JP2023146336A - Molding method of molded article and injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形により成形品を成形する成形方法および射出成形機に関するものである。 The present invention relates to a molding method and an injection molding machine for molding a molded article by injection molding.
型締装置と射出装置とを備えた射出成形機によって成形品を成形する成形方法には、色々な成形方法があり、圧縮成形方法もその一つである。圧縮成形方法は金型のキャビティ内に射出した射出材料が冷却・固化に伴って熱収縮してヒケ等の現象が発生することを防止するための方法であり、例えば型盤圧縮による圧縮成形方法がある。この圧縮成形方法は、小さな型締力になるように金型を型締めし、あるいはわずかに型開き状態にしておき、キャビティに射出材料を射出する。続いて型盤を駆動して金型に型締力を作用させる。これにより冷却により熱収縮が発生してもヒケを防止して転写性に優れた成形品を得ることができる。 There are various molding methods for molding a molded product using an injection molding machine equipped with a mold clamping device and an injection device, and compression molding is one of them. Compression molding is a method to prevent the injection material injected into the mold cavity from shrinking due to heat shrinkage as it cools and solidifies, causing sink marks and other phenomena. For example, compression molding using mold platen compression There is. In this compression molding method, the mold is clamped to a small mold clamping force, or the mold is left slightly open, and the injection material is injected into the cavity. Next, the mold platen is driven to apply mold clamping force to the mold. As a result, even if heat shrinkage occurs due to cooling, sink marks can be prevented and a molded product with excellent transferability can be obtained.
圧縮成形方法として、例えば特許文献1に記載されているように、金型にコアを設けて、このコアを駆動するコア圧縮による圧縮成形方法もある。金型内のコアは例えばエジェクタ装置のエジェクタロッドで駆動することができる。金型を型締めし、キャビティに射出材料を射出する。続いてコアを駆動して射出材料を圧縮する。そうすると射出材料の熱収縮が生じてもキャビティ内の容積が減少してヒケ等を防止することができる。 As a compression molding method, for example, as described in Patent Document 1, there is also a compression molding method using core compression in which a core is provided in a mold and the core is driven. The core in the mold can be driven, for example, by an ejector rod of an ejector device. The mold is clamped and the injection material is injected into the cavity. The core is then driven to compress the injected material. In this way, even if the injection material undergoes thermal contraction, the volume inside the cavity is reduced and sink marks can be prevented.
型盤圧縮によってもコア圧縮によっても、いずれもヒケ等を防止することができ転写性に優れた成形品を成形することができる。しかしながら、成形品の形状によっては、例えば薄肉の箇所と厚肉の箇所が混在しているような成形品に対しては、いずれの方法によってもヒケを防止することが難しい、という課題がある。 Both mold compression and core compression can prevent sink marks and the like, and can mold a molded product with excellent transferability. However, depending on the shape of the molded product, for example, there is a problem in that it is difficult to prevent sink marks using any of the methods for molded products that have a mixture of thin-walled areas and thick-walled areas.
本開示において、品質の高い成形品を成形することができる成形方法、および射出成形機を提供する。 In the present disclosure, a molding method and an injection molding machine that can mold a high-quality molded product are provided.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 Other objects and novel features will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本開示は、一対の金型にコアを設け、コア押圧手段により駆動されるようにする。そして、一対の金型に射出材料を射出する射出工程と、射出工程の完了後にあるいは射出工程と並行して型締装置を駆動して金型を型締めする型盤型締工程と、コア押圧手段によりコアを押圧するコア圧縮工程と、を備えた成形方法として構成する。 In the present disclosure, a core is provided in a pair of molds, and the core is driven by a core pressing means. Then, there is an injection process in which the injection material is injected into a pair of molds, a plate clamping process in which the mold is clamped by driving a mold clamping device after the injection process is completed or in parallel with the injection process, and a core pressing process. A core compression step of pressing the core by a means is configured as a molding method.
本開示は、ヒケを防止して品質の高い成形品を得ることができる。 According to the present disclosure, it is possible to prevent sink marks and obtain a high-quality molded product.
