavity surface 22 b of the movable mold 22. The shape of the cavity 2a corresponds to that of the injection molded product 40 (refer to FIG. 4 together). The first cavity surface 12 b of the fixed mold 12 molds the design surface of the injection molded product 40. The second cavity surface 22b of the movable mold 22 forms the back surface and the end surface of the injection molded product 40. The design surface of the injection molded product 40 is a surface that needs to be finished to the intended surface shape. The back surface is a surface where the surface shape is not important. The time at which this mold closing process is started is assumed to be time t0 shown in FIG.

図6に示す時刻t1で型閉じ工程が終了すると、続いて溶融樹脂の充填工程が実行される(併せて、図3参照。)。充填工程では、溶融樹脂を射出することによりキャビティ2aの内圧が高まるので、型締めシリンダ13、14、15、16を用いて成形型2を型締めしながら溶融樹脂をキャビティ2aに射出する。充填工程での型締め力に関しては、詳細を後述する。充填工程が実行されると、射出シリンダ30から射出された溶融樹脂がゲート12aを通過してキャビティ2aに充填されてゆく。
そして、溶融樹脂が流路27,28に設けられているベント部材27a,28aを通過した直後のタイミング(図6に示す時刻t2)で、加圧エア注入装置50(併せて図5参照)のバルブ53が開かれる。これにより、流路27,28に加圧エアーが供給される空気注入工程が開始される。流路27,28に供給されたエアーは、キャビティ2aに注入される。流路27,28は第2キャビティ面22b側に設けられているので、キャビティ2aに充填された樹脂は第2キャビティ面22bから剥離し、第1キャビティ面12bに密着する。この際、充填された樹脂と第2キャビティ面22bとの間には隙間ができている。同時に、キャビティ2aに充填された樹脂は、温度が低下して収縮しはじめる。
When the mold closing process is completed at time t1 shown in FIG. 6, a molten resin filling process is subsequently executed (refer to FIG. 3 together). In the filling process, since the internal pressure of the cavity 2a is increased by injecting the molten resin, the molten resin is injected into the cavity 2a while the mold 2 is clamped using the mold clamping cylinders 13, 14, 15, and 16. Details of the clamping force in the filling step will be described later. When the filling process is executed, the molten resin injected from the injection cylinder 30 passes through the gate 12a and is filled into the cavity 2a.
Then, at the timing (time t2 shown in FIG. 6) immediately after the molten resin passes through the vent members 27a and 28a provided in the flow paths 27 and 28, the pressurized air injection device 50 (see also FIG. 5). Valve 53 is opened. Thereby, an air injection process in which pressurized air is supplied to the flow paths 27 and 28 is started. The air supplied to the flow paths 27 and 28 is injected into the cavity 2a. Since the flow paths 27 and 28 are provided on the second cavity surface 22b side, the resin filled in the cavity 2a is peeled off from the second cavity surface 22b and is in close contact with the first cavity surface 12b. At this time, a gap is formed between the filled resin and the second cavity surface 22b. At the same time, the resin filled in the cavity 2a starts to shrink as the temperature decreases.

図6に示す時刻t3で、充填工程が終了したら、保圧工程及び冷却工程が開始される。保圧工程では、ゲート12aからキャビティ2aに加えられる圧力がほぼ一定に維持され、キャビティ2aで収縮した分の溶融樹脂が補充される。保圧工程では、溶融樹脂を補充することによりキャビティ2aの内圧が高まるので、型締めシリンダ13、14、15、16を用いて成形型2を型締めしながら溶融樹脂を補充する。保圧工程での型締め力に関しては、詳細を後述する。冷却工程では、固定型12と可動型22を通過している冷却配管(図示省略)を通過している冷却水によって、キャビティ2a内の溶融樹脂が冷却されて凝固する。
そして、図6に示す時刻t4で保圧工程を終了する。また、時刻t5で、冷却工程を終了するとともに、加圧エア注入装置50のバルブ53を閉じて空気注入工程を終了する。次に、時刻t5で、型開き工程に移行することによって、成形型2が開かれる。図6に示す時刻t6で、製品取出工程を実行して射出成形品40を成形型2から取り出す(併せて、図4参照)。
When the filling process is completed at time t3 shown in FIG. 6, the pressure holding process and the cooling process are started. In the pressure-holding step, the pressure applied from the gate 12a to the cavity 2a is maintained substantially constant, and the molten resin contracted by the cavity 2a is replenished. In the pressure-holding step, the internal pressure of the cavity 2a is increased by replenishing the molten resin. Therefore, the molten resin is replenished while the mold 2 is clamped using the mold clamping cylinders 13, 14, 15, and 16. Details of the clamping force in the pressure holding step will be described later. In the cooling process, the molten resin in the cavity 2a is cooled and solidified by cooling water passing through a cooling pipe (not shown) passing through the fixed mold 12 and the movable mold 22.
Then, the pressure holding process ends at time t4 shown in FIG. At time t5, the cooling process is completed, and the valve 53 of the pressurized air injection device 50 is closed to complete the air injection process. Next, at time t5, the mold 2 is opened by shifting to the mold opening process. At time t6 shown in FIG. 6, a product take-out process is executed to take out the injection-molded product 40 from the mold 2 (also see FIG. 4).

