JP2010188706A - Injection molding machine, molding and injection molding method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding machine having such a configuration as to improve the quality of molding by controlling a variation of the inside pressure of the cavity at each shot even if properties of a molten resin fluctuate by the fluctuation of a retention time. <P>SOLUTION: The injection molding machine 1 includes a cylinder 21 having, at the tip, a nozzle 22 communicating with a cavity 13 of a mold 10, a screw 30 contained in a heating cylinder 21 and an injection drive mechanism 50 driving the screw 30 to move forward/backward in the heating cylinder 21, wherein a molten resin supplied into the cylinder and heat-molten and staying in the cylinder 21 into the cavity 13 is injected from the nozzle 22 by moving the screw 30 forward and/or backward, and a retention force is applied to the molten resin injected into the cavity 13 to form a desired molding. The machine also has a controller 60 counting the retention time of the molten resin in the cylinder 21 and controlling the forward/backward movement of the screw 30 to apply the retention force calculated according to the retention time to the molten resin in the cavity 13. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形型内のキャビティに溶融樹脂を充填し、成形品を射出成形する射出成形装置、および、この射出成形装置を用いて成形された成形品に関する。さらに、射出成形方法に関する。   The present invention relates to an injection molding device that fills a cavity in a mold with a molten resin and injection-molds a molded product, and a molded product molded using the injection molding device. Furthermore, the present invention relates to an injection molding method.

射出成形装置は、例えば、ホッパーからシリンダ内に供給された熱可塑性樹脂を、スクリュー回転によるせん断熱とシリンダに巻装されたバンドヒータからの加熱とに基づいて溶融しつつシリンダ内においてスクリュー先端部に送り込んでその量を計量し、スクリューを設定された速度で前進移動させることにより溶融樹脂をシリンダ先端のノズルから成形型内のキャビティに射出する構成である。このとき、溶融樹脂がキャビティ内に充填され、スクリューの前進移動に伴って、スクリューの溶融樹脂から受ける圧力(背圧)が設定値以上になったところで、スクリューを速度制御から圧力制御に切り換えて、キャビティ内の溶融樹脂に所定の圧力を掛けながら樹脂を固化させることで、成形型の転写性を良くし精度の高い成形品を得ることができるようになっている(例えば、特許文献1を参照)。   For example, the injection molding apparatus is configured to melt a thermoplastic resin supplied from a hopper into a cylinder based on shearing heat generated by screw rotation and heating from a band heater wound around the cylinder, while the tip of the screw is in the cylinder. The amount is measured and the screw is moved forward at a set speed to inject the molten resin from the nozzle at the tip of the cylinder into the cavity in the mold. At this time, when the molten resin is filled in the cavity and the pressure (back pressure) received from the molten resin of the screw becomes higher than the set value as the screw moves forward, the screw is switched from speed control to pressure control. Then, by solidifying the resin while applying a predetermined pressure to the molten resin in the cavity, it is possible to improve the transferability of the mold and obtain a highly accurate molded product (for example, Patent Document 1). reference).

特開2004−154994号公報JP 2004-154994 A

上記従来の射出成形装置では、可塑化された樹脂の状態によらず、常に決められた設定動作(計量、型開閉、射出、保圧、冷却…)が連続的に繰り返し実行される。しかしながら、実際の連続成形の場合には、周囲の環境の温度変化やホッパー上の樹脂重量などの変動によって、樹脂を可塑化するのに掛かる計量時間がばらつくため、シリンダ内で溶融樹脂の滞留する時間がショットごとに変動している。この滞留時間が長くなると樹脂の分解、酸化、ゲル化などの劣化が進行して溶融樹脂の粘度が大きく変化してしまい、この溶融樹脂の流動性や、溶融樹脂のキャビティへの充填性も変動することとなる。このため、スクリューによる保圧力を毎ショット同じく付与しても、キャビティの内圧はこの粘度変化によってショットごとに変動するため、結果として所望の品質の成形品を得ることが困難であった。   In the above-described conventional injection molding apparatus, a predetermined setting operation (metering, mold opening / closing, injection, pressure holding, cooling,...) Is continuously and repeatedly executed regardless of the state of the plasticized resin. However, in the case of actual continuous molding, the molten resin stays in the cylinder because the measurement time required to plasticize the resin varies due to changes in the temperature of the surrounding environment and the resin weight on the hopper. Time varies from shot to shot. If this residence time becomes longer, degradation such as decomposition, oxidation, and gelation of the resin progresses, and the viscosity of the molten resin changes greatly, and the fluidity of the molten resin and the filling property of the molten resin into the cavity also vary. Will be. For this reason, even if the holding pressure by the screw is applied to each shot, the internal pressure of the cavity fluctuates from shot to shot due to this change in viscosity. As a result, it is difficult to obtain a molded product having a desired quality.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、滞留時間の変動によって溶融樹脂の物性が変化した場合においてもショットごとのキャビティの内圧のばらつきを抑制して、成形品の品質を向上させることが可能な構成の射出成形装置、および射出成形方法を提供することを目的とする。また、この射出成形装置により射出成形された成形品を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and even when the physical properties of the molten resin change due to fluctuations in residence time, the variation in the internal pressure of the cavity from shot to shot is suppressed, and the quality of the molded product is improved. It is an object of the present invention to provide an injection molding apparatus and an injection molding method that can be configured. Moreover, it aims at providing the molded article injection-molded by this injection molding apparatus.

前記課題を解決するために、本発明に係る射出成形装置は、先端部に成形型内のキャビティに連通するノズルが設けられた加熱シリンダと、加熱シリンダ内に収容されたスクリューと、スクリューを加熱シリンダ内で進退駆動する射出駆動部とを備え、スクリューを進退移動させることにより、加熱シリンダ内に供給され加熱溶融されて滞留する溶融樹脂をノズルからキャビティ内に射出して、キャビティ内に射出された溶融樹脂に対して保圧力を付与することにより、所要の成形品を成形する射出成形装置であって、加熱シリンダ内における溶融樹脂の滞留時間を計測する計測部と、この滞留時間に応じて算出される保圧力をキャビティ内の溶融樹脂に付与するようにスクリューの進退移動を制御する制御部とを有して構成される。   In order to solve the above-described problems, an injection molding apparatus according to the present invention includes a heating cylinder provided with a nozzle communicating with a cavity in a mold at a tip portion, a screw accommodated in the heating cylinder, and heating the screw. It has an injection drive part that moves forward and backward in the cylinder, and by moving the screw forward and backward, the molten resin that is supplied into the heating cylinder and heated and melted and stays is injected from the nozzle into the cavity and then injected into the cavity. An injection molding apparatus that molds a required molded product by applying a holding pressure to the molten resin, and a measurement unit that measures the residence time of the molten resin in the heating cylinder, and according to the residence time And a controller that controls the forward and backward movement of the screw so as to apply the calculated holding pressure to the molten resin in the cavity.