以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。 Hereinafter, specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. For clarity of explanation, the following description and drawings have been simplified where appropriate. In each drawing, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted as necessary. In addition, hatching is omitted in some parts to avoid cluttering the drawings.
本実施の形態を説明する。
<射出成形機>
本実施の形態に係る射出成形機1は、図1に示されているように、トグル式の型締装置2と、射出装置3と、を備えている。型締装置2にはエジェクタ装置5が設けられている。射出成形機1には制御装置4が設けられ、型締装置2、射出装置3、そしてエジェクタ装置5は制御装置4によって制御されるようになっている。
This embodiment will be described.
<Injection molding machine>
An injection molding machine 1 according to the present embodiment includes a toggle-type
<型締装置>
型締装置2は、ベッドBに固定されている固定盤7と、ベッドB上をスライド自在に設けられている可動盤8と、型締ハウジング9と、を備えている。固定盤7と型締ハウジング9は複数本のタイバー11、11、…により連結されており、可動盤8は固定盤7と型締ハウジング9の間でスライド自在になっている。型締ハウジング9と可動盤8の間には型締機構が、すなわち本実施の形態においてはトグル機構13が設けられている。固定盤7と可動盤8には、後で説明する一対の金型である固定側金型15、可動側金型16が設けられている。トグル機構13にはクロスヘッド14が設けられており、クロスヘッド14を駆動するとトグル機構13が屈伸して金型15、16が型開閉される。このような型締装置2の可動盤8に、エジェクタ装置5が設けられている。
<Mold clamping device>
The
<射出装置>
射出装置3は、加熱シリンダ19と、加熱シリンダ19内に設けられているスクリュ20と、スクリュ駆動装置22と、を備えている。加熱シリンダ19はスクリュ駆動装置22に支持されており、スクリュ20はスクリュ駆動装置22によって回転方向と軸方向とに駆動されるようになっている。加熱シリンダ19にはホッパ23と、射出ノズル24とが設けられている。加熱シリンダ19を加熱して、ホッパ23から射出材料を供給してスクリュ20を回転すると、射出材料が溶融し、計量される。スクリュ駆動装置22によりスクリュ20を軸方向に駆動すると射出材料を金型15、16に射出することができる。
<Injection device>
The
<金型>
本実施の形態に係る固定側金型15と可動側金型16を説明する。固定側金型15は、図2に示されているように、そのパーティングラインに比較的面積が大きく浅い凹部26が形成されている。固定側金型15にはスプル27が設けられ、射出装置3の射出ノズル24がタッチしている。スプル27はランナ28を介して凹部26に開口したゲート30に連通しており、射出材料が射出されるようになっている。
<Mold>
The fixed
可動側金型16には、そのパーティングラインに面積が広く比較的高さが低い台状の凸部33が形成されている。この凸部33は固定側金型15の凹部26に入れられるようになっている。凸部33にはその一部に所定の深さで凹部34が形成されている。この凹部34にはコア36が入れられている。このコア36は、コア押圧手段によって駆動されてパーティングライン側に押圧されるようになっている。つまり固定側金型15の凹部26と、可動側金型16の凸部33と凹部34のコア36とからキャビティが構成されるようになっている。本実施の形態においてコア押圧手段は、エジェクタ装置5(図1参照)になっており、エジェクタ装置5に設けられているエジェクタロッド38によってコア36が駆動される。
On the
<成形方法>
本実施の形態に係る成形方法は、射出材料を金型15、16のキャビティ内に射出して、その後にあるいは並行して圧縮して成形する、いわゆる圧縮成形方法になっている。本実施の形態に係る成形方法は、型締装置2を駆動して型締力を作用させることにより圧縮する、いわゆる型盤圧縮と、コア36を駆動することにより圧縮する、いわゆるコア圧縮との両方の圧縮方法を実施する点に特徴がある。
<Molding method>
The molding method according to the present embodiment is a so-called compression molding method in which the injection material is injected into the cavities of the
