JP2540232B2 - Integrated mold analysis system - Google Patents
Integrated mold analysis systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金型の設計、調整、成形条件の設定等を行
うプラスチック成形金型の統合解析システムに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an integrated analysis system of a plastic molding die for designing, adjusting, setting molding conditions, and the like of the die.
（従来の技術） 従来より、プラスチック成形用の金型において、その
設計、調整、成形条件等を検討する際に、各種解析シス
テムが利用されている。(Prior Art) Conventionally, various analysis systems have been used in designing, adjusting, molding conditions and the like of a plastic mold.
すなわち、金型内の溶融樹脂の流動挙動、同樹脂の温
度分布、圧力分布等を予測するために、金型内の樹脂流
路形状を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、
差分法、FAN法等を含む数値解析法を使用して金型内の
溶融樹脂の流動解析を行う流動解析システム。また、金
型の強度（応力分布）、変形量等を予測するために、金
型を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差分
法等を含む数値解析法を使用して金型の構造解析を行う
構造解析システム。また、金型の温度分布等を予測する
ために、金型を微小要素に分割し、有限要素法、境界要
素法、差分法等を含む数値解析法を使用して金型の伝熱
解析を行う伝熱解析システム等が、それぞれの状況に応
じて個別に利用されている。That is, in order to predict the flow behavior of the molten resin in the mold, the temperature distribution of the resin, the pressure distribution, etc., the resin flow path shape in the mold is divided into minute elements, and the finite element method, boundary element method,
A flow analysis system that analyzes the flow of molten resin in a mold using numerical analysis methods including the difference method and FAN method. In addition, in order to predict the strength (stress distribution) of the mold, the amount of deformation, etc., the mold is divided into minute elements and the numerical analysis method including the finite element method, boundary element method, difference method, etc. is used. Structural analysis system that performs structural analysis of molds. In addition, in order to predict the temperature distribution of the mold, the mold is divided into minute elements, and the heat transfer analysis of the mold is performed using numerical analysis methods including the finite element method, boundary element method, difference method, etc. The heat transfer analysis system to be used is used individually according to each situation.
（発明が解決しようとする課題） ところで、実際の成形状態での金型は、溶融樹脂の圧
力、温度分布による熱応力等で変形しているため、流動
解析では本来それらを考慮する必要がある。また、構造
解析においても、実際の成形状態での溶融樹脂の圧力、
金型温度分布等を考慮する必要があり、伝熱解析におい
ても溶融樹脂の温度分布等を考慮する必要がある。(Problems to be solved by the invention) By the way, since the mold in the actual molding state is deformed by the pressure of the molten resin, thermal stress due to temperature distribution, etc., it is necessary to take them into consideration in the flow analysis. . Also, in the structural analysis, the pressure of the molten resin in the actual molding state,
It is necessary to consider the mold temperature distribution and the like, and it is also necessary to consider the temperature distribution of the molten resin in the heat transfer analysis.
しかしながら、上記した従来の流動解析、構造解析、
伝熱解析では、これらの要素を考慮することなく、予め
設定された値によってそれぞれの解析を行っていること
から、これらの解析結果を基に検討した金型設計、調
整、成形条件の設定は、最適な結果とは言えず、精度の
悪いものであった。However, the conventional flow analysis, structural analysis,
In heat transfer analysis, each element is analyzed with preset values without considering these factors.Therefore, the mold design, adjustment, and setting of molding conditions examined based on these analysis results However, the result was not optimal and the accuracy was poor.
本発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、その目
的は、流動解析システムと構造解析システムと伝熱解析
システムとをリンクすることにより、成形状態での金型
の流動挙動、変形量、温度分布等を容易に且つ精度良く
予測できる金型の統合解析システムを提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to link a flow analysis system, a structural analysis system, and a heat transfer analysis system to obtain a flow behavior, a deformation amount, and a temperature of a mold in a molding state. An object of the present invention is to provide a mold integrated analysis system that can easily and accurately predict distribution and the like.