なお、上述の発明において、スクリューを加熱シリンダ内において回転駆動させる計量駆動部を更に備え、加熱シリンダ内でスクリューを回転されながら後退させることによって、加熱シリンダ内の溶融樹脂の計量を行うように構成され、計測部は、加熱シリンダ内における溶融樹脂の計量完了後、加熱シリンダからキャビティに溶融樹脂を射出開始するまでの時間を滞留時間として計測することが好ましい。   In the above-mentioned invention, the metering drive unit for rotating the screw in the heating cylinder is further provided, and the molten resin in the heating cylinder is measured by retreating the screw while being rotated in the heating cylinder. Preferably, the measuring unit measures the time from the completion of the measurement of the molten resin in the heating cylinder until the start of injection of the molten resin into the cavity from the heating cylinder as the residence time.

また、上述の発明において、制御部は、保圧力をPcとし、滞留時間をtとし、予め定められた基準保圧力をPsとし、予め定められた樹脂の基準滞留時間をtaveとしたときに、式Pc=Ps・(tave/t)により算出される保圧力をキャビティ内の溶融樹脂に付与するように、スクリューの進退移動を制御することが好ましい。   Further, in the above-described invention, when the holding pressure is Pc, the residence time is t, the predetermined reference holding pressure is Ps, and the predetermined resin reference residence time is tave, It is preferable to control the forward / backward movement of the screw so that the holding pressure calculated by the formula Pc = Ps · (tave / t) is applied to the molten resin in the cavity.

さらに、上述の発明において、基準滞留時間は、予め複数回成形した際に加熱シリンダ内において溶融樹脂が滞留した各滞留時間の平均値であることが好ましい。   Furthermore, in the above-mentioned invention, it is preferable that the reference residence time is an average value of each residence time in which the molten resin stays in the heating cylinder when it is molded a plurality of times in advance.

また、本発明に係る成形品は、上記構成の射出成形装置を用いて成形されることを特徴とする。   Moreover, the molded product according to the present invention is molded using the injection molding apparatus having the above-described configuration.

さらに、本発明に係る射出成形方法は、内部にスクリューを備えた加熱シリンダ内に樹脂を導入し、スクリューを回転させながら樹脂を溶融して溶融樹脂の計量を行う計量工程と、加熱シリンダ内でスクリューを進退移動させてシリンダ内に滞留する溶融樹脂を射出し、成形型内のキャビティに溶融樹脂を充填する射出工程と、スクリューの進退位置を制御することにより、スクリューがキャビティ内に充填された溶融樹脂に保圧力を付与する保圧工程とを有して構成される射出成形方法であって、保圧力は、加熱シリンダ内における溶融樹脂の滞留時間に応じて設定される。   Furthermore, the injection molding method according to the present invention includes a metering step of introducing a resin into a heating cylinder having a screw therein, melting the resin while rotating the screw, and measuring the molten resin, and a heating cylinder. By moving the screw forward and backward, the molten resin staying in the cylinder is injected, the injection process of filling the cavity in the mold with the molten resin, and the screw is filled in the cavity by controlling the advance and retreat position of the screw An injection molding method including a pressure holding step for applying a holding pressure to the molten resin, and the holding pressure is set according to a residence time of the molten resin in the heating cylinder.

本発明によれば、寸法精度等のばらつきが抑制された一定品質の成形品を得ることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a molded product having a constant quality in which variations in dimensional accuracy and the like are suppressed.

本実施形態の射出成形装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the injection molding apparatus of this embodiment. 射出成形工程の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of an injection molding process. 反応速度式を示すグラフである。It is a graph which shows a reaction rate type | formula. アレニウスの式を示すグラフである。It is a graph which shows Arrhenius's formula. 本実施形態の射出成形装置によるキャビティの内圧変化を示すグラフである。It is a graph which shows the internal pressure change of the cavity by the injection molding apparatus of this embodiment. 従来構成の射出成形装置によるキャビティの内圧変化を示すグラフである。It is a graph which shows the internal pressure change of the cavity by the injection molding apparatus of the conventional structure.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1に本実施形態の射出成形装置1の概略構成図を示しており、まず、この図を用いて射出成形装置1の全体構成について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an injection molding apparatus 1 according to the present embodiment. First, the overall configuration of the injection molding apparatus 1 will be described with reference to FIG.

射出成形装置1は、内部にキャビティ13を有する金型10と、金型10内に溶融樹脂を射出する射出機構20と、射出成形装置1の作動等を統括的に制御する制御装置60とを主体に構成される。   The injection molding apparatus 1 includes a mold 10 having a cavity 13 therein, an injection mechanism 20 that injects molten resin into the mold 10, and a control apparatus 60 that comprehensively controls the operation of the injection molding apparatus 1 and the like. Consists of the subject.

金型10は、固定型11と可動型12とからなり、固定型11に対して可動型12を接近もしく離間する方向に相対移動させることで、金型10の型閉じおよび型開きを行えるようになっており、固定型11と可動型12が閉じ合わされた状態で金型10内にキャビティ13が形成される。また、固定型11には、キャビティ13と金型10の外部とを連通する樹脂通路14が形成されている。   The mold 10 includes a fixed mold 11 and a movable mold 12, and the mold 10 can be closed and opened by moving the movable mold 12 relative to the fixed mold 11 in the approaching or separating direction. A cavity 13 is formed in the mold 10 in a state where the fixed mold 11 and the movable mold 12 are closed. The fixed mold 11 is formed with a resin passage 14 that communicates the cavity 13 with the outside of the mold 10.

射出機構20は、先端にノズル部22が形成されたシリンダ21と、シリンダ21内に配設されたスクリュー30と、スクリュー30を回転自在に保持する計量駆動機構40と、スクリュー30を進退移動自在に保持する射出駆動機構50とを備え、ノズル部22の射出口が金型10の樹脂通路14に連通するように構成されている。   The injection mechanism 20 includes a cylinder 21 having a nozzle portion 22 formed at the tip thereof, a screw 30 disposed in the cylinder 21, a metering drive mechanism 40 that rotatably holds the screw 30, and a forward and backward movement of the screw 30. And an injection drive mechanism 50 for holding the nozzle portion 22 so that the injection port of the nozzle portion 22 communicates with the resin passage 14 of the mold 10.

シリンダ21の基端側には、材料受け用のホッパー23が接続されており、このホッパー23を介してシリンダ21内に成形材料の樹脂(熱可塑性樹脂のペレット)が供給されるようになっている。また、シリンダ21の外周部には、シリンダ21内に供給された樹脂を加熱するバンドヒータ24が巻装されている。   A material receiving hopper 23 is connected to the base end side of the cylinder 21, and a resin of molding material (a pellet of thermoplastic resin) is supplied into the cylinder 21 through the hopper 23. Yes. A band heater 24 for heating the resin supplied into the cylinder 21 is wound around the outer periphery of the cylinder 21.