以下、本実施の形態に係る成形方法を説明する。図3に示されているように、型閉・型締工程を開始する(ステップS01)。すなわち、制御装置4は型締装置2(図1参照)においてクロスヘッド14を型閉方向に駆動する。なお、後で実施する型盤圧縮は型締の一種であり、型閉・型締工程をステップS01以降に継続して実施していると見ることもできる。図3において、このステップS01は型閉・型締工程の開始についてのみ規定している。
The molding method according to this embodiment will be described below. As shown in FIG. 3, a mold closing/clamping process is started (step S01). That is, the
次に制御装置4は、ステップS02を実行して射出開始条件を満たしているか否かをチェックする。制御装置4には、型締装置2を制御するための型閉・型締に関する複数の設定データと、射出装置3を制御するための射出・保圧に関する複数の設定データとが設定され、これらの設定データが相互に関連して制御されるようになっている。例えば、型締装置2においてクロスヘッド14の位置つまりクロスヘッド位置が所定の位置に達して一対の金型15、16がタッチする型閉状態になったら、あるいは一対の金型15、16が所定の型開量になるまで接近したら、一旦型閉を停止する。次いで射出を開始する、等のように複数の設定データにより設定されている。そして、射出はスクリュ20を所定のスクリュ速度で駆動する、等のように設定されている。
Next, the
このように射出を開始するための条件は、複数の設定データにより定義づけられている。あるいは1個の設定データで定義することもできる。制御装置4に「射出開始条件」という具体的な設定データはないが、制御装置4は1個あるいは複数の設定データによる条件が満たされるか否かで射出工程の開始を判断しているので、本明細書では便宜的に「射出開始条件」と呼ぶことにする。ステップS02で、制御装置4が射出開始条件を満たしていると判断したらステップS03に進む。満たしていないと判断したらステップS02を繰り返す。
The conditions for starting injection in this way are defined by a plurality of setting data. Alternatively, it can also be defined with one piece of setting data. Although the
制御装置4はステップS03によって射出工程を開始する。すなわちスクリュ20を設定されたスクリュ速度で駆動する。なお、射出工程は複数の設定データにより設定することにより色々な制御が可能である。例えば、1段のスクリュ速度のみで制御することもできるし、複数段に分けて複数の異なるスクリュ速度で順次制御することもできる。また射出工程は、その完了のタイミングについても色々な制御ができる。つまり後で説明する型盤圧縮が開始される前に射出工程を完了してもよいし、開始された後もしばらく射出工程を継続して完了するようにしてもよい。つまり射出工程の完了についても1個または複数の設定データによって設定されるので、色々なパターンがある。図3におけるステップS03は射出工程の開始についてのみ規定している。
The
図4Aには、射出工程により金型15、16内のキャビティ40に射出材料が射出された様子が示されている。図4Aに示されている例では、金型15、16が型閉、つまり型締力が発生しない程度に互いにタッチした型閉状態にされ、これをもって射出開始条件が成立したとして射出工程が開始されている。また射出工程はキャビティ40に射出材料が充填された時点で完了している。キャビティ40に充填された射出材料は、凹部34近傍において厚肉になっているが他の部分においては薄肉になっている。
FIG. 4A shows how the injection material is injected into the
次いで制御装置4は、図3に示されているステップS04を実行して型盤圧縮開始条件を満たしているかをチェックする。射出開始条件と同様に型盤圧縮開始条件という具体的な設定データは制御装置4にはない。しかしながら、制御装置4に設定されている1個もしくは複数個の設定データにより型盤圧縮の開始が可能か否かの条件が構成されることになる。制御装置4はステップS04により型盤圧縮開始条件が満たされているか否かをチェックする。型盤圧縮開始条件が満たされていればステップS05に移行する。満たされていなければステップS04を繰り返す。
Next, the
制御装置4はステップS05により型盤圧縮を開始する。すなわちクロスヘッド14を駆動して可動盤8を固定盤7方向に押し込む。これにより金型15、16における型締力が増加する。型盤圧縮については、1個もしくは複数個の設定データにより1段での圧縮、あるいは複数段での圧縮をすることができる。型盤圧縮を実施することにより、キャビティ40に充填された射出材料は圧縮され、特に薄肉になっている箇所においてヒケが防止されることになる。
The
制御装置4はステップS06を実行する。制御装置4には、予めエンジニアが設定データの一つである規定クロスヘッド位置を設定している。規定クロスヘッド位置は、次に説明するコア圧縮を実施するための条件であり、クロスヘッド14がこの位置になったらコア圧縮の実施が可能になったと判断する設定データである。規定クロスヘッド位置は、型締力がほとんど発生しない状態で金型15、16同士が型閉じするクロスヘッド位置である金型タッチ位置、もしくはそれ以下の大きさのクロスヘッド位置になっている。これによって確実に金型15、16同士の型閉状態が保証される。制御装置4は、ステップS06によりクロスヘッド14が規定クロスヘッド位置に達しているか否かを判断する。達していればステップS07に移行し、そうでなければステップS06を繰り返す。
