JP2011201108A - 樹脂成型品の流動解析方法、流動解析装置及び流動解析プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メッシュモデルを用いて成形型のキャビティ内の溶融樹脂を流動解析して成形品表面から微小量突出する2次ウエルドラインの発生を予測する樹脂成型品の流動解析方法であって、成形工程初期に発生する1次ウエルドラインの発生位置を演算する1次ウエルドライン作成工程と、前記演算された1次ウエルドライン発生位置に基づいて、前記樹脂成型品の板厚方向の平均繊維配向度と、前記溶融樹脂の体積収縮率とを用いて2次ウエルドラインの突出高さを演算する2次ウエルド指数差演算工程と、を備えている。
【選択図】図11
Description
図15に示すように、会合前段階では、溶融樹脂内にタルク等の扁平状の充填材を含有する場合、充填材は剪断応力の発生方向に応じて配向する特性を有している。それ故、剪断応力の大きな溶融樹脂と金型との境界部分の充填材は流動方向(横方向)に配向し、剪断応力の小さな中央部分の充填材はキャビティの板厚方向(縦方向)に配向する。
h=(1−V1)・T1mold・f1−(1−V2)・T2mold・f2
の関係式に基づき演算することを特徴としている。
請求項4の発明によれば、樹脂成型品の2次ウエルドラインの突出高さを充填材の板厚方向の平均繊維配向度と溶融樹脂の体積収縮率とを用いて精度よく演算することができる。
請求項6の発明によれば、樹脂成型品の流動解析装置のコンピュータに流動解析プログラムを実行させることにより、請求項1と略同様の効果を奏する。
本実施例では、図1に示すように、一方向に長く延びた平板状の部材、例えば自動車前部のバンパWを扁平状のタルク(滑石)を含有した合成樹脂材料を用いて射出成形法により製造する場合の流動解析方法について説明する。成形型MのキャビティC(図10参照)には、複数のゲートG1〜G7等が設けられ、溶融樹脂が各ゲートからキャビティCに射出される。尚、ゲート数は限定されるものではなく、樹脂成型品の形状や寸法等に応じて適宜設定することができる。
RAM7には、流動解析結果、流動解析に必要な各種パラメータ、射出圧力等の成形条件、流動解析実行中の変数や各種グラフ等を一時的に記憶している。
条件取得工程では、CPU5が記憶装置5から溶融樹脂の射出圧力や射出速度等の解析条件、繊維配向式(1)、ウエルド指数差式(5)等本流動解析に必要な情報を取得する(S1)。
2次ウエルドライン作成工程では、1次ウエルド発生起点LS1における速度ベクトルvに基づき樹脂会合部の移動を追跡して2次ウエルド発生起点LS2を抽出する(S5)(図5参照)。メッシュモデル20上に配向度X1を表示し、2次ウエルド発生起点LS2から配向度X1を追跡して2次ウエルドラインL2を抽出し、2次ウエルドライン発生位置の座標を取得する(図6参照)。
まず、2次ウエルドラインL2と2次ウエルドラインL2から所定距離離隔した一般部の位置について、夫々の板厚方向の平均繊維配向度と体積収縮率とを設定する。
図8に示すように、タルクの配向度X3に基づく平均繊維配向画面を表示し、2次ウエルドラインL2上の点P1における配向度X3と点P1から流動方向に対して垂直方向に所定距離離隔した一般部位置の点P2,P3における配向度X3を取得する。同様に、図9に示すように、体積収縮率に基づく体積収縮率画面を表示し、2次ウエルドラインL2上の点P1における体積収縮率と点P1から流動方向に対して垂直方向に所定距離離隔した一般部位置の点P2,P3における体積収縮率を取得する。尚、平均繊維配向画面や体積収縮率画面を表示する際、2次ウエルドラインL2を同じ画面上に表示することも可能である。
この本流動解析方法は、メッシュモデル20を用いて成形型のキャビティ内の溶融樹脂を流動解析して成形品表面から微小量突出する2次ウエルドラインL2の発生を予測する樹脂成型品の流動解析方法であって、成形工程初期に発生する1次ウエルドラインL1の発生位置を演算する1次ウエルドライン作成工程と、前記演算された1次ウエルドライン発生位置に基づいて、前記樹脂成型品Wの板厚方向の平均繊維配向度X3と、前記溶融樹脂の体積収縮率Vとを用いて2次ウエルドラインL2の突出高さhを演算する2次ウエルド指数差演算工程と、を備えている。