スクリュー30は、シリンダ21内において回転および進退移動自在に設けられている。スクリュー30が計量駆動機構40により軸回りに回転駆動されるとともに、バンドヒータ24によりシリンダ21内が加熱されると、ホッパー23からシリンダ21内に供給された樹脂は、スクリュー30の回転に伴うせん断熱とバンドヒータ24からの加熱により溶融・混練されつつ、シリンダ21内の先端側に送り出される。一方、スクリュー30が射出駆動機構50により軸方向に進退移動されると、シリンダ21の先端側に蓄えられた溶融樹脂がノズル部22から金型10のキャビティ13内に射出される。   The screw 30 is provided in the cylinder 21 so as to freely rotate and advance / retreat. When the screw 30 is rotationally driven around the axis by the metering drive mechanism 40 and the inside of the cylinder 21 is heated by the band heater 24, the resin supplied into the cylinder 21 from the hopper 23 is not accompanied by the rotation of the screw 30. While being melted and kneaded by heat insulation and heating from the band heater 24, it is sent to the tip side in the cylinder 21. On the other hand, when the screw 30 is moved forward and backward in the axial direction by the injection drive mechanism 50, the molten resin stored on the tip side of the cylinder 21 is injected from the nozzle portion 22 into the cavity 13 of the mold 10.

計量駆動機構40は、駆動プーリ41と、スクリュー30の後端部に接続された従動プーリ42と、駆動プーリ41を回転駆動するサーボモータ43と、駆動プーリ41および従動プーリ42に掛け渡されたタイミングベルト44とを有して構成される。また、サーボモータ43には、スクリュー30の回転位置や回転速度を検出するためのパルスコーダ45が設けられている。サーボモータ43の回転は制御装置60により制御され、制御装置60から出力される駆動制御値に応じた回転量でスクリュー30が回転駆動される。   The metering drive mechanism 40 is stretched over a drive pulley 41, a driven pulley 42 connected to the rear end of the screw 30, a servo motor 43 that rotationally drives the drive pulley 41, and the drive pulley 41 and the driven pulley 42. And a timing belt 44. The servo motor 43 is provided with a pulse coder 45 for detecting the rotational position and rotational speed of the screw 30. The rotation of the servo motor 43 is controlled by the control device 60, and the screw 30 is rotationally driven by a rotation amount corresponding to the drive control value output from the control device 60.

射出駆動機構50は、駆動プーリ51と、駆動プーリ51を回転駆動するサーボモータ53と、サーボモータ53による回転運動をスクリュー30の直線運動に変換するボールネジ機構56に接続された従動プーリ52と、駆動プーリ51および従動プーリ52に掛け渡されたタイミングベルト54とを有して構成される。また、サーボモータ53には、スクリュー30の進退位置や移動速度を検出するためのパルスコーダ55が設けられている。サーボモータ53の回転は制御装置60により制御され、制御装置60から出力される駆動制御値に応じた送り量でスクリュー30が進退移動される。また、射出駆動機構50は、スクリュー30に掛かる圧力(溶融樹脂からスクリュー30に作用する背圧)を射出圧力・保圧力として検出するロードセル57を有している。   The injection drive mechanism 50 includes a drive pulley 51, a servo motor 53 that rotationally drives the drive pulley 51, a driven pulley 52 that is connected to a ball screw mechanism 56 that converts a rotational motion by the servo motor 53 into a linear motion of the screw 30, And a timing belt 54 that is stretched over a driving pulley 51 and a driven pulley 52. The servo motor 53 is provided with a pulse coder 55 for detecting the advance / retreat position and the moving speed of the screw 30. The rotation of the servo motor 53 is controlled by the control device 60, and the screw 30 is moved forward and backward by a feed amount corresponding to the drive control value output from the control device 60. The injection drive mechanism 50 has a load cell 57 that detects a pressure applied to the screw 30 (back pressure acting on the screw 30 from the molten resin) as an injection pressure / holding pressure.

次に、このように構成される射出成形装置1により成形品を射出成形するまでのプロセスについて図2を追加参照して説明する。この射出成形工程は、金型10を閉じてスクリュー30の進退移動によりノズル部22からキャビティ13内に溶融樹脂を射出充填する射出工程と、スクリュー30を圧力制御して保持する保圧工程と、キャビティ13内の溶融樹脂を冷却する冷却工程と、ホッパー23からシリンダ21内に供給され次のショットで射出成形に用いられる樹脂を計量する計量工程と、計量時間の変動に伴うサイクルタイム調節のための休止工程と、金型10を開いて射出成形された成形品を取り出す取出工程とを有している。   Next, a process until the molded product is injection-molded by the injection molding apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG. This injection molding process includes an injection process for injecting and filling molten resin into the cavity 13 from the nozzle portion 22 by the forward and backward movement of the screw 30 by closing the mold 10, and a pressure holding process for holding the screw 30 under pressure control, For cooling the molten resin in the cavity 13, for measuring the resin supplied from the hopper 23 into the cylinder 21 and used for injection molding in the next shot, and for adjusting the cycle time according to the variation of the measuring time And a taking-out step of opening the mold 10 and taking out a molded product that has been injection-molded.

上記工程の流れを説明の便宜上、樹脂の経路に基づいてより詳細に説明すると、まず、計量工程では樹脂がシリンダ21内に供給された後、スクリュー30の回転およびバンドヒータ24からの熱によって樹脂が溶融・混練されつつ前方に送られてシリンダ21内の先端部に蓄えられ、この溶融された樹脂の圧力によって後退移動するスクリュー30の後退位置に応じて溶融樹脂が計量される。スクリュー30が所定の計量完了位置に到達したところで溶融樹脂の計量が完了する。   For convenience of explanation, the flow of the above process will be described in more detail based on the resin path. First, in the measurement process, after the resin is supplied into the cylinder 21, the resin is rotated by the rotation of the screw 30 and the heat from the band heater 24. Is fed forward while being melted and kneaded and stored at the tip of the cylinder 21, and the molten resin is weighed according to the retracted position of the screw 30 that moves backward by the pressure of the molten resin. When the screw 30 reaches a predetermined measurement completion position, the measurement of the molten resin is completed.

溶融樹脂の計量が完了すると、休止工程の後、金型10が開かれて前のショット(射出成形)で射出成形された成形品がキャビティ13内から取り出される(取出工程)。この間は、計量された溶融樹脂はバンドヒータ24からの加熱を受けつつシリンダ21内において一時滞留することとなる。   When the measurement of the molten resin is completed, after the pause process, the mold 10 is opened, and the molded product injection-molded in the previous shot (injection molding) is taken out from the cavity 13 (extraction process). During this time, the measured molten resin is temporarily retained in the cylinder 21 while being heated by the band heater 24.