The
制御装置4は、ステップS07によりコア圧縮を開始する。具体的には、エジェクタ装置5(図1参照)を駆動してエジェクタロッド38によりコア36を押圧する。これにより凹部34における射出材料のヒケが防止される。つまり厚肉部においてヒケが防止される。
The
図4Bには、型盤圧縮とコア圧縮とが同時に実施されている様子が示されている。すなわち、可動盤8が固定盤7方向に駆動されて金型15、16における型締力が大きくなっており、そしてエジェクタロッド38を介してコア36が駆動されている。型盤圧縮とコア圧縮とを実施することにより、薄肉部においても厚肉部においても適切にヒケが防止される。したがって品質の高い成形品が得られる。
FIG. 4B shows that platen compression and core compression are performed simultaneously. That is, the
ところで、コア圧縮を開始するための条件は、図3のフローチャートでは1個だけ、つまりクロスヘッド14が規定クロスヘッド位置に達したか否かのみであるようになっている。しかしながらコア圧縮の開始の条件には、型盤圧縮が開始されていることも条件の1個になっている。図3のフローチャートではステップS05において型盤圧縮が開始された後でステップS06が実行されているので、コア圧縮の開始の条件の1個である、型盤圧縮の開始はすでに満たされていることになる。
Incidentally, in the flowchart of FIG. 3, there is only one condition for starting core compression, that is, whether or not the
このようにコア圧縮を開始する条件は実際には2個あるが、これらの条件はエジェクタロッド38やコア36、そして金型15、16の破損を防止するために設けられている。例えば、金型15、16が型閉状態になる前にコア圧縮を開始してしまったり、型盤圧縮の開始より先にコア圧縮を開始してしまったりすると、コア36を介して大きな力がエジェクタロッド38に作用して、金型15、16等を破損させるおそれがある。このような危険を防止するために、コア圧縮の開始の条件は2個設けられている。なお、コア圧縮を開始する条件として、射出工程が開始されていることも条件の1個ではあるが、これは問題にならない。なぜならば、型盤圧縮は射出工程が開始されてから実施されるはずであるので、型盤圧縮の開始を確認すれば、必然的に射出工程が開始されていることが保証されているからである。
There are actually two conditions for starting core compression in this way, and these conditions are provided to prevent damage to the
図5A、図5Bには、設定データを色々と変えて本実施の形態に係る成形方法を実施したときの、各工程が実施されるタイミングを示すタイムチャートが示されている。図5Aに示されている例では、制御装置4(図1参照)に設定されている規定クロスヘッド位置は型締力が発生しない型閉状態になるクロスヘッド位置が設定されている。また、射出工程は型閉状態になってから開始するように設定されている。図5Aに示されている例では、型閉と同時にクロスヘッド14(図1参照)は規定クロスヘッド位置に達している。つまり、コア圧縮の開始の条件の1個は満たされている。 FIGS. 5A and 5B show time charts showing the timing at which each step is performed when the molding method according to this embodiment is performed with various setting data. In the example shown in FIG. 5A, the specified crosshead position set in the control device 4 (see FIG. 1) is set to a crosshead position where the mold is in a closed state where no mold clamping force is generated. Further, the injection process is set to start after the mold is in a closed state. In the example shown in FIG. 5A, the crosshead 14 (see FIG. 1) reaches the specified crosshead position at the same time as the mold is closed. In other words, one of the conditions for starting core compression is satisfied.