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明に係わる金型の統合
解析システムは、プラスチック成形用金型の樹脂流路形
状を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差分
法、FAN法等を含む数値解析法を使用して金型内の溶融
樹脂の流動解析を行う流動解析システムと、プラスチッ
ク成形用金型を微小要素に分割し、有限要素法、境界要
素法、差分法等を含む数値解析法を使用して金型の構造
解析を行う構造解析システムと、プラスチック成形用金
型を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差分
法等を含む数値解析法を使用して金型の伝熱解析を行う
伝熱解析システムとを備え、 前記流動解析システムにより出力される樹脂温度デー
タを前記伝熱解析システムの境界条件として伝熱解析を
行うことにより金型温度分布データを作成し、この金型
温度分布データと前記流動解析システムにより出力され
る溶融樹脂の圧力データとを前記構造解析システムの境
界条件として構造解析を行うことにより金型変形データ
を作成し、この金型変形データによって前記流動解析シ
ステムの入力データである樹脂流路データを補正すると
ともに、前記伝熱解析システムによる電熱解析によって
作成された金型温度分布データを入力データとして前記
流動解析を行うようにしたものである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, an integrated analysis system of a mold according to the present invention divides a resin flow path shape of a plastic molding mold into minute elements, and uses a finite element method and a boundary. A flow analysis system that analyzes the flow of molten resin in a mold using numerical analysis methods including element method, difference method, FAN method, etc., and a finite element method that divides a plastic molding mold into minute elements. A structural analysis system that performs structural analysis of the mold using numerical analysis methods including the boundary element method and the difference method, and the finite element method, boundary element method, difference method that divides the plastic molding mold into minute elements. And a heat transfer analysis system for performing heat transfer analysis of a die using a numerical analysis method including a heat transfer analysis using the resin temperature data output by the flow analysis system as a boundary condition of the heat transfer analysis system. Money by doing Mold deformation data is created by creating temperature distribution data and performing structural analysis using the mold temperature distribution data and the molten resin pressure data output by the flow analysis system as boundary conditions for the structural analysis system. The resin flow path data that is the input data of the flow analysis system is corrected by this mold deformation data, and the flow analysis is performed using the mold temperature distribution data created by the electrothermal analysis by the heat transfer analysis system as input data. It's something that you do.
（作用） 流動解析により出力される樹脂温度データを、伝熱解
析の境界条件として解析を行うことにより金型温度分布
データを作成し、この金型温度分布データと流動解析に
より出力される溶融樹脂の圧力データと構造解析の境界
条件として解析を行うことにより金型変形データを作成
し、この金型変形データによって流動解析の入力データ
である樹脂流路データを補正するとともに、前記伝熱解
析によって作成された金型温度分布データを入力データ
として前記流動解析を行う。このような解析ループを繰
り返し、例えば伝熱解析によって得られる金型温度デー
タの最大偏差がある一定の温度以下になったとき、統合
解析を終了する。(Operation) Mold temperature distribution data is created by analyzing the resin temperature data output by the flow analysis as boundary conditions for heat transfer analysis, and the mold temperature distribution data and the molten resin output by the flow analysis are analyzed. Mold deformation data is created by performing analysis as boundary conditions for pressure data and structural analysis, and the resin flow path data that is the input data of the flow analysis is corrected by this mold deformation data, and by the heat transfer analysis. The flow analysis is performed using the created mold temperature distribution data as input data. Such an analysis loop is repeated, and when, for example, the maximum deviation of the mold temperature data obtained by the heat transfer analysis falls below a certain temperature, the integrated analysis is ended.
このような統合解析システムにより、金型の成形状態
における変形、温度分布等を考慮した溶融樹脂の流動挙
動解析、成形状態における溶融樹脂の圧力、温度分布等
を考慮した金型強度、変形量の解析、成形状態における
溶融樹脂の温度分布等を考慮した金型の温度分布解析等
が容易に且つ精度良く実行され、成形状態における金型
の状態が予測できる。したがって、このようにして得ら
れた解析結果（各変量）に基き、金型の設計、調整、成
形条件の設定等の最適化が可能となる。With such an integrated analysis system, the flow behavior analysis of the molten resin considering the deformation of the mold in the molding state, the temperature distribution, etc., the mold strength and the amount of deformation considering the pressure of the molten resin in the molding state, the temperature distribution, etc. The analysis and the temperature distribution analysis of the mold in consideration of the temperature distribution of the molten resin in the molding state and the like can be easily and accurately executed to predict the mold state in the molding state. Therefore, it is possible to optimize the die design, adjustment, molding condition setting, etc. based on the analysis results (variables) thus obtained.