そして、樹脂の溶融状態を保ちつつ、スクリュー30を速度制御のもとで前進移動させ、固定型11と可動型12とを型合わせした状態で形成されるキャビティ13内にノズル部22から溶融樹脂を射出充填する(射出工程)。ロードセル57により検出されるスクリュー30の受ける背圧が所定圧力に到達(スクリューが保圧開始位置に到達)したところで、スクリュー30の進退移動が速度制御から圧力制御に切り換えられ、キャビティ13内の溶融樹脂に対して所定の保圧力を付与するようにスクリュー30の進退移動が制御される(保圧工程)。   Then, while maintaining the molten state of the resin, the screw 30 is moved forward under speed control, and the molten resin is fed from the nozzle portion 22 into the cavity 13 formed in a state where the fixed mold 11 and the movable mold 12 are combined. Is injected and filled (injection process). When the back pressure received by the screw 30 detected by the load cell 57 reaches a predetermined pressure (the screw reaches the pressure holding start position), the forward / backward movement of the screw 30 is switched from speed control to pressure control, and the melt in the cavity 13 is melted. The forward / backward movement of the screw 30 is controlled so as to apply a predetermined holding pressure to the resin (pressure holding process).

保圧が完了すると、金型10内において溶融樹脂(成形体、ゲート、ランナー等)を凝固させるための冷却工程が行われ、再び前述した計量工程および休止工程を経て、本ショットにおける成形品を得ることができる。   When the holding pressure is completed, a cooling process for solidifying the molten resin (molded body, gate, runner, etc.) is performed in the mold 10, and the molded product in this shot is again passed through the above-described measurement process and pause process. Obtainable.

ところで、計量工程においては、様々な要因として、例えば、ホッパー23内に投入される樹脂の重量に応じてシリンダ21内への供給量が変動することにより、また、射出成形装置1周辺の環境温度変化などにより、溶融樹脂の計量時間が各ショットでばらつきを生じ得る。このため、射出成形工程では計量時間のばらつきを吸収するために、前述した休止工程を設けて、これら計量時間および休止時間を合算した時間が常に一定時間に保たれるようなっている。つまり、計量時間が長くなったときは、その分だけ休止時間を短く調節し、反対に計量時間が短くなったときには、その分だけ休止時間を長く調節することで、この休止時間で計量時間のばらつきを吸収して、射出成形工程全体のサイクルタイムを一定に維持している。   By the way, in the measurement process, as various factors, for example, the supply amount into the cylinder 21 varies according to the weight of the resin put into the hopper 23, and the ambient temperature around the injection molding apparatus 1 Due to a change or the like, the measurement time of the molten resin may vary in each shot. For this reason, in the injection molding process, in order to absorb the variation in the measurement time, the above-described pause process is provided, and the total time of the measurement time and the pause time is always maintained at a constant time. In other words, when the weighing time becomes longer, the rest time is adjusted to be shorter, and when the weighing time is shorter, the rest time is adjusted to be longer. By absorbing the variation, the cycle time of the entire injection molding process is kept constant.

しかしながら、計量時間に応じた休止時間を設定したとしても、この計量時間が変動するということは、溶融樹脂の計量が完了してからこの溶融樹脂の射出が開始されるまでの時間(休止時間および取出時間を合算した時間)、すなわち、溶融樹脂がシリンダ21内で滞留する時間が変動してしまうことを意味している。このとき、シリンダ21内で滞留する溶融樹脂は、この滞留時間の長短に応じた、分解、酸化、ゲル化などの劣化を起こすという問題がある。ここで、滞留時間、溶融樹脂の粘度、およびキャビティ13の内圧の関係について説明する。   However, even if a pause time corresponding to the metering time is set, this metering time fluctuates means that the time from when the measurement of the molten resin is completed until the injection of the molten resin is started (the pause time and This means that the time during which the molten resin stays in the cylinder 21 fluctuates. At this time, the molten resin staying in the cylinder 21 has a problem of causing degradation such as decomposition, oxidation, and gelation according to the length of the staying time. Here, the relationship between the residence time, the viscosity of the molten resin, and the internal pressure of the cavity 13 will be described.

樹脂の熱分解による劣化は、一次反応であることが知られており、その反応速度式は、
ln[A]=−k・t+ln[A] …(1)
で表すことができる(図3を参照)。ここで、tは樹脂の滞留時間、[A]は熱分解前の樹脂の初期濃度、[A]は滞留時間t後の熱分解前の樹脂の濃度、kは反応速度定数である。
Degradation due to thermal decomposition of the resin is known to be a primary reaction, and the reaction rate equation is
ln [A] = − k · t + ln [A] 0 (1)
(See FIG. 3). Here, t is the residence time of the resin, [A] 0 is the initial concentration of the resin before thermal decomposition, [A] is the concentration of the resin before thermal decomposition after the residence time t, and k is a reaction rate constant.

このとき、反応速度定数kは計測対象たる樹脂の温度ごとに異なる定数であり、任意の2つの温度T1,T2における濃度の反応速度k1,k2を予め別実験で計測することで、各時間T1,T2の逆数に対する反応速度定数k1,k2の対数をプロットして直線関係を得ることにより、次式(2)で表されるアレニウスの式、
lnk=−E/RT+lnB …(2)
から、傾き(=−E/RT)および縦軸切片(=lnB)が求められ(図4を参照)、その結果、各温度(計測対象の全温度)に対する反応速度定数kが求まる。なお、Eは劣化の活性化エネルギ、Rは気体定数、Tは温度(絶対温度)、Bは頻度因子(定数)である。
At this time, the reaction rate constant k is a constant that varies depending on the temperature of the resin to be measured, and by measuring the reaction rates k1 and k2 of the concentrations at any two temperatures T1 and T2 in advance in separate experiments, , By plotting the logarithms of the reaction rate constants k1, k2 against the reciprocal of T2, to obtain a linear relationship, the Arrhenius equation represented by the following equation (2):
lnk = −E / RT + lnB (2)
From this, the slope (= −E / RT) and the vertical axis intercept (= lnB) are obtained (see FIG. 4), and as a result, the reaction rate constant k for each temperature (total temperature to be measured) is obtained. E is the activation energy for deterioration, R is a gas constant, T is temperature (absolute temperature), and B is a frequency factor (constant).

上記のアレニウスの式(2)から、樹脂の劣化(分子量の低減)によって熱分解前の樹脂の濃度が時間の経過とともに低下するときの、全ての温度Tに対する反応速度定数kが求められ、反応速度式(1)から滞留時間tの経過により劣化した後の樹脂濃度[A]が算出される。この反応速度式(1)からも明らかなように、滞留時間tが短い場合は樹脂の濃度[A]は高くなり、反対に滞留時間tが長い場合には樹脂の濃度[A]は低くなって、このように滞留時間tの変動に伴って射出時の溶融樹脂の濃度[A]も変動することとなる。   From the above Arrhenius equation (2), reaction rate constants k for all temperatures T when the concentration of the resin before thermal decomposition decreases with time due to deterioration of the resin (reduction in molecular weight) are obtained. From the rate equation (1), the resin concentration [A] after being deteriorated as the residence time t elapses is calculated. As is apparent from this reaction rate equation (1), when the residence time t is short, the resin concentration [A] is high, whereas when the residence time t is long, the resin concentration [A] is low. Thus, the concentration [A] of the molten resin at the time of injection also varies with the variation of the residence time t.