ここで、前述したように、時刻t1で充填工程を開始するときから、時刻t4で保圧工程を終了するまでの期間は、溶融樹脂の射出(充填工程)や補充(保圧工程)に伴い、キャビティ2a内に相応の内圧(型内圧)が発生する。したがって、成形型2を相応の圧力をもって型締めしておく必要がある。図7に、この期間の型締め力(算出値)と、射出シリンダ30のスクリュー33の速度と、実際の型内圧(キャビティ2a内の圧力)の一例を示す。
図7の最上段のグラフに点線で、成形型2を完全に閉じている状態を維持するのに必要な必要型締め力を示す。必要型締め力は、射出成形品40の形状、溶融樹脂の種類、キャビティ2aに溶融樹脂を射出するゲート12aの位置等に基づいて予め算出される。本実施例では、必要型締め力は、時刻t1から時刻t3(充填工程の終了時)までの間では時間に比例して増加し、時刻t3でf2(N)と算出されている。そして、保圧工程が開始されるとf1(N)まで減少し、時刻s1(保圧工程の途中)までは、f1(N)を維持するように算出されている。そして、時刻s1から時刻t4(保圧工程の終了時)までの間、時間に比例して減少し、時刻t4で0(N)となるように算出されている。
Here, as described above, the period from the start of the filling process at time t1 to the end of the pressure holding process at time t4 is accompanied by injection of the molten resin (filling process) and replenishment (pressure holding process). A corresponding internal pressure (mold internal pressure) is generated in the cavity 2a. Therefore, it is necessary to clamp the mold 2 with a suitable pressure. FIG. 7 shows an example of the mold clamping force (calculated value), the speed of the screw 33 of the injection cylinder 30 and the actual mold internal pressure (pressure in the cavity 2a) during this period.
The dotted line in the uppermost graph in FIG. 7 shows the necessary clamping force required to maintain the state where the mold 2 is completely closed. The required clamping force is calculated in advance based on the shape of the injection molded product 40, the type of the molten resin, the position of the gate 12a that injects the molten resin into the cavity 2a, and the like. In this embodiment, the required clamping force increases in proportion to the time from time t1 to time t3 (at the end of the filling process), and is calculated as f2 (N) at time t3. When the pressure holding process is started, the pressure decreases to f1 (N), and is calculated to maintain f1 (N) until time s1 (midway of the pressure holding process). Then, it is calculated so as to decrease in proportion to the time from time s1 to time t4 (at the end of the pressure holding process) and to be 0 (N) at time t4.

本実施例では、時刻t1〜時刻t3の充填工程において、実際の型締め力(図7の最上段のグラフに実線で示した圧力)は、上記した必要型締め圧(図7の最上段のグラフに点線で示した圧力)よりも、低い値に設定する。すなわち、時刻t1から時刻t3(充填工程)では時間に比例して増加し、時刻t3では、f1(N)に設定される。そして、時刻t3から時刻s1(保圧工程の途中)までは、f1(N)を維持するように設定される。そして、時刻s1から時刻t4(保圧工程の終了時)までの間、時間に比例して減少し、時刻t4で0(N)となるように設定される。この型締め力が出るように型締めシリンダ13〜16を制御して型締めを実施すると、充填工程では、成形型2が0.1〜0.15mm程度故意に開かれた状態となるる。この寸法であれば、成形型2が開かれた状態であっても、溶融樹脂が開かれた型の間隔に入り込むことにより射出成形品40にバリが発生する虞が少ない。   In the present embodiment, in the filling process from time t1 to time t3, the actual mold clamping force (the pressure indicated by the solid line in the uppermost graph in FIG. 7) is the required mold clamping pressure (the uppermost mold in FIG. 7). The pressure is set lower than the pressure indicated by the dotted line in the graph. That is, it increases in proportion to time from time t1 to time t3 (filling step), and is set to f1 (N) at time t3. And it is set so that f1 (N) may be maintained from time t3 to time s1 (midway of the pressure holding process). Then, from time s1 to time t4 (at the end of the pressure holding process), the time decreases in proportion to the time and is set to 0 (N) at time t4. When the mold clamping cylinders 13 to 16 are controlled so that the mold clamping force is generated and the mold clamping is performed, the mold 2 is intentionally opened by about 0.1 to 0.15 mm in the filling process. With this size, even when the mold 2 is in an opened state, there is little risk of burrs occurring in the injection molded product 40 due to the molten resin entering the space between the opened molds.