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は、本発明の統合解析システムの概略構成を示
し、流動解析システム１と構造解析システム２と伝熱解
析システム３とをリンクした構成となっている。FIG. 1 shows a schematic configuration of the integrated analysis system of the present invention, in which a flow analysis system 1, a structural analysis system 2 and a heat transfer analysis system 3 are linked.
すなわち、流動解析システム１は、入力データとし
て、樹脂データ、成形条件データ、解析条件データ、金
型温度データ及び樹脂流路データが与えられており、出
力データとして、流動挙動データ、樹脂温度データ及び
圧力データが得られるようになっている。That is, the flow analysis system 1 is provided with resin data, molding condition data, analysis condition data, mold temperature data, and resin flow path data as input data, and as output data, flow behavior data, resin temperature data, and resin temperature data. Pressure data can be obtained.
伝熱解析システム２は、入力データとして、境界条件
データ、解析条件データ、金型形状データ及び金型物性
データが与えられており、出力データとして、金型温度
データが得られるようになっている。The heat transfer analysis system 2 is provided with boundary condition data, analysis condition data, mold shape data and mold physical property data as input data, and mold temperature data can be obtained as output data. .
構造解析システム３は、入力データとして、境界条件
データ、解析条件データ、金型形状データ及び金型物性
データが与えられており、出力データとして、変形量デ
ータ及び応力データが得られるようになっている。The structural analysis system 3 is provided with boundary condition data, analysis condition data, mold shape data and mold physical property data as input data, and deformation amount data and stress data can be obtained as output data. There is.
上記構成において、流動解析システム１による流動解
析を行うに当たって、入力データである金型温度データ
及び樹脂流路データは、初期設計値を適用する。そし
て、このような各入力データに基づき、流動解析システ
ム１による流動解析によって得られた樹脂温度データ
を、次の伝熱解析システム２の境界条件データとして取
り込み、この取り込んだ樹脂温度データと他の必要なデ
ータとによって伝熱解析を行い、金型温度データを得
る。また、流動解析システム１による流動解析によって
得られた圧力データと、伝熱解析システム２による伝熱
解析によって得られた金型温度データとを、次の構造解
析システム３の境界条件データとして取り込み、この取
り込んだ圧力データと金型温度データと他の必要なデー
タとによって構造解析を行い、変形量データと応力デー
タとを得る。そして、構造解析システム３による構造解
析によって得られた変形量データによって流動解析シス
テム１の樹脂流路データを補正し、また伝熱解析システ
ム２による伝熱解析によって得られた金型温度データを
流動解析システム１の金型温度データとして取り込む。
流動解析システム１では、この取り込んだ新たなデータ
に基づいて再び流動解析を行い、樹脂温度データを得
る。そして、この樹脂温度データを再び伝熱解析システ
ム２の境界条件データとして取り込む。上記の解析ルー
プを必要回数繰り返すことにより、金型の統合解析を行
うようになっている。In the above configuration, when performing the flow analysis by the flow analysis system 1, the initial design values are applied to the mold temperature data and the resin flow path data which are the input data. Then, based on such input data, the resin temperature data obtained by the flow analysis by the flow analysis system 1 is taken in as the boundary condition data of the next heat transfer analysis system 2, and the taken resin temperature data and other Heat transfer analysis is performed with the necessary data to obtain mold temperature data. Further, the pressure data obtained by the flow analysis by the flow analysis system 1 and the mold temperature data obtained by the heat transfer analysis by the heat transfer analysis system 2 are taken in as boundary condition data of the next structural analysis system 3, Structural analysis is performed by using the acquired pressure data, mold temperature data, and other necessary data to obtain deformation amount data and stress data. Then, the resin flow path data of the flow analysis system 1 is corrected by the deformation amount data obtained by the structure analysis by the structure analysis system 3, and the mold temperature data obtained by the heat transfer analysis by the heat transfer analysis system 2 is flowed. It is taken in as mold temperature data of the analysis system 1.
In the flow analysis system 1, the flow analysis is performed again on the basis of the new data thus taken in to obtain the resin temperature data. Then, the resin temperature data is again taken in as boundary condition data of the heat transfer analysis system 2. By repeating the above analysis loop a required number of times, integrated analysis of the mold is performed.