一方で、樹脂の粘度は、濃度[A]に比例することが知られており、上記の速度反応式(1)によると、滞留時間tの経過に伴って濃度[A]とともに経時的に低下する特質を有することが分かる。   On the other hand, it is known that the viscosity of the resin is proportional to the concentration [A]. According to the rate reaction equation (1), the viscosity decreases with the concentration [A] as the residence time t elapses. It turns out that it has the characteristic to do.

このとき、ショットごとに滞留時間tの変動に伴って樹脂の粘度が変化した場合には、射出時における溶融樹脂の流動性も変動してキャビティ13への充填性もばらつくため、いくら溶融樹脂の充填後に保圧工程で予め設定された一定の圧力(設定保圧力)をキャビティ13内の樹脂に付与したとしても、キャビティ13の内圧がショットごとに大きく変動してしまうこととなる。具体的には、滞留時間tが短い場合には樹脂の劣化が少なく、樹脂濃度[A]とともに樹脂の粘度も高くなり(樹脂の流動性・充填性が悪くなり)、成形時のキャビティ13の内圧は低くなる。一方、滞留時間tが長い場合には樹脂の劣化が大きく、樹脂濃度[A]とともに樹脂の粘度も低くなり(樹脂の流動性・充填性が良くなり)、成形時のキャビティ13の内圧は高くなる。このように、キャビティ13の内圧がばらつくことになれば、射出成形装置1による成形品の品質を一定に保つことが困難になるという問題が生じてくる。   At this time, if the viscosity of the resin changes with the fluctuation of the residence time t for each shot, the fluidity of the molten resin at the time of injection also changes and the filling property to the cavity 13 varies, so how much of the molten resin Even if a constant pressure (set holding pressure) preset in the holding pressure process is applied to the resin in the cavity 13 after filling, the internal pressure of the cavity 13 greatly varies from shot to shot. Specifically, when the residence time t is short, the deterioration of the resin is small, the resin concentration [A] and the viscosity of the resin are high (the resin fluidity / fillability is poor), and the cavity 13 at the time of molding is reduced. The internal pressure is lowered. On the other hand, when the residence time t is long, the deterioration of the resin is large, the viscosity of the resin is lowered together with the resin concentration [A] (the resin fluidity and filling properties are improved), and the internal pressure of the cavity 13 at the time of molding is high. Become. Thus, if the internal pressure of the cavity 13 varies, there arises a problem that it is difficult to keep the quality of the molded product by the injection molding apparatus 1 constant.

そこで、本実施形態の射出成形装置1では、ショットごとに生じるキャビティ13の内圧の変動を抑制するために、保圧工程でのスクリュー30の圧力制御を樹脂の滞留時間tに応じた保圧力で制御して、この適正調節された保圧力をキャビティ13内の樹脂に付与するように構成されている。それでは、その構成について引き続き説明する。   Therefore, in the injection molding apparatus 1 of the present embodiment, the pressure control of the screw 30 in the pressure holding process is performed with a holding pressure corresponding to the residence time t of the resin in order to suppress fluctuations in the internal pressure of the cavity 13 that occurs for each shot. It is configured to control and apply this appropriately adjusted holding pressure to the resin in the cavity 13. Then, the configuration will be continuously described.

射出成形装置1の制御装置60は、金型10や射出機構20のシーケンス動作等を制御する制御プログラムなどを実行するCPUや、この制御プログラム等を記憶したROM、演算データ等の一時記憶に用いられるRAM等により構成されており、金型10の開閉制御や射出機構20の作動を制御する作動制御部61と、パルスコーダ45,55等からの出力値に基づいてスクリュー30の位置や速度を検出する位置検出部62と、溶融樹脂の滞留時間を計測するタイマー63と、溶融樹脂の滞留時間に基づいてキャビティ13の内圧を一定に維持するためのスクリュー30の保圧力を演算する演算処理部64とを有している。   The control device 60 of the injection molding apparatus 1 is used for temporary storage of a CPU that executes a control program for controlling the sequence operation and the like of the mold 10 and the injection mechanism 20, a ROM that stores the control program and the like, and arithmetic data. The position and speed of the screw 30 are detected on the basis of output values from the operation controller 61 that controls the opening / closing control of the mold 10 and the operation of the injection mechanism 20 and the pulse coders 45 and 55. A position detection unit 62 that performs measurement, a timer 63 that measures the residence time of the molten resin, and an arithmetic processing unit 64 that calculates the holding pressure of the screw 30 for maintaining the internal pressure of the cavity 13 constant based on the residence time of the molten resin. And have.

位置検出部62は、パルスコーダ45,55からの出力値に基づいてスクリュー30の回転位置および進退位置を検出する。また、位置検出部62は、パルスコーダ55からの出力値に基づいてスクリュー30が溶融樹脂の計量完了位置に到達したか否かを検出するとともに、ロードセル57からの出力値(スクリュー30に掛かる背圧が所定圧に達したか否か)に基づいて、スクリュー30が射出工程から保圧工程への切換えがなされる位置(保圧開始位置)に到達したか否かを検出する。   The position detector 62 detects the rotational position and forward / backward position of the screw 30 based on the output values from the pulse coders 45 and 55. Further, the position detection unit 62 detects whether or not the screw 30 has reached the measurement completion position of the molten resin based on the output value from the pulse coder 55, and outputs the output value from the load cell 57 (the back pressure applied to the screw 30). Whether or not the screw 30 has reached a predetermined pressure), it is detected whether or not the screw 30 has reached a position (pressure holding start position) where switching from the injection process to the pressure holding process is performed.

タイマー63は、位置検出部62により検出されるスクリュー30の進退位置に基づいてシリンダ21内での溶融樹脂の滞留時間tを計測する。より詳細にはタイマー63は、スクリュー30が溶融樹脂の計量完了位置に到達した時点から溶融樹脂の射出のためにこの計量完了位置から前進移動を開始するまでの時間(スクリュー30が計量完了位置で待機している時間)を滞留時間tとして計測する。   The timer 63 measures the residence time t of the molten resin in the cylinder 21 based on the advance / retreat position of the screw 30 detected by the position detection unit 62. More specifically, the timer 63 determines the time from when the screw 30 reaches the measurement completion position of the molten resin until the start of forward movement from this measurement completion position for injection of the molten resin (the screw 30 is at the measurement completion position). The waiting time) is measured as the residence time t.

演算処理部64は、タイマー63により計測される滞留時間tに基づいて保圧工程でスクリュー30がキャビティ13内の溶融樹脂に付与する制御保圧力の値を算出する。前述したように、滞留時間t、樹脂粘度、およびキャビティ内圧の相関関係から、キャビティ13の内圧を一定に保持し得る制御保圧力としては、例えば、溶融樹脂の滞留時間tに反比例するように制御される保圧力であればよい。よって、本射出成形装置1で予め複数回の射出成形を行って計測された滞留時間tの平均値を平均滞留時間taveとし、キャビティ13の形状等に基づいて経験的・実験的に予め定められた従来設定の保圧力を設定保圧力Paとすると、制御保圧力Pcは、
Pc=Pa・tave/t …(3)
で表される式(3)により求められる。
The arithmetic processing unit 64 calculates a control holding pressure value that the screw 30 applies to the molten resin in the cavity 13 in the pressure holding process based on the residence time t measured by the timer 63. As described above, the control holding pressure at which the internal pressure of the cavity 13 can be kept constant from the correlation among the residence time t, the resin viscosity, and the cavity internal pressure is controlled to be in inverse proportion to the residence time t of the molten resin, for example. Any holding pressure may be used. Therefore, the average value of the residence time t measured by performing injection molding a plurality of times in advance with the injection molding apparatus 1 is defined as the average residence time tave, and is determined empirically and experimentally based on the shape of the cavity 13 and the like. If the conventional holding pressure is set holding pressure Pa, the control holding pressure Pc is
Pc = Pa · tave / t (3)
It is calculated | required by Formula (3) represented by these.