そして、射出シリンダ30は、充填工程では、射出シリンダ30のスクリュー33が図7に示すように段階的に速度制御される。スクリュー33の速度は、時刻t1で充填工程が開始されてから、時間に比例して増加され、途中ピーク値に達してから段階的に減少されている。なお、保圧工程では、スクリュー33は圧力制御されるので、小さい速度に維持されている。そして、時刻t4で保圧工程が終了した時に0となっている。   In the filling process, the speed of the screw 33 of the injection cylinder 30 is stepwise controlled as shown in FIG. The speed of the screw 33 is increased in proportion to the time after the filling process is started at time t1, and gradually decreased after reaching the peak value on the way. In the pressure holding step, the pressure of the screw 33 is controlled, so that the screw 33 is maintained at a small speed. And it is 0 when the pressure holding process is completed at time t4.

これにより、実際の型内圧(キャビティ2a内のゲート12直下の圧力)は、時刻t1から時刻t3(充填工程)では時間に比例して増加し、充填工程終了時の時刻t3で、ピークのp1(MPa)となり、保圧工程に入って少し減少してp2(MPa)で安定し、時刻s1で型締め力が減少するとともに減少し、時刻t4で0(MPa)となる。
型締めシリンダ13〜16を制御して型締めを実施する際に、必要型締め力(図7の最上段のグラフで点線で示す圧力)が出るように制御すると、充填工程時の型内圧のピーク値(図7の最下段のグラフで点線で示す圧力)が大きくなる。本発明の射出成形方法では、充填工程では、成形型2を故意に0.1〜0.15mm程度開いた状態で維持している。これは、充填工程時には、射出成形品40でいえば厚みに相当するキャビティ2aの間隔が0.1〜0.15mm広い状態を維持していると言える。図8には、射出成形品の厚みが厚い程(キャビティ2aの間隔が広い程)、キャビティ2a内の溶融樹脂の通路が広くなり、溶融樹脂は低めの充填圧力でも充填され易いという実験結果が示されている。したがって、本実施例によれば、射出成形品40にバリを発生させることなく、溶融樹脂の充填圧力を低減化することができる。これにより、成形型2の内圧を低減化することができる。
また、保圧工程時の型内圧p2(MPa)を型締め方向に積分した値は、保圧工程時の型締め力f1(N)よりも小さくなるように、型締め力f1(N)が設定されるのが好ましい。これにより、保圧工程中、型内圧がp2(MPa)で安定した状態の時には、型は完全に閉じ、充填工程時に成形型2が若干開いていても射出成形品40の完成品の厚みには影響しない。
As a result, the actual in-mold pressure (pressure just below the gate 12 in the cavity 2a) increases in proportion to time from time t1 to time t3 (filling process), and reaches the peak p1 at time t3 at the end of the filling process. (MPa), enters the pressure holding process, decreases slightly, stabilizes at p2 (MPa), decreases at time s1 as the clamping force decreases and decreases to 0 (MPa) at time t4.
When the mold clamping cylinders 13 to 16 are controlled to perform mold clamping, if the necessary mold clamping force (pressure indicated by the dotted line in the uppermost graph in FIG. 7) is controlled, the pressure inside the mold during the filling process is controlled. The peak value (pressure indicated by a dotted line in the lowermost graph in FIG. 7) increases. In the injection molding method of the present invention, in the filling step, the mold 2 is intentionally maintained in a state of being opened about 0.1 to 0.15 mm. This can be said that, during the filling process, in the case of the injection-molded product 40, the space between the cavities 2a corresponding to the thickness is kept 0.1 to 0.15 mm wide. FIG. 8 shows an experimental result that the thicker the injection-molded product is (the wider the space between the cavities 2a), the wider the passage of the molten resin in the cavity 2a, and the molten resin is easily filled even at a lower filling pressure. It is shown. Therefore, according to the present embodiment, the filling pressure of the molten resin can be reduced without generating burrs in the injection molded product 40. Thereby, the internal pressure of the shaping | molding die 2 can be reduced.
Further, the mold clamping force f1 (N) is such that the value obtained by integrating the mold internal pressure p2 (MPa) in the pressure holding process in the mold clamping direction is smaller than the mold clamping force f1 (N) in the pressure holding process. Preferably it is set. As a result, when the pressure inside the mold is stable at p2 (MPa) during the pressure-holding process, the mold is completely closed, and even if the mold 2 is slightly opened during the filling process, the thickness of the finished product of the injection-molded product 40 is increased. Has no effect.