図5Aに示されているように、やがて射出・保圧工程が開始され、若干遅れて型盤圧縮1段目が開始されている。コア圧縮1段目は型盤圧縮1段目の開始と同時に開始されている。コア圧縮の開始の条件の他の1個である、型盤圧縮の開始が満たされたからである。つまり、2個の条件が満たされたからである。図5Aに示されている例では、型盤圧縮は1段目と2段目とが実施され、コア圧縮も1段目と2段目が実施されている。射出・保圧工程の完了後、冷却を待って成形品が得られる。 As shown in FIG. 5A, the injection/holding process is started soon, and after a slight delay, the first stage of platen compression is started. The first stage of core compression is started simultaneously with the start of the first stage of platen compression. This is because the other one of the conditions for starting core compression, the start of platen compression, has been satisfied. In other words, this is because two conditions are met. In the example shown in FIG. 5A, the mold platen compression is performed in the first and second stages, and the core compression is also performed in the first and second stages. After completing the injection and pressure holding process, the molded product is obtained after cooling.
図5Bに示されている例では、制御装置4(図1参照)に設定されている規定クロスヘッド位置として、ある程度の型締力が発生するクロスヘッド位置が設定されている。また、射出工程は金型15、16が型閉状態になる前、つまり所定の型開量で開いた状態で開始するように設定されている。図5Bに示されている例では、射出・保圧工程は型閉前に開始されている。射出・保圧工程が開始されてからしばらくしてから型盤圧縮が開始されている。これによりコア圧縮を開始するための1個の条件が満たされた。やがてクロスヘッド14(図1参照)は規定クロスヘッド位置に到達する。そうするとコア圧縮を開始するための他の1個の条件が満たされたので、コア圧縮1段目が開始されている。この例では型盤圧縮は1段のみでありコア圧縮は1段目と2段目からなる。射出材料が冷却されると成形品が得られる。
In the example shown in FIG. 5B, the specified crosshead position set in the control device 4 (see FIG. 1) is set to a crosshead position where a certain amount of mold clamping force is generated. Further, the injection process is set to start before the
<本実施の形態の変形例>
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、コア36(図2参照)を駆動するコア押圧手段は、エジェクタ装置5(図1参照)であるように説明した。しかしながら、ピストンシリンダユニット等により、あるいは他の装置によりコア押圧手段を構成することもできる。またコア36は可動側金型16に1個だけ設けられているように説明したが、2個以上設けるようにしてもよいし、固定側金型15に設けるようにしてもよい。そしてコアが複数設けられている場合に、それぞれのコアを異なるコア押圧手段によりそれぞれ独立して駆動してもよい。
<Modification of this embodiment>
This embodiment can be modified in various ways. For example, the core pressing means for driving the core 36 (see FIG. 2) has been described as being the ejector device 5 (see FIG. 1). However, the core pressing means can also be constituted by a piston cylinder unit or the like or by other devices. Furthermore, although it has been described that only one
本実施の形態に係る射出成形機1の型締装置2はトグル式の型締装置になっているが、直圧式の型締装置であってもよい。この場合においても金型15、16等の破損を防止するには、コア圧縮の開始の条件として本実施の形態と同様に、金型15、16が型閉じしていること、そして型盤圧縮が開始されていること、とすることが好ましい。
Although the
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。 Although the invention made by the present inventor has been specifically explained based on the embodiments above, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various changes can be made without departing from the gist thereof. It goes without saying that it is possible. The plurality of examples explained above can also be implemented in combination as appropriate.