これにより、タイマー63で計測された滞留時間tが平均滞留時間taveよりも長い場合には次のショットでの制御保圧力Pcが設定保圧力Paよりも高く設定され、一方、滞留時間tが平均滞留時間taveよりも短い場合には次のショットでの制御保圧力Pcが設定保圧力Paよりも低くなるように設定され、この調整された制御保圧力Pcをキャビティ13内の樹脂に付与すべく作動制御部61によりスクリュー30の進退移動が制御される。これにより各ショットで滞留時間tの変動によって溶融樹脂の粘度がばらついたとしても、この変動する滞留時間t(粘度)に応じた制御保圧力Pcでスクリュー30を制御することが可能になるため、溶融樹脂が射出充填されたキャビティ13内の圧力をこの樹脂粘度によらず一定に保持することが可能になり、本射出成形装置1による成形品の品質を向上させることが実現できる。   Thereby, when the residence time t measured by the timer 63 is longer than the average residence time tave, the control holding pressure Pc in the next shot is set higher than the set holding pressure Pa, while the residence time t is the average. When the dwell time is shorter, the control holding pressure Pc in the next shot is set to be lower than the set holding pressure Pa, and the adjusted control holding pressure Pc should be applied to the resin in the cavity 13. The operation controller 61 controls the forward / backward movement of the screw 30. As a result, even if the viscosity of the molten resin varies due to fluctuations in the residence time t in each shot, the screw 30 can be controlled with the control holding pressure Pc corresponding to the fluctuation residence time t (viscosity). It becomes possible to keep the pressure in the cavity 13 filled with injection of molten resin constant regardless of the viscosity of the resin, and it is possible to improve the quality of the molded product by the injection molding apparatus 1.

なお、この制御保圧力Pcは保圧工程内において常に一定値で制御されるものでもよく、また、保圧時間とともに数段階に設定され圧力が昇降制御されるものであってもよい。なお、保圧力を段階的に昇降制御する場合には、当然ながら制御保圧力Pcが複数設定されることとなる。   The control holding pressure Pc may be always controlled at a constant value in the pressure holding process, or may be set at several stages along with the pressure holding time so that the pressure is controlled to rise and fall. When the holding pressure is controlled to be raised and lowered step by step, naturally, a plurality of control holding pressures Pc are set.

次に、以上のように構成される射出成形装置1の作動について説明する。まず、計量工程において、ホッパー23から供給された樹脂はスクリュー30が回転することによって、シリンダ21内でスクリュー30の回転によるせん断熱とバンドヒータ24による加熱を受けて徐々に溶融されつつ前方に送られる。そして、溶融樹脂の圧力によってスクリュー30は次第に後退移動し、スクリュー30が計量完了位置に到達(所定量の溶融樹脂がシリンダ21内に蓄えられた)ところで、計量工程が完了する。   Next, the operation of the injection molding apparatus 1 configured as described above will be described. First, in the weighing step, the resin supplied from the hopper 23 is fed forward while being gradually melted by receiving heat from the rotation of the screw 30 and heating by the band heater 24 in the cylinder 21 as the screw 30 rotates. It is done. Then, the screw 30 gradually moves backward by the pressure of the molten resin, and when the screw 30 reaches the measurement completion position (a predetermined amount of the molten resin is stored in the cylinder 21), the measurement process is completed.

このとき、スクリュー30が計量完了位置に到達するのと同時に、制御装置60のタイマー63が溶融樹脂の滞留時間tの計測を開始する。そして、休止工程で計量時間のばらつきを吸収すべく時間調節がなされた後、金型10が開かれて、既に金型10内で射出成形された成形品がキャビティ13内から取り出される。   At this time, at the same time as the screw 30 reaches the measurement completion position, the timer 63 of the control device 60 starts measuring the residence time t of the molten resin. Then, after the time adjustment is performed to absorb the variation in the measurement time in the pause process, the mold 10 is opened, and the molded product already injection molded in the mold 10 is taken out from the cavity 13.

この成形品の取出完了後、再び金型10が閉じられてスクリュー30が軸方向に前進移動されることによって、射出工程が開始される。このとき、スクリュー30の前進移動(スクリュー位置の変動)に伴って、タイマー63はそれまで行っていた滞留時間tの計測を完了して、このショットでの溶融樹脂の滞留時間tが決定される。   After the completion of taking out the molded product, the mold 10 is closed again and the screw 30 is moved forward in the axial direction to start the injection process. At this time, as the screw 30 moves forward (fluctuation in screw position), the timer 63 completes the measurement of the residence time t that has been performed so far, and the residence time t of the molten resin in this shot is determined. .

制御装置60の演算処理部64は、タイマー63から得られた滞留時間t、予めRAMに記憶された平均滞留時間taveおよび設定保圧力Paに基づき、上式(3)を用いて次のショットの保圧工程で設定される制御保圧力Pcを算出する。   The arithmetic processing unit 64 of the control device 60 uses the above equation (3) to calculate the next shot based on the residence time t obtained from the timer 63, the average residence time tave previously stored in the RAM, and the set holding pressure Pa. A control holding pressure Pc set in the holding pressure process is calculated.

続いて射出工程に移行されると、スクリュー30の前進移動に伴ってシリンダ21内の溶融樹脂をノズル部22から金型10内の樹脂通路14を介してキャビティ13内に射出充填する。この間、スクリュー30は速度制御のもとで前進移動が制御されており、スクリュー30の背圧が所定圧力となって保圧開始位置に到達した(金型10のキャビティ13内に溶融樹脂がほぼ充填された)ことを位置検出部62で検出したところで、射出工程から保圧工程に切り換えられる。これにより、スクリュー30が、演算処理部64で導出された制御保圧力Pcをキャビティ13内の溶融樹脂に付与するように制御される。   Subsequently, when the process proceeds to the injection step, the molten resin in the cylinder 21 is injected and filled into the cavity 13 from the nozzle portion 22 through the resin passage 14 in the mold 10 as the screw 30 moves forward. During this time, the forward movement of the screw 30 is controlled under speed control, and the back pressure of the screw 30 has reached a predetermined pressure and has reached the pressure holding start position (the molten resin is almost in the cavity 13 of the mold 10). When it is detected by the position detection unit 62, the injection process is switched to the pressure holding process. Thereby, the screw 30 is controlled so as to apply the control holding pressure Pc derived by the arithmetic processing unit 64 to the molten resin in the cavity 13.