ここで、流動解析システム１の入力データである樹脂
データとは、使用樹脂の粘度、比熱、熱伝導率、熱伝達
率等のデータのことであり、成形条件データとは、押出
量、流入樹脂温度、金型壁面温度、リップクリアランス
等のデータのことであり、解析条件データとは、解析の
ループをどのような条件で終了させるかといったデータ
のことであり、樹脂流路データとは、金型の樹脂流路を
微小要素に分割して定義した形状データ、および各要素
毎の金型壁面における温度分布データのことである。Here, the resin data, which is the input data of the flow analysis system 1, is data such as the viscosity, specific heat, thermal conductivity, and heat transfer coefficient of the resin used, and the molding condition data is the extrusion amount and the inflow resin. Data such as temperature, mold wall temperature, lip clearance, etc., analysis condition data is data such as under what conditions the analysis loop is completed, and resin flow path data is It is shape data defined by dividing the resin flow path of the mold into minute elements, and temperature distribution data on the mold wall surface for each element.
また、伝熱解析システム２の入力データである境界条
件データとは、外気温度、内気温度、樹脂温度、金型内
部温度等のデータのことであり、解析条件データとは、
解析のループをどのような条件で終了させるかといった
データのことであり、金型形状データとは、金型を微小
要素に分解して定義した形状データのことであり、金型
物性データとは、金型の材質、ボルトの材質、金型及び
ボルトのヤング率、ポアソン比等のデータのことであ
る。Further, the boundary condition data, which is the input data of the heat transfer analysis system 2, is data such as the outside air temperature, the inside air temperature, the resin temperature, and the mold internal temperature, and the analysis condition data is
It is data such as under what conditions the analysis loop is finished.Mold shape data is shape data defined by breaking down the mold into minute elements, and mold physical property data is , Material of mold, material of bolt, Young's modulus of mold and bolt, Poisson's ratio, etc.
また、構造解析システム３の入力データである境界条
件データ（荷重条件データ及び拘束条件データを含
む。）とは、圧力データ、金型温度データ等のことであ
り、荷重条件データは、流動解析により得られる樹脂圧
力値を面荷重として定義している。また、拘束条件デー
タは、解析上変位が０であることを定義するデータのこ
とである。また、解析条件データとは、解析のループを
どのような条件で終了させるかといったデータのことで
ある。Boundary condition data (including load condition data and constraint condition data) that is input data of the structural analysis system 3 is pressure data, mold temperature data, etc., and the load condition data is obtained by flow analysis. The obtained resin pressure value is defined as the surface load. The constraint condition data is data that defines that the displacement is 0 in analysis. The analysis condition data is data such as under what conditions the analysis loop is ended.
（具体例） 次に、上記構成の統合解析システムを、第２図に示す
形状の押し出しによるパイプ成形金型に適用した場合の
具体例について説明する。(Specific Example) Next, a specific example in the case where the integrated analysis system having the above configuration is applied to a pipe molding die by extrusion having a shape shown in FIG. 2 will be described.
第２図に示す金型において、４は金型本体（ラン
ド）、５は樹脂流路、６はコア、７は分割ヒータ設置領
域、８はブリッジである。すなわち、金型には、パイプ
の偏肉を修正するために、該金型の出口部の周方向に分
割される形で、個々に温度調整が可能なヒータが設けら
れている。そして、その分割されたヒータの温度変化に
対する金型出力部の吐出量の変化を、本発明の統合解析
システムを利用して検討する。また、第２図に示した形
状の金型によって押し出し成形されるパイプは、外径φ
267mm、肉厚8mm程度の形状のものである。In the mold shown in FIG. 2, 4 is a mold body (land), 5 is a resin flow path, 6 is a core, 7 is a divided heater installation region, and 8 is a bridge. That is, in order to correct the uneven thickness of the pipe, the die is provided with a heater capable of individually adjusting the temperature in a manner of being divided in the circumferential direction of the outlet of the die. Then, the change in the discharge amount of the mold output part with respect to the temperature change of the divided heater is examined by using the integrated analysis system of the present invention. Further, the pipe extruded by the mold having the shape shown in FIG.
It has a shape of 267 mm and a wall thickness of about 8 mm.
流動解析システムは、FAN法による数値解析により、
流体の運動方程式、連続の式、エネルギーの式を演算す
るものを使用し、金型内の樹脂流路を周方向に40分割し
た総計1080の微小要素に分割して定義した。そして、こ
の流路モデルと使用樹脂データと稼働中の押出条件デー
タ及びその他解析に必要な条件データとを入力して実行
した。The flow analysis system is based on the numerical analysis by the FAN method.