h=(1−V1)・T1mold・f1−(1−V2)・T2mold・f2
の関係式に基づき演算するため、樹脂成型品Wの2次ウエルドラインL2の突出高さhをタルクの板厚方向の平均繊維配向度と溶融樹脂の体積収縮率とを用いて精度よく演算することができる。
1〕前記実施例においては、樹脂に含有した充填材にタルクを用いた例を説明したが、少なくとも、溶融樹脂の流動に伴い配向する傾向を有する楕円状や扁平状の充填材を含有する樹脂であれば何れの樹脂成形品の流動解析にも適用可能である。また、樹脂成形品は自動車のバンパに限ることなく、板状の成形品であれば何れの樹脂成形品の流動解析にも適用可能である。
4 コンピュータ
10 流動解析部
11 1次ウエルドライン作成部
12 2次ウエルドライン作成部
13 リメッシュ部
16 平均繊維配向演算部
17 2次ウエルド指数演算部
20 メッシュモデル
L1 1次ウエルドライン
L2 2次ウエルドライン
X1 (最大主配向方向)平均繊維配向度
X3 (板厚方向)平均繊維配向度
Claims (6)
- メッシュモデルを用いて成形型のキャビティ内の溶融樹脂を流動解析して成形品表面から微小量突出する2次ウエルドラインの発生を予測する樹脂成型品の流動解析方法であって、
成形工程初期に発生する1次ウエルドラインの発生位置を演算する第1のステップと、
前記演算された1次ウエルドライン発生位置に基づいて、前記樹脂成型品の板厚方向の平均繊維配向と、前記溶融樹脂の体積収縮率とを用いて2次ウエルドラインの突出高さを演算する第2のステップと、
を備えたことを特徴とする樹脂成型品の流動解析方法。 - 前記第1のステップと第2のステップとの間において、前記溶融樹脂の流動方向の平均繊維配向度と前記溶融樹脂の平均移動速度とに基づいて2次ウエルドラインの発生位置を演算する第3のステップを備えたことを特徴とする請求項1に記載の樹脂成型品の流動解析方法。
- 前記第3のステップと第2のステップとの間において、前記2次ウエルドライン発生位置の少なくとも一部の周辺の解析メッシュ単位を小さい解析メッシュ単位に変更する第4のステップを備えたことを特徴とする請求項2に記載の樹脂成型品の流動解析方法。
- 前記溶融樹脂は充填材を含有し、2次ウエルドラインの発生位置におけるキャビティの板厚方向の幅をT1mold、一般部位置におけるキャビティの板厚方向の幅をT2mold、2次ウエルドラインの発生位置における体積収縮率をV1、一般部位置における体積収縮率をV2、2次ウエルドラインの発生位置における充填材の板厚方向に対する平均繊維配向度をf1、一般部位置における充填材の板厚方向に対する平均繊維配向度をf2、2次ウエルドラインの突出高さをhとしたとき、hを、
h=(1−V1)・T1mold・f1−(1−V2)・T2mold・f2
の関係式に基づき演算することを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載の樹脂成型品の流動解析方法。 - メッシュモデルにより成形型内の溶融樹脂を流動解析して成形品表面から突出する2次ウエルドラインの発生を予測する樹脂成型品の流動解析装置であって、
成形工程初期に発生する1次ウエルドラインの発生位置を演算する1次ウエルドライン作成部と、
前記演算された1次ウエルドライン発生位置に基づき前記溶融樹脂の体積収縮率と、前記樹脂成型品の板厚方向の平均繊維配向とを用いて2次ウエルドラインの高さを演算する2次ウエルドライン作成部と、
を備えたことを特徴とする樹脂成型品の流動解析装置。 - メッシュモデルにより成形型内の溶融樹脂を流動解析して成形品表面から突出する2次ウエルドラインの発生を予測する樹脂成型品の流動解析装置のコンピュータを、
成形工程初期に発生する1次ウエルドラインの発生位置を演算する1次ウエルドライン作成手段と、
前記演算された1次ウエルドライン発生位置に基づき前記溶融樹脂の体積収縮率と、前記樹脂成型品の板厚方向の平均繊維配向とを用いて2次ウエルドラインの高さを演算する2次ウエルドライン作成手段と、
して機能させるための流動解析プログラム。
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