したがって、この保圧工程においては、ロードセル57より検出される溶融樹脂からのスクリュー30の背圧が滞留時間tに応じて適正調整された制御保圧力Pcに維持されるように、作動制御部61によりスクリュー30の進退移動が制御される。このため、滞留時間tがショットごとに変動することによって、射出される溶融樹脂の粘度にばらつきが生じるような場合でも、この溶融樹脂が射出充填されたキャビティ13内に制御保圧力Pcを付与し、キャビティ13の内圧を各ショットでほぼ一定に維持することが可能になる。   Accordingly, in this pressure holding step, the operation control unit 61 is configured so that the back pressure of the screw 30 from the molten resin detected from the load cell 57 is maintained at the control pressure Pc appropriately adjusted according to the residence time t. Thus, the forward / backward movement of the screw 30 is controlled. For this reason, even when the viscosity of the molten resin to be injected varies due to the residence time t varying from shot to shot, the control holding pressure Pc is applied to the cavity 13 filled with the molten resin. The internal pressure of the cavity 13 can be maintained almost constant for each shot.

例えば、射出成形工程において、図2に示すように、1ショット目において滞留時間tが平均滞留時間taveと等しい(t=tave)ときは、次の2ショット目の保圧工程では制御保圧力Pcが設定保圧力Paと同一の圧力(Pc=Pa)に設定される。   For example, in the injection molding process, as shown in FIG. 2, when the dwell time t is equal to the average dwell time tave in the first shot (t = tave), the control hold pressure Pc in the next second pressure holding process. Is set to the same pressure (Pc = Pa) as the set holding pressure Pa.

この2ショット目において滞留時間tが平均滞留時間taveよりも長い(t>tave)ときは、次の3ショット目の保圧工程では制御保圧力Pcが設定保圧力Paよりも小さい圧力(Pc<Pa)に調節される。   When the residence time t is longer than the average residence time tave in the second shot (t> tave), the control holding pressure Pc is smaller than the set holding pressure Pa (Pc < Pa).

一方、3ショット目において滞留時間tが平均滞留時間taveよりも短い(t<tave)ときには、次の4ショット目の保圧工程では制御保圧力Pcが設定保圧力Paよりも大きい圧力(Pc>Pa)に調節される。このように連続成形において、各ショットでの滞留時間tを次のショットでの制御保圧力Pcに迅速に反映することができる。   On the other hand, when the residence time t is shorter than the average residence time tave in the third shot (t <tave), the control holding pressure Pc is higher than the set holding pressure Pa (Pc>) in the next fourth pressure holding step. Pa). Thus, in continuous molding, the residence time t in each shot can be quickly reflected in the control holding pressure Pc in the next shot.

保圧工程が完了すると、冷却工程を経て、再び計量工程および休止工程が行われ、本ショットにおける成形品を得ることができる。なお、実際に、数十ショットの連続成形において金型内のキャビティの内圧を計測した結果を図5および図6に示す。ここで、図5は本実施形態の射出成形装置1によるキャビティ13の内圧変化を示すグラフであり、図6は従来構成の射出成形装置によるキャビティの内圧変化を示すグラフであり、両グラフとも横軸が時間軸を示し、縦軸にその内圧変化の振幅を示している。従来装置ではショットごとの内圧のばらつきが大きいことが、その振れ幅から分かる。これに対して、本射出成形装置1によれば、内圧のばらつきが従来装置に比べて半分以下に低減されていることが分かる。したがって、連続成形において各ショットで得られる成形品は、このように保圧工程でキャビティ13の内圧の変動が抑制された条件下で成形されているため、寸法精度のばらつきが良好に抑えられている。   When the pressure holding step is completed, the measurement step and the pause step are performed again through the cooling step, and the molded product in this shot can be obtained. Actually, the results of measuring the internal pressure of the cavity in the mold in continuous molding of several tens of shots are shown in FIGS. Here, FIG. 5 is a graph showing a change in the internal pressure of the cavity 13 by the injection molding apparatus 1 of this embodiment, and FIG. 6 is a graph showing a change in the internal pressure of the cavity by the injection molding apparatus of the conventional configuration. The axis represents the time axis, and the vertical axis represents the amplitude of the internal pressure change. In the conventional apparatus, it can be seen from the fluctuation width that the internal pressure varies greatly from shot to shot. On the other hand, according to this injection molding apparatus 1, it can be seen that the variation in internal pressure is reduced to less than half that of the conventional apparatus. Therefore, since the molded product obtained by each shot in the continuous molding is molded under such a condition that the fluctuation of the internal pressure of the cavity 13 is suppressed in the pressure-holding step, variation in dimensional accuracy can be suppressed well. Yes.

以上、本実施形態に係る射出成形装置1によれば、溶融樹脂の滞留時間の変動によって溶融樹脂の物性(濃度、粘度等)が変化した場合においても、成形品の品質のばらつきを抑制して、射出成形工程での歩留まりを大きく向上させることができる。   As described above, according to the injection molding apparatus 1 according to the present embodiment, even when the physical properties (concentration, viscosity, etc.) of the molten resin change due to fluctuations in the residence time of the molten resin, the variation in the quality of the molded product is suppressed. The yield in the injection molding process can be greatly improved.

また、射出成形装置1では、従来のように金型にキャビティ内の内圧を測定する圧力センサ等を設けて成形条件をフィードバック制御してキャビティの内圧を一定制御する複雑な制御を必要としないため、射出成形装置1全体の製造コストを低減することができる。   In addition, the injection molding apparatus 1 does not require complicated control for controlling the internal pressure of the cavity by providing a pressure sensor or the like for measuring the internal pressure of the cavity in the mold and controlling the molding conditions by feedback control. The manufacturing cost of the entire injection molding apparatus 1 can be reduced.

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、当然ながら本発明の範囲は前述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態においては、溶融樹脂の滞留時間を、シリンダ内で溶融樹脂の計量が完了したとき(スクリュー30が計量完了位置に到達したとき)からスクリュー30が前進移動を始めて射出が開始されるまでの時間としているが、これに限定されるものではなく、シリンダ21の先端部に蓄えられた溶融樹脂からスクリュー30に所定の背圧が掛かりスクリュー30が後退移動を開始したときから射出が開始されるまでの時間としてもよい。これにより、溶融樹脂の滞留時間の変動をより的確に捉えることができる。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is naturally not limited to the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, the molten resin residence time is set such that when the measurement of the molten resin is completed in the cylinder (when the screw 30 reaches the measurement completion position), the screw 30 starts moving forward and injection starts. However, the present invention is not limited to this. The injection is performed when a predetermined back pressure is applied to the screw 30 from the molten resin stored at the tip of the cylinder 21 and the screw 30 starts to move backward. It is good also as time until is started. Thereby, the fluctuation | variation of the residence time of molten resin can be caught more correctly.

