JP2812381B2 - 射出成形金型の製造方法 - Google Patents
射出成形金型の製造方法Info
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- JP2812381B2 JP2812381B2 JP5213094A JP21309493A JP2812381B2 JP 2812381 B2 JP2812381 B2 JP 2812381B2 JP 5213094 A JP5213094 A JP 5213094A JP 21309493 A JP21309493 A JP 21309493A JP 2812381 B2 JP2812381 B2 JP 2812381B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
- B29C33/3835—Designing moulds, e.g. using CAD-CAM
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、部分的に肉厚が異なる
ワークを成形する金型であって、成形時に肉厚ごとの必
要最低樹脂圧を確保し得る射出成形金型の製造方法に関
する。
ワークを成形する金型であって、成形時に肉厚ごとの必
要最低樹脂圧を確保し得る射出成形金型の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば射出成形金型を製造する
際、設計した金型に対する樹脂成形挙動をコンピュータ
でシミュレートし、最適な金型を短時間に設計出来るよ
うにしたものが知られている。例えば特開平２―７２９
１６号はかかるシミュレーション装置を提供するもので
あり、製品の形状データを入力することで自動的に金型
の設計演算を行う金型設計演算装置と、与えられた条件
下で金型内の樹脂挙動のシミュレーション解析を行う樹
脂成形解析装置と、この樹脂成形解析装置に解析用デー
タを与える入力装置と、解析結果を表示する出力装置
と、これら各装置に接続されるデータベースとを備えて
おり、このシミュレーション解析の結果をＮＣデータと
して出力し金型を製作するようにしている。
際、設計した金型に対する樹脂成形挙動をコンピュータ
でシミュレートし、最適な金型を短時間に設計出来るよ
うにしたものが知られている。例えば特開平２―７２９
１６号はかかるシミュレーション装置を提供するもので
あり、製品の形状データを入力することで自動的に金型
の設計演算を行う金型設計演算装置と、与えられた条件
下で金型内の樹脂挙動のシミュレーション解析を行う樹
脂成形解析装置と、この樹脂成形解析装置に解析用デー
タを与える入力装置と、解析結果を表示する出力装置
と、これら各装置に接続されるデータベースとを備えて
おり、このシミュレーション解析の結果をＮＣデータと
して出力し金型を製作するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の技術
は、金型設計演算装置に入力される製品の形状データは
すでに決定されており、所定形状のもとで必要射出圧力
や型締め力を算出したり、又は所定形状のもとで成形不
良を招かない最適のゲート位置、ゲート数等を求めるた
めに使用されるものであって、例えばワークの肉厚を部
分的に変えるような場合に、いかなる肉厚分布にすれば
射出圧力、型締め力の増加を招かず、外観品質が低下せ
ず、或いは剛性が維持されるか等の最適形状を求めるよ
うな場合には適用出来なかった。すなわち、例えば車両
用部品であって軽量化が望まれているような場合にはワ
ークの肉厚を部分的に薄肉化すればよいが、薄肉化する
部分を適切にしないと射出圧力又は型締め力が増大して
装置の大型化を招いたり、或いは肉厚の変化に伴ってヒ
ケ、ソリ等のデフォームが発生しやすくなって商品性を
低下させることがあり、このような場合にいかなる肉厚
構造をとるのが最適であるか等の形状決定のための解析
を前記の技術では行うことが出来なかった。また、肉厚
の変化に伴う解析を行う際、特にヒケ等の生じやすい厚
肉部の成形不良を防止するため厚肉部を基準にして必要
最低樹脂圧を設定し、ワークの端末部を含む全領域でこ
の必要最低樹脂圧を確保しようとすると、必要以上に樹
脂圧がかかる部分が発生し無駄が生じるという問題があ
った。
は、金型設計演算装置に入力される製品の形状データは