本実施例の射出成形方法によれば、充填工程で成形型2に加える型締め力が、充填圧力に抗して成形型2を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力よりも低い。このために、充填工程では、溶融樹脂の充填圧力によって成形型2が若干開く。前記したように間隔が狭いキャビティ2aに溶融樹脂を充填するためには高い充填圧力が必要とされる。逆にいうと、キャビティ2aの間隔が広ければキャビティ2aに充填するために必要な充填圧力は低下する。充填工程で成形型2が若干開けば、キャビティ2aの間隔が広げられる。この結果、キャビティ2aに充填するために必要な充填圧力を低下させることができる。従って、キャビティ面12b,22bに作用する型内圧を低下させることができ、充填工程終了時に発生する型内圧のピーク値を低下させることができる。これにより成形型2に必要とされる耐圧圧力を低減することができ、成形型2に必要な強度を低減することができる。そして、成形型2を小型化することができ、成形型2の生産コストを低減することができる。ひいては、射出成形品40の生産コストを低減することができる。   According to the injection molding method of the present embodiment, the clamping force applied to the molding die 2 in the filling process is necessary for maintaining the molding die 2 in a completely closed state against the filling pressure. Lower than. For this reason, in the filling process, the mold 2 is slightly opened by the filling pressure of the molten resin. As described above, a high filling pressure is required to fill the cavity 2a with a narrow interval with the molten resin. In other words, if the interval between the cavities 2a is wide, the filling pressure necessary for filling the cavities 2a is lowered. If the mold 2 is slightly opened in the filling process, the space between the cavities 2a is widened. As a result, the filling pressure necessary for filling the cavity 2a can be reduced. Therefore, the mold pressure acting on the cavity surfaces 12b and 22b can be reduced, and the peak value of the mold pressure generated at the end of the filling process can be lowered. Thereby, the pressure resistance required for the mold 2 can be reduced, and the strength required for the mold 2 can be reduced. And the shaping | molding die 2 can be reduced in size and the production cost of the shaping | molding die 2 can be reduced. As a result, the production cost of the injection molded product 40 can be reduced.

本実施例の射出成形方法では、充填工程で成形型2に加える型締め力は、溶融樹脂の充填圧力によって成形型2が0.1〜0.15mmだけ開く力に設定されている。一般的に、成形型2が0.15mmよりも開くと、射出成形品40にバリが発生しやすい。成形型2が開いても、その間隔が0.15mm以下であれば、その間隔に溶融樹脂が入り込まない。射出成形品40にバリが発生し難いことが確認されている。この場合、工程が進んで型内圧が減少することにより型開き量は0となり、充填時に成形型2が開いても、射出成形品40の厚みに影響しないことが確認されている。一般的に、成形型2が0.1mm以上開くと、キャビティ2aの間隔が広がってキャビティ2aに充填するために必要な充填圧力が低下する現象が顕著となる。したがって、射出成形品40にバリが発生しない範囲で、キャビティ2aの間隔を広げて必要な充填圧力を低下させることができ、品質のよい射出成形品40を簡易な成形型2で成形することができる。   In the injection molding method of this embodiment, the clamping force applied to the molding die 2 in the filling step is set to a force that opens the molding die 2 by 0.1 to 0.15 mm by the filling pressure of the molten resin. Generally, if the mold 2 is opened more than 0.15 mm, burrs are likely to occur in the injection molded product 40. Even if the mold 2 is opened, the molten resin does not enter the gap if the gap is 0.15 mm or less. It has been confirmed that burrs are unlikely to occur in the injection molded product 40. In this case, the amount of opening of the mold becomes 0 because the process proceeds and the pressure inside the mold decreases, and it has been confirmed that even if the mold 2 is opened during filling, the thickness of the injection molded product 40 is not affected. In general, when the mold 2 is opened by 0.1 mm or more, a phenomenon that the space between the cavities 2a is widened and the filling pressure necessary for filling the cavities 2a is reduced becomes remarkable. Therefore, the required filling pressure can be reduced by widening the gaps of the cavities 2a within a range where no burrs are generated in the injection molded product 40, and the injection molding product 40 of good quality can be molded with the simple mold 2. it can.