1 射出成形機 2 型締装置
3 射出装置 4 制御装置
5 エジェクタ装置 7 固定盤
8 可動盤 9 型締ハウジング
11 タイバー 13 トグル機構
14 クロスヘッド 15 固定側金型
16 可動側金型 19 加熱シリンダ
20 スクリュ 22 スクリュ駆動装置
23 ホッパ 24 射出ノズル
26 凹部 27 スプル
28 ランナ 30 ゲート
33 凸部 34 凹部
36 コア 38 エジェクタロッド
40 キャビティ
B ベッド
1
11
Claims (14)
射出材料を射出する射出装置と、
前記型盤に設けられている一対の金型と、を使用して成形品を成形する成形方法であって、
前記一対の金型にはコア押圧手段によって駆動されるコアが設けられ、
前記成形方法は、前記一対の金型に射出材料を射出する射出工程と、
前記射出工程の完了後にあるいは前記射出工程と並行して前記型締装置を駆動して前記一対の金型を型締めする型盤型締工程と、
前記コア押圧手段により前記コアを押圧するコア圧縮工程と、を備えている成形品の成形方法。 a mold clamping device equipped with mold plates that can be opened and closed with each other;
an injection device that injects the injection material;
A molding method for molding a molded product using a pair of molds provided on the mold plate,
The pair of molds is provided with a core driven by a core pressing means,
The molding method includes an injection step of injecting an injection material into the pair of molds;
a mold clamping step of driving the mold clamping device to clamp the pair of molds after the completion of the injection step or in parallel with the injection step;
A method for molding a molded article, comprising: a core compression step of pressing the core with the core pressing means.
前記一対の金型の型閉は、前記クロスヘッドのクロスヘッド位置が規定クロスヘッド位置に達したか否かで判断するようにし、前記規定クロスヘッド位置は前記一対の金型同士がタッチするときのクロスヘッド位置である金型タッチ位置以下であって予め設定したクロスヘッド位置である、請求項3に記載の成形品の成形方法。 The mold clamping device opens and closes the mold by a toggle mechanism equipped with a crosshead,
Mold closing of the pair of molds is determined based on whether the crosshead position of the crosshead reaches a prescribed crosshead position, and the prescribed crosshead position is reached when the pair of molds touch each other. 4. The method for molding a molded product according to claim 3, wherein the crosshead position is a preset crosshead position that is below a mold touch position that is a crosshead position.
射出材料を射出する射出装置と、
前記型盤に設けられている一対の金型と、
制御装置と、を備え、
前記一対の金型にはコア押圧手段によって駆動されるコアが設けられ、
前記制御装置は、前記一対の金型に射出材料を射出する射出工程と、
前記射出工程の完了後にあるいは前記射出工程と並行して前記型締装置を駆動して前記一対の金型を型締めする型盤型締工程と、
前記コア押圧手段により前記コアを押圧するコア圧縮工程と、を実施して成形品を成形するようになっている、射出成形機。 a mold clamping device equipped with mold plates that can be opened and closed with each other;
an injection device that injects the injection material;
a pair of molds provided on the mold plate;
comprising a control device;
The pair of molds is provided with a core driven by a core pressing means,
The control device includes an injection step of injecting the injection material into the pair of molds;
a mold clamping step of driving the mold clamping device to clamp the pair of molds after the completion of the injection step or in parallel with the injection step;
An injection molding machine configured to mold a molded product by performing a core compression step of pressing the core with the core pressing means.
前記制御装置は、前記一対の金型の型閉について前記クロスヘッドのクロスヘッド位置が規定クロスヘッド位置に達したか否かで判断するようになっており、前記規定クロスヘッド位置は前記一対の金型同士がタッチするときのクロスヘッド位置である金型タッチ位置以下であって予め設定されたクロスヘッド位置である、請求項10に記載の射出成形機。 The mold clamping device opens and closes the mold by a toggle mechanism equipped with a crosshead,
The control device is configured to determine whether or not the crosshead position of the crosshead has reached a prescribed crosshead position regarding mold closing of the pair of molds, and the prescribed crosshead position is determined by the crosshead position of the pair of molds. The injection molding machine according to claim 10, wherein the crosshead position is a preset crosshead position that is below a mold touch position, which is a crosshead position when the molds touch each other.
The injection molding machine according to any one of claims 8 to 11, wherein the control device starts the injection process before the pair of molds are closed.
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