すでに決定されており、所定形状のもとで必要射出圧力
や型締め力を算出したり、又は所定形状のもとで成形不
良を招かない最適のゲート位置、ゲート数等を求めるた
めに使用されるものであって、例えばワークの肉厚を部
分的に変えるような場合に、いかなる肉厚分布にすれば
射出圧力、型締め力の増加を招かず、外観品質が低下せ
ず、或いは剛性が維持されるか等の最適形状を求めるよ
うな場合には適用出来なかった。すなわち、例えば車両
用部品であって軽量化が望まれているような場合にはワ
ークの肉厚を部分的に薄肉化すればよいが、薄肉化する
部分を適切にしないと射出圧力又は型締め力が増大して
装置の大型化を招いたり、或いは肉厚の変化に伴ってヒ
ケ、ソリ等のデフォームが発生しやすくなって商品性を
低下させることがあり、このような場合にいかなる肉厚
構造をとるのが最適であるか等の形状決定のための解析
を前記の技術では行うことが出来なかった。また、肉厚
の変化に伴う解析を行う際、特にヒケ等の生じやすい厚
肉部の成形不良を防止するため厚肉部を基準にして必要
最低樹脂圧を設定し、ワークの端末部を含む全領域でこ
の必要最低樹脂圧を確保しようとすると、必要以上に樹
脂圧がかかる部分が発生し無駄が生じるという問題があ
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明はワークの肉厚に応じて射出成形時の必要最
低樹脂圧を設定し、ワークの形状データ及び樹脂成形解
析用データを入力して、前記形状データのうちワークの
肉厚データを部分的に変化させて樹脂流動解析を行うよ
うにした。そして、ワークの成形に必要な必要型締め力
が射出成形機の型締め能力を越えない範囲内で且つワー
ク端末部にかかる圧力が前記ワークの肉厚に応じた必要
最低樹脂圧以上となるようにワークの肉厚分布を決定
し、この決定された肉厚データの出力と前記形状データ
に基づいて金型を製造するようにした。
め、本発明はワークの肉厚に応じて射出成形時の必要最
低樹脂圧を設定し、ワークの形状データ及び樹脂成形解
析用データを入力して、前記形状データのうちワークの
肉厚データを部分的に変化させて樹脂流動解析を行うよ
うにした。そして、ワークの成形に必要な必要型締め力
が射出成形機の型締め能力を越えない範囲内で且つワー
ク端末部にかかる圧力が前記ワークの肉厚に応じた必要
最低樹脂圧以上となるようにワークの肉厚分布を決定
し、この決定された肉厚データの出力と前記形状データ
に基づいて金型を製造するようにした。
【０００５】
【作用】一般的に射出成形時のキャビティ内の樹脂圧力
は、肉厚一定の場合、充填上流側が高く充填末端側が低
くなり、また、肉厚に差がある場合、厚肉部にはヒケ等
の成形不良が生じやすい等の特性がある。そこで、ワー
クの肉厚に応じて射出成形時の必要最低樹脂圧を設定
し、ワーク端末部でその設定された値を上まわっている
か否かを判定すれば、成形不良を招かないでしかも無駄
が生じない肉厚設定が容易に求まる。そして、この肉厚
分布に基づいて金型を設計・製造する。
は、肉厚一定の場合、充填上流側が高く充填末端側が低
くなり、また、肉厚に差がある場合、厚肉部にはヒケ等
の成形不良が生じやすい等の特性がある。そこで、ワー
クの肉厚に応じて射出成形時の必要最低樹脂圧を設定
し、ワーク端末部でその設定された値を上まわっている
か否かを判定すれば、成形不良を招かないでしかも無駄
が生じない肉厚設定が容易に求まる。そして、この肉厚
分布に基づいて金型を設計・製造する。
【０００６】
【実施例】本発明の射出成形金型の製造方法の実施例に
ついて添付した図面に基づき説明する。図１は本案の製
造方法を示す工程図、図２はワークの肉厚と必要最低樹
脂圧の関係の一例を示す表、図３はワークの一例である
バンパの斜視図である。
ついて添付した図面に基づき説明する。図１は本案の製
造方法を示す工程図、図２はワークの肉厚と必要最低樹
脂圧の関係の一例を示す表、図３はワークの一例である
バンパの斜視図である。
【０００７】本発明の射出成形金型の製造方法は、例え
ば図３に示すような樹脂製の車両用バンパ１を部分的に
薄肉化して成形する金型の製造方法に適用され、このバ
ンパ１は、縦幅方向に約３分割した際、上方となるバン
パ上部１ａと、中間となるバンパ中間部１ｂと、下方と
なるバンパ下部１ｃからなり、樹脂は例えばバンパ上部
１ａの上端中央部のゲート部１ｄから注入される。そし