また、本実施例の射出成形方法では、保圧工程を実施するので、キャビティ2a内で溶融樹脂が収縮した分を補充することができる。これにより、射出成形品40にヒケやボイドが発生することを防止することができる。
また、本実施例の射出成形方法では、加圧流体を注入する工程を実施するので、溶融樹脂が収縮しても射出成形品40の表面(意匠面)は第1キャビティ面12bに密着し続ける。これにより射出成形品40の意匠面を意図した形状に仕上げることができる。
また、加圧流体を注入する工程を実施することで、保圧工程で必要とされる保圧力を低下させることができる。保圧工程を実施することで、キャビティ2aに充填した樹脂に向けて注入する流体の圧力を低下させることができる。溶融樹脂を充填する段階では、キャビティ2aの間隔を広げることによって、充填圧力を低下させることができる。これらが総合的に組み合わされ、キャビティ面12b,22bに加わる圧力(型内圧)のピーク値を低下させることができ、成形型2に加わる型締め力の最大値を低下させることができる。そして、成形型2に必要な強度を低減することができ、成形型2を小型化できる。また、型締め力を低減することができ、ピストン軸43,44,45,46や型締めシリンダ13〜16等で構成される型締め機構を小型化できる。そして、射出成形装置1を小型化できる。
Further, in the injection molding method of the present embodiment, since the pressure holding step is performed, it is possible to replenish the amount of molten resin contracted in the cavity 2a. Thereby, it is possible to prevent sink marks and voids from occurring in the injection molded product 40.
Further, in the injection molding method of the present embodiment, the step of injecting the pressurized fluid is performed, so that the surface (design surface) of the injection molded product 40 keeps in close contact with the first cavity surface 12b even when the molten resin contracts. . Thereby, the design surface of the injection molded product 40 can be finished in the intended shape.
Moreover, the holding pressure required in the pressure-holding step can be reduced by performing the step of injecting the pressurized fluid. By performing the pressure holding step, the pressure of the fluid to be injected toward the resin filled in the cavity 2a can be reduced. In the stage of filling the molten resin, the filling pressure can be lowered by widening the interval between the cavities 2a. These are combined together, the peak value of the pressure (in-mold pressure) applied to the cavity surfaces 12b and 22b can be reduced, and the maximum value of the clamping force applied to the mold 2 can be reduced. And the intensity | strength required for the shaping | molding die 2 can be reduced and the shaping | molding die 2 can be reduced in size. Further, the mold clamping force can be reduced, and the mold clamping mechanism including the piston shafts 43, 44, 45, 46, the mold clamping cylinders 13 to 16, and the like can be downsized. And the injection molding apparatus 1 can be reduced in size.