It was defined by dividing the resin flow channel in the mold into 40 minute elements in total in the circumferential direction, using the one that calculates the equation of motion of fluid, the equation of continuity, and the equation of energy. Then, the flow path model, the used resin data, the extrusion condition data during operation, and other condition data necessary for analysis were input and executed.
また、構造解析システムは、有限要素法による数値解
析による市販ソフト（MSC/NASTRAN）を使用した。ま
た、金型形状は、周方向に40分割した総計4840の微小要
素に分割して定義した。そして、この金型形状モデルと
金型物性データと荷重条件データと拘束条件データ及び
その他解析に必要な条件データとを入力して実行した。The structural analysis system used commercial software (MSC / NASTRAN) by numerical analysis by the finite element method. The mold shape was defined by dividing it into 4840 minute elements, which were divided into 40 in the circumferential direction. Then, this mold shape model, mold physical property data, load condition data, constraint condition data and other condition data necessary for analysis were input and executed.
また、伝熱解析システムは、構造解析システムと同様
のソフト及び同様の金型形状モデルとし、その金型形状
モデルと金型物性データと稼働中の押出条件データと境
界条件データ及びその他解析に必要な条件データとを入
力して実行した。The heat transfer analysis system uses the same software as the structural analysis system and the same mold shape model, and is required for the mold shape model, mold physical property data, operating extrusion condition data, boundary condition data, and other analysis. It was executed by inputting various condition data.
ただし、ここで使用した流路モデルの要素（節点）
と、金型形状モデルの要素（節点）とは対応が取れてお
り、また金型形状モデルのみの作成で流路モデルが定義
できるようになっている。However, the elements of the flow path model used here (nodes)
Correspond to the elements (nodes) of the mold shape model, and the flow path model can be defined by creating only the mold shape model.
検討項目としては、分割されたヒータの温度変更に伴
う吐出量の変化を解析により予測すること、及び隣接部
の熱的干渉の影響、温度分布から生じる金型の熱応力変
化、樹脂圧による金型変形等を解析により求め、金型が
適正かどうかを検討した。また、分割ヒータの温度変更
の設定は、ブランクに対し１セクションの温度を５℃昇
温した状態とした。Items to be examined include predicting the change in the discharge amount due to the temperature change of the divided heaters by analysis, the influence of thermal interference in the adjacent part, the change in the thermal stress of the mold caused by the temperature distribution, and the metal pressure caused by the resin pressure. The mold deformation etc. were obtained by analysis, and it was examined whether the mold was appropriate. In addition, the setting for changing the temperature of the divided heaters was such that the temperature of one section was increased by 5 ° C. with respect to the blank.
次に、第３図に示す動作フローチャートを参照して、
統合解析システムの動作を説明する。Next, referring to the operation flowchart shown in FIG.
The operation of the integrated analysis system will be described.
まず初期値として成形前の金型寸法、稼働時の押出条
件、その他解析に必要なデータを入力する（ステップS1
1）。そして、次に流動解析システム１において流動解
析を行い（ステップS12）、この流動解析によって得た
樹脂温度データを、伝熱解析での樹脂との境界温度条件
として、伝熱解析システム２に与える。そして、その他
解析に必要なデータを入力して伝熱解析を行う（ステッ
プS15）。そして、この伝熱解析で得られた金型温度分
布データを構造解析の温度荷重とし、またステップS12
での流動解析で得られた圧力データを荷重条件とし、そ
の他解析に必要なデータを入力して構造解析を行う（ス
テップS18）。そして、構造解析によって得られた金型
の変形量から、流動解析の入力データである樹脂流路デ
ータの寸法を補正し、再度流動解析を実行する。このよ
うな解析ループを繰り返し実行する。そして、ステップ
S16において、伝熱解析により得られた節点での金型温
度データを、前回の出力値と比較し、その最大変化点の
温度偏差を基準とし、その値が0.1℃以下となったとこ
ろで安定であると判別し、統合解析を終了した。First, as initial values, input mold dimensions before molding, extrusion conditions during operation, and other data required for analysis (step S1
1). Then, next, a flow analysis is performed in the flow analysis system 1 (step S12), and the resin temperature data obtained by this flow analysis is given to the heat transfer analysis system 2 as a boundary temperature condition with the resin in the heat transfer analysis. Then, the heat transfer analysis is performed by inputting the data necessary for the other analysis (step S15). Then, the mold temperature distribution data obtained by this heat transfer analysis is used as the temperature load of the structural analysis, and step S12
The pressure data obtained by the flow analysis in step S1 is used as a load condition, and data necessary for analysis is input to perform structural analysis (step S18). Then, the dimension of the resin flow path data which is the input data of the flow analysis is corrected from the deformation amount of the mold obtained by the structural analysis, and the flow analysis is executed again. Such an analysis loop is repeatedly executed. And step
In S16, the mold temperature data at the node obtained by heat transfer analysis was compared with the previous output value, and the temperature deviation at the maximum change point was used as the reference, and when the value became 0.1 ° C or less, it was stable. It was judged that there was, and the integrated analysis was completed.