また、上述の実施形態では、制御保圧力の算出式の一例として式(3)を挙げて説明しているが、これに限定されるものではなく、当該算出式において、滞留時間tの次数を2次、3次…としてもよく、また他の係数を用いて組み立ててもよい。また、算出式を用いずに各滞留時間tに対応する制御保圧力Pcの値をデータテーブル化して制御装置60に記憶させて制御してもよい。   In the above-described embodiment, the formula (3) has been described as an example of the calculation formula for the control holding pressure. However, the present invention is not limited to this, and in the calculation formula, the order of the residence time t is expressed as follows. It may be secondary, tertiary, etc., or may be assembled using other coefficients. Further, the value of the control holding pressure Pc corresponding to each residence time t may be stored as a data table and stored in the control device 60 without using the calculation formula.

さらに、上述の実施形態では、射出成形工程の一例を示しているが、これに限定されるものではなく、工程を適宜増減して設定してもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, an example of the injection molding process is shown, but the present invention is not limited to this, and the process may be appropriately increased or decreased.

なお、本実施形態の射出成形装置1は、高精度の射出成形が要求される精密品を成形する場合に特に有効に用いられるものである。   Note that the injection molding apparatus 1 of the present embodiment is particularly effectively used when molding precision products that require high-precision injection molding.

1 射出成形装置
10 金型(成形型)
13 キャビティ
20 射出機構
21 シリンダ(加熱シリンダ)
22 ノズル部(ノズル)
24 バンドヒータ(加熱シリンダ)
30 スクリュー
40 計量駆動機構(計量駆動部)
50 射出駆動機構(射出駆動部)
60 制御装置
61 作動制御部(制御部)
62 位置検出部
63 タイマー(計測部)
64 演算処理部(制御部)
1 Injection molding device 10 Mold (molding die)
13 Cavity 20 Injection mechanism 21 Cylinder (heating cylinder)
22 Nozzle (nozzle)
24 Band heater (heating cylinder)
30 Screw 40 Metering drive mechanism (measuring drive unit)
50 Injection drive mechanism (injection drive unit)
60 control device 61 operation control part (control part)
62 Position detection unit 63 Timer (measurement unit)
64 Arithmetic processing part (control part)

Claims (6)

先端部に成形型内のキャビティに連通するノズルが設けられた加熱シリンダと、
前記加熱シリンダ内に収容されたスクリューと、
前記スクリューを前記加熱シリンダ内で進退駆動する射出駆動部とを備え、
前記スクリューを進退移動させることにより、前記加熱シリンダ内に供給され加熱溶融されて滞留する溶融樹脂を前記ノズルから前記キャビティ内に射出して、前記キャビティ内に射出された溶融樹脂に対して保圧力を付与することにより、所要の成形品を成形する射出成形装置であって、
前記加熱シリンダ内における溶融樹脂の滞留時間を計測する計測部と、
前記滞留時間に応じて算出される前記保圧力を前記キャビティ内の溶融樹脂に付与するように前記スクリューの進退移動を制御する制御部とを有して構成されることを特徴とする射出成形装置。
A heating cylinder provided with a nozzle communicating with the cavity in the mold at the tip;
A screw housed in the heating cylinder;
An injection drive unit for driving the screw forward and backward in the heating cylinder;
By moving the screw forward and backward, molten resin that is supplied into the heating cylinder and is heated and melted and stays is injected from the nozzle into the cavity, and a holding pressure is applied to the molten resin injected into the cavity. Is an injection molding apparatus for molding a required molded product,
A measuring unit for measuring the residence time of the molten resin in the heating cylinder;
An injection molding apparatus comprising: a control unit configured to control the forward / backward movement of the screw so as to apply the holding pressure calculated according to the residence time to the molten resin in the cavity. .
前記スクリューを前記加熱シリンダ内において回転駆動させる計量駆動部を更に備え、
前記加熱シリンダ内で前記スクリューを回転されながら後退させることによって、前記加熱シリンダ内の溶融樹脂の計量を行うように構成され、
前記計測部は、前記加熱シリンダ内における溶融樹脂の計量完了後、前記加熱シリンダから前記キャビティに溶融樹脂を射出開始するまでの時間を前記滞留時間として計測することを特徴とする請求項1に記載の射出成形装置。
A metering drive for rotating the screw in the heating cylinder;
It is configured to measure the molten resin in the heating cylinder by retreating the screw in the heating cylinder while being rotated,
2. The measurement unit according to claim 1, wherein after the measurement of the molten resin in the heating cylinder is completed, the time until the molten resin starts to be injected from the heating cylinder into the cavity is measured as the residence time. Injection molding equipment.
前記制御部は、前記保圧力をPcとし、前記滞留時間をtとし、予め定められた基準保圧力をPsとし、予め定められた樹脂の基準滞留時間をtaveとしたときに、式Pc=Ps・(tave/t)により算出される前記保圧力を前記キャビティ内の溶融樹脂に付与するように、前記スクリューの進退移動を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の射出成形装置。   When the holding pressure is Pc, the dwell time is t, a predetermined reference hold pressure is Ps, and a predetermined resin reference dwell time is tave, the equation Pc = Ps 3. The injection molding apparatus according to claim 1, wherein the forward / backward movement of the screw is controlled so that the holding pressure calculated by (tave / t) is applied to the molten resin in the cavity. . 前記基準滞留時間は、予め複数回成形した際に前記加熱シリンダ内において溶融樹脂が滞留した各滞留時間の平均値であることを特徴とする請求項3に記載の射出成形装置。   The injection molding apparatus according to claim 3, wherein the reference residence time is an average value of residence times in which the molten resin stays in the heating cylinder when molding is performed a plurality of times in advance. 請求項1〜4のいずれかに記載の射出成形装置を用いて成形されたことを特徴とする成形品。   A molded article formed by using the injection molding apparatus according to claim 1. 内部にスクリューを備えた加熱シリンダ内に樹脂を導入し、前記スクリューを回転させながら樹脂を溶融して溶融樹脂の計量を行う計量工程と、
前記加熱シリンダ内で前記スクリューを進退移動させて前記シリンダ内に滞留する溶融樹脂を射出し、成形型内のキャビティに溶融樹脂を充填する射出工程と、
前記スクリューの進退位置を制御することにより、前記スクリューが前記キャビティ内に充填された溶融樹脂に保圧力を付与する保圧工程とを有して構成される射出成形方法であって、
前記保圧力は、前記加熱シリンダ内における溶融樹脂の滞留時間に応じて設定されることを特徴とする射出成形方法。
A metering step of introducing a resin into a heating cylinder equipped with a screw inside and measuring the molten resin by melting the resin while rotating the screw;
An injection step of injecting the molten resin staying in the cylinder by moving the screw forward and backward in the heating cylinder, and filling the cavity in the mold with the molten resin;
A pressure holding step of applying a holding pressure to the molten resin filled in the cavity by controlling the advancing / retreating position of the screw, and an injection molding method comprising:
The injection molding method, wherein the holding pressure is set according to a residence time of the molten resin in the heating cylinder.
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