本実施例では、加圧流体が加圧空気の場合について説明したが、加圧流体は、空気以外の気体や液体等でもよい。
また、本実施例では、充填工程で、故意に0.1〜0.15mm型が開くように型締め力が設定される場合について説明した。しかしながら、型締め力は、少なくともキャビティ2aが確保されていれば(少なくともキャビティに溶融樹脂を充填することができれば)、型が完全に閉じている状態を維持するための必要型締め力よりも低く設定されていればよい。これは、射出成形品によっては、バリが発生することが許容される製品もあることによる。
また、本実施例では、保圧工程時に型内圧がp2(MPa)で安定した状態の時に成形型2が完全に閉じる場合について説明したが、成形型2は、保圧工程時に型内圧の低下に伴って閉じ、保圧工程終了時までに完全に閉じていればよい。
In the present embodiment, the case where the pressurized fluid is pressurized air has been described, but the pressurized fluid may be a gas or liquid other than air.
In the present embodiment, the case where the mold clamping force is set so that the 0.1-0.15 mm mold is intentionally opened in the filling process has been described. However, if at least the cavity 2a is secured (at least if the cavity can be filled with molten resin), the mold clamping force is lower than the necessary mold clamping force for maintaining the mold completely closed. It only has to be set. This is because some injection molded products are allowed to generate burrs.
In the present embodiment, the case where the molding die 2 is completely closed when the in-mold pressure is stable at p2 (MPa) during the pressure-holding step has been described. It is only necessary to be closed by the end of the pressure holding process.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、溶融樹脂の充填圧力が高いとともに型締め力が大きく、保圧工程での型内圧や型締め力が低くなくてもよい場合には、保圧工程と空気注入工程の両方を実施することは必ずしも必要ではない。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, if the filling pressure of the molten resin is high and the clamping force is large and the inner pressure and clamping force in the pressure holding process do not have to be low, both the pressure holding process and the air injection process should be performed. Is not necessarily required.
In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

本実施例で用いる射出成形装置1について、成形型2を閉じる前の状態を示す。The state before closing the shaping | molding die 2 is shown about the injection molding apparatus 1 used by a present Example. 射出成形装置1の成形型2を閉じ、溶融樹脂を射出する射出シリンダ30を固定型12の溶融樹脂射出用のゲート12aに当接させた状態と示す。The mold 2 of the injection molding apparatus 1 is closed, and the injection cylinder 30 for injecting the molten resin is shown in a state where the injection cylinder 30 is in contact with the molten resin injection gate 12a of the fixed mold 12. キャビティ2aに射出シリンダ30から溶融樹脂を射出している状態を示す。A state in which molten resin is being injected from the injection cylinder 30 into the cavity 2a is shown. 成形型2を開き、射出成形品40を取り出した状態を示す。The state which opened the shaping | molding die 2 and took out the injection molded product 40 is shown. キャビティ2aに充填された溶融樹脂の、成形品裏面側に加圧空気を注入する装置50を説明する図である。It is a figure explaining the apparatus 50 which inject | pours pressurized air into the molded article back surface side of the molten resin with which the cavity 2a was filled. 本実施例の射出成形方法の工程図を示す。The process figure of the injection molding method of a present Example is shown. 型締め力と、型内圧の関連を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between a mold clamping force and a mold internal pressure. 射出成形品40の厚みが大きいほど、溶融樹脂を射出する圧力は小さくてよいことを実験した結果を示す。The result of experiment that the pressure which injects molten resin may be so small that the thickness of the injection molded product 40 is large is shown. 従来技術を示す図である。It is a figure which shows a prior art. 空気注入工程を実施する従来技術を示す図である。It is a figure which shows the prior art which implements an air injection process.

符号の説明Explanation of symbols

1 射出成形装置
2 射出成形型
2a キャビティ
3 基台
10 固定側装置
11 固定側プラテン
11a 凹部
12 固定型
12a ゲート
12b 第1キャビティ面
13,14,15,16 型締めシリンダ
13a,15a シリンダ内
13b,14b,15b,16b 貫通孔
17 型閉じシリンダ
17a ピストン軸
20 可動側装置
21 可動側プラテン
22 可動型
22b 第2キャビティ面
23b,24b,25b,26b 孔
23c,24c,25c,26c ハーフナット
27,28 流路
27a,28a ベント部材
30 射出シリンダ
31 ノズルヘッド部
32 中空部
33 スクリュー
40 射出成形品
43,44,45,46 ピストン軸
50 加圧エア注入装置
51 フィルタ
52 レギュレータ
53 バルブ
54 流体配管
54a 流体配管の一端
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection molding apparatus 2 Injection mold 2a Cavity 3 Base 10 Fixed side apparatus 11 Fixed side platen 11a Recessed part 12 Fixed mold 12a Gate 12b 1st cavity surface 13, 14, 15, 16 Clamping cylinder 13a, 15a In-cylinder 13b, 14b, 15b, 16b Through hole 17 Mold closing cylinder 17a Piston shaft 20 Movable device 21 Movable platen 22 Movable die 22b Second cavity surfaces 23b, 24b, 25b, 26b Holes 23c, 24c, 25c, 26c Half nuts 27, 28 Flow path 27a, 28a Vent member 30 Injection cylinder 31 Nozzle head portion 32 Hollow portion 33 Screw 40 Injection molded product 43, 44, 45, 46 Piston shaft 50 Pressurized air injection device 51 Filter 52 Regulator 53 Valve 54 Fluid piping 54a Fluid piping One end of