ステップS16によって判別される収束経過を第４図に
示す。今回の統合解析システムによれば、解析ループを
15回繰り返すことにって、温度偏差の最大変化量が0.1
℃以下となっている。そして、その最終での各変量が成
形状態の各値を示している。FIG. 4 shows the process of convergence determined in step S16. According to this integrated analysis system,
By repeating 15 times, the maximum variation of temperature deviation is 0.1
It is below ℃. Then, each variable at the end indicates each value of the molding state.
なお、統合解析を終了するかどうかの判別は、ステッ
プS13において、流動解析によって得られた圧力データ
の所定の値に収束するかどうかによっても行っており、
またステップS19において、構造解析によって得られた
変形量データが所定の値に収束するかどうかによっても
行っている。また、ステップS14では、伝熱解析を行う
必要があるかどうかの判別を行っており、ステップS17
では、構造解析を行うかどうかの判別も行っている。た
だし、ここでは具体的な判別方法の明示は省略してい
る。The determination as to whether to end the integrated analysis is also made in step S13 depending on whether or not it converges to a predetermined value of the pressure data obtained by the flow analysis.
Further, in step S19, it is also performed depending on whether or not the deformation amount data obtained by the structural analysis converges to a predetermined value. Further, in step S14, it is determined whether or not heat transfer analysis needs to be performed.
Then, it also determines whether or not to perform structural analysis. However, the specific determination method is omitted here.
統合解析の結果、分割ヒータの温度変化の設定が５℃
昇温した場合、そのセクションの吐出量は、第５図の吐
出量分布表に示すように、3.6％増加した。また、分割
ヒータの温度変更に伴う隣接部の熱的干渉については、
約１℃程上昇していた。さらに、金型の温度の変化、流
動挙動の変化に伴って金型内の樹脂圧力パターンが変化
したことにより、金型が非対称的に変形しており、金型
出口部の流路間隙（最大間隙値−最小間隙値）に約15μ
ｍ程度の差を生じた。As a result of integrated analysis, the temperature change of the split heater is set to 5 ° C.
When the temperature was raised, the discharge amount of that section increased by 3.6% as shown in the discharge amount distribution table of FIG. Also, regarding the thermal interference of the adjacent part due to the temperature change of the split heater,
It had risen by about 1 ° C. Furthermore, the resin pressure pattern inside the mold changed due to changes in the mold temperature and flow behavior, causing the mold to deform asymmetrically, and the flow path gap (maximum Gap value-minimum gap value) about 15μ
There was a difference of about m.
このような統合解析結果を基に、分割ヒータ間に設け
られた熱干渉防止のために断熱溝を拡大し、また金型の
変形を抑えるために金型（ただし、先端部のみ。）の外
径を1.5倍にするように仕様の変更を行った。そして、
仕様変更後の金型に対しても同様の統合解析を行った結
果、熱的干渉は１℃から0.6℃に減少し、変形について
も金型出口部の流路間隙差が15μｍから９μｍに減少
し、分割ヒータの温度変更（＋５℃）に伴う吐出量変化
は4.0％と増加し、温度に対する感度は0.4％向上する金
型仕様を解析により導くことができた。Based on the results of such integrated analysis, the heat insulation groove provided between the split heaters is enlarged to prevent thermal interference, and to prevent deformation of the mold, the outside of the mold (but only the tip). The specifications were changed so that the diameter was 1.5 times. And
As a result of performing the same integrated analysis for the mold after the specification change, the thermal interference was reduced from 1 ° C to 0.6 ° C, and the deformation of the flow path gap at the mold outlet was also reduced from 15μm to 9μm for deformation. However, the change in the discharge rate due to the temperature change (+ 5 ° C) of the split heater increased to 4.0%, and the sensitivity to temperature was improved by 0.4%.
（発明の効果） 本発明に係わる金型の統合解析システムは、流動解析
システムと伝熱解析システムと構造解析システムとをリ
ンクすることにより、成形中の金型状態を容易に且つ精
度良く予測することが可能であることから、この統合解
析システムを利用することにより、金型の設計、調整及
び成形条件の設定等の検討が適宜に且つ精度良く実施で
きるといった効果を奏する。(Effects of the Invention) An integrated analysis system for a mold according to the present invention predicts a mold state during molding easily and accurately by linking a flow analysis system, a heat transfer analysis system, and a structural analysis system. Therefore, by using this integrated analysis system, it is possible to appropriately and accurately study the design and adjustment of the mold and the setting of the molding conditions.
第１図は本発明に係わる金型の統合解析システムの概略
構成図、第２図は本発明の統合解析システムが適用され
るパイプ成形金型の形状を示す断面図、第３図は同シス
テムの動作を示すフローチャート、第４図は同統合解析
システムによる収束経過を示すグラフ、第５図は同統合
解析システムによる吐出量分布を示すグラフである。 １……流動解析システム ２……伝熱解析システム ３……構造解析システムFIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mold integrated analysis system according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the shape of a pipe molding mold to which the integrated analysis system of the present invention is applied, and FIG. 3 is the system. FIG. 4 is a graph showing the progress of convergence by the integrated analysis system, and FIG. 5 is a graph showing the discharge amount distribution by the integrated analysis system. 1 ... Flow analysis system 2 ... Heat transfer analysis system 3 ... Structural analysis system
Claims (1)
微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差分法、
FAN法等を含む数値解析法を使用して金型内の溶融樹脂
の流動解析を行う流動解析システムと、 プラスチック成形用金型を微小要素に分割し、有限要素
法、境界要素法、差分法等を含む数値解析法を使用して
金型の構造解析を行う構造解析システムと、 プラスチック成形用金型を微小要素に分割し、有限要素
法、境界要素法、差分法等を含む数値解析法を使用して
金型の伝熱解析を行う伝熱解析システムとを備え、 前記流動解析システムにより出力される樹脂温度データ
を前記伝熱解析システムの境界条件として伝熱解析を行
うことにより金型温度分布データを作成し、この金型温
度分布データと前記流動解析システムにより出力される
溶融樹脂の圧力データとを前記構造解析システムの境界
条件として構造解析を行うことにより金型変形データを
作成し、この金型変形データによって前記流動解析シス
テムの入力データである樹脂流路データを補正するとと
もに、前記伝熱解析システムによる伝熱解析によって作
成された金型温度分布データを入力データとして前記流
動解析を行うようにしたことを特徴とする金型の統合解
析システム。1. A resin flow path shape of a plastic molding die is divided into minute elements, and a finite element method, a boundary element method, a difference method,
A flow analysis system that analyzes the flow of molten resin in a mold using numerical analysis methods including the FAN method, etc., and a plastic molding mold is divided into minute elements, and the finite element method, boundary element method, difference method A structural analysis system that analyzes the structure of a mold using a numerical analysis method that includes, etc., and a numerical analysis method that divides the plastic molding mold into minute elements and includes the finite element method, boundary element method, difference method, etc. And a heat transfer analysis system for conducting heat transfer analysis of the mold using the resin temperature data output by the flow analysis system as a boundary condition of the heat transfer analysis system to perform the heat transfer analysis. Temperature distribution data is created, and the mold deformation data is obtained by performing structural analysis using the mold temperature distribution data and the molten resin pressure data output by the flow analysis system as boundary conditions of the structural analysis system. Data is created, and the resin flow path data that is the input data of the flow analysis system is corrected by this mold deformation data, and the mold temperature distribution data created by the heat transfer analysis by the heat transfer analysis system is input data. An integrated analysis system for a die, characterized in that the flow analysis is performed as the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220448A JP2540232B2 (en) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | Integrated mold analysis system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220448A JP2540232B2 (en) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | Integrated mold analysis system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04102179A JPH04102179A (en) | 1992-04-03 |
| JP2540232B2 true JP2540232B2 (en) | 1996-10-02 |
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-
1990
- 1990-08-21 JP JP2220448A patent/JP2540232B2/en not_active Expired - Lifetime
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