Claims (6)

射出成形型に型締め力を加えて射出成形型を閉じる工程と、
射出成形型に型締め力を加えた状態で射出成形型内のキャビティに溶融樹脂を充填する充填工程と、
キャビティに充填した溶融樹脂を冷却する冷却工程と、
射出成形型を開けて射出成形型から射出成形品を取りだす工程を備えており、
前記充填工程で射出成形型に加える型締め力が、溶融樹脂の充填圧力に抗して射出成形型を完全に閉じている状態に維持するために必要な型締め力よりも低く設定されていることを特徴とする射出成形方法。
Applying a clamping force to the injection mold and closing the injection mold;
A filling step of filling the cavity in the injection mold with a molten resin in a state where a clamping force is applied to the injection mold;
A cooling step for cooling the molten resin filled in the cavity;
It has a process of opening the injection mold and taking out the injection molded product from the injection mold.
The mold clamping force applied to the injection mold in the filling step is set lower than the mold clamping force required to keep the injection mold completely closed against the filling pressure of the molten resin. An injection molding method characterized by the above.
前記充填工程で射出成形型に加える型締め力は、溶融樹脂の充填圧力によって、射出成形品にバリを生じさせない間隔だけ射出成形型が開く力に設定されていることを特徴とする請求項1の射出成形方法。 The mold clamping force applied to the injection mold in the filling step is set to a force that opens the injection mold by an interval that does not cause burrs in the injection molded product by a filling pressure of the molten resin. Injection molding method. 前記充填工程で射出成形型に加える型締め力は、前記充填工程で射出成形型が0.1〜0.15mmだけ開く力に設定されていることを特徴とする請求項1の射出成形方法。 2. The injection molding method according to claim 1, wherein the clamping force applied to the injection mold in the filling step is set to a force that opens the injection mold by 0.1 to 0.15 mm in the filling step. 前記充填工程に続けて、射出成形型に型締め力を加えた状態で、キャビティに充填する溶融樹脂に圧力を加え続けて溶融樹脂をキャビティに追加充填する保圧工程を実施することを特徴とする請求項1〜3の射出成形方法。 Following the filling step, the pressure holding step of additionally filling the cavity with the molten resin by continuously applying pressure to the molten resin filling the cavity with the clamping force applied to the injection mold is performed. The injection molding method according to claims 1 to 3. 前記射出成形型は、射出成形品の意匠面を成形する型と、射出成形品の裏面を成形する型を備えており、
裏面を成形する型とキャビティに充填した樹脂の間に、加圧流体を注入する注入工程を実施することを特徴とする請求項1〜3の射出成形方法。
The injection mold includes a mold for molding a design surface of an injection molded product, and a mold for molding the back surface of the injection molded product,
4. The injection molding method according to claim 1, wherein an injection step of injecting a pressurized fluid is performed between a mold for molding the back surface and the resin filled in the cavity.
前記射出成形型は、射出成形品の意匠面を成形する型と、射出成形品の裏面を成形する型を備えており、
前記充填工程に続けて、射出成形型に型締め力を加えた状態で、キャビティに充填する溶融樹脂に圧力を加え続けて溶融樹脂をキャビティに追加充填する保圧工程と、裏面を成形する型とキャビティに充填した樹脂の間に加圧流体を注入する注入工程の両者を同時に実施することを特徴とする請求項1〜3の射出成形方法。
The injection mold includes a mold for molding a design surface of an injection molded product, and a mold for molding the back surface of the injection molded product,
Following the filling step, with the clamping force applied to the injection mold, a pressure holding step for continuously filling the cavity with the molten resin that continues to apply pressure to the cavity and a mold for molding the back surface The injection molding method according to claim 1, wherein both the injection step of injecting a pressurized fluid between the resin filled in the cavity and the resin are simultaneously performed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102922709A (en) * 2012-11-12 2013-02-13 四川长虹模塑科技有限公司 Method for inward concave deformation adjustment of frame type plastic injection product
JP2019093577A (en) * 2017-11-20 2019-06-20 株式会社放電精密加工研究所 Composite type resin molding device

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