て、バンパ１と一体に成形されるゲート部１ｄは後工程
で切除される。
ば図３に示すような樹脂製の車両用バンパ１を部分的に
薄肉化して成形する金型の製造方法に適用され、このバ
ンパ１は、縦幅方向に約３分割した際、上方となるバン
パ上部１ａと、中間となるバンパ中間部１ｂと、下方と
なるバンパ下部１ｃからなり、樹脂は例えばバンパ上部
１ａの上端中央部のゲート部１ｄから注入される。そし
て、バンパ１と一体に成形されるゲート部１ｄは後工程
で切除される。
【０００８】そして、従来であれば、このバンパ１は全
体に亘って、例えば４mm程度の肉厚一定で成形されてい
るものであるが、本案では軽量化のため部分的に薄肉化
しており、この際、最も経済的な樹脂圧でヒケ、ソリ等
のデフォームを招かず、しかもバンパ機能としての剛性
を低下させないよう図っている。
体に亘って、例えば４mm程度の肉厚一定で成形されてい
るものであるが、本案では軽量化のため部分的に薄肉化
しており、この際、最も経済的な樹脂圧でヒケ、ソリ等
のデフォームを招かず、しかもバンパ機能としての剛性
を低下させないよう図っている。
【０００９】つまり、一般に樹脂圧力は充填上流側が高
く充填末端側が低くなり、肉厚一定のバンパ１構造の場
合、ゲート部１ｄから遠いバンパ下部１ｃの樹脂圧は、
ゲート部１ｄに近いバンパ上部１ａの樹脂圧より低くな
りがちであり、例えば樹脂圧一定でバンパ下部１ｃの樹
脂圧を規定圧にすると、バンパ上部１ａの樹脂圧が規定
圧から必要以上に大きくなる。また、肉厚を変化させる
ような場合、一般に肉厚が厚い程、樹脂圧を高めなけれ
ばヒケ等が生じやすくなる。
く充填末端側が低くなり、肉厚一定のバンパ１構造の場
合、ゲート部１ｄから遠いバンパ下部１ｃの樹脂圧は、
ゲート部１ｄに近いバンパ上部１ａの樹脂圧より低くな
りがちであり、例えば樹脂圧一定でバンパ下部１ｃの樹
脂圧を規定圧にすると、バンパ上部１ａの樹脂圧が規定
圧から必要以上に大きくなる。また、肉厚を変化させる
ような場合、一般に肉厚が厚い程、樹脂圧を高めなけれ
ばヒケ等が生じやすくなる。
【００１０】このため、樹脂圧が低下しやすいバンパ下
部１ｃを薄肉にすると、薄肉によってヒケ等が抑制され
るのみならずより軽量化することが出来、しかも肉厚一
定の時と同じ樹脂圧で成形出来るが、どの程度の範囲を
薄肉部にするのが最適であるかを決定する必要がある。
そこで、本案では以下に述べるような手順でバンパ１の
最適肉厚分布を求め、これを金型加工用のＮＣデータと
して取り出すようにしている。
部１ｃを薄肉にすると、薄肉によってヒケ等が抑制され
るのみならずより軽量化することが出来、しかも肉厚一
定の時と同じ樹脂圧で成形出来るが、どの程度の範囲を
薄肉部にするのが最適であるかを決定する必要がある。
そこで、本案では以下に述べるような手順でバンパ１の
最適肉厚分布を求め、これを金型加工用のＮＣデータと
して取り出すようにしている。
【００１１】すなわち、本発明は、まず、バンパ１のよ
うな製品を射出成形するにあたり、図２に示すように、
実験等によって製品の肉厚（mm）に応じてヒケ等の成形
不良を招かない必要最低樹脂圧（kgf/cm2）を求める。
うな製品を射出成形するにあたり、図２に示すように、
実験等によって製品の肉厚（mm）に応じてヒケ等の成形
不良を招かない必要最低樹脂圧（kgf/cm2）を求める。
【００１２】そして、前記のように薄肉部に較べて厚肉
部の方がヒケ等の成形不良が起きやすいため、図２の表
の縦軸に示される必要最低樹脂圧は、横軸に示される肉
厚が厚くなるに連れて値が高くなっている。
部の方がヒケ等の成形不良が起きやすいため、図２の表
の縦軸に示される必要最低樹脂圧は、横軸に示される肉
厚が厚くなるに連れて値が高くなっている。
【００１３】次に、図１の工程図に示すように、金型設
計ＣＡＤシステムに例えば肉厚データを除くバンパの形
状データを入力し、この形状をメッシュ分割して有限要
素法による解析モデルを作成する。
計ＣＡＤシステムに例えば肉厚データを除くバンパの形
状データを入力し、この形状をメッシュ分割して有限要
素法による解析モデルを作成する。
【００１４】そしてこの金型設計ＣＡＤシステムに樹脂
成形解析用データを入力する。この樹脂成形解析用デー
タは、例えば樹脂の種類、樹脂の物性、金型温度、ゲー
トの位置、ゲート形状、射出圧力等のデータである。
成形解析用データを入力する。この樹脂成形解析用デー
タは、例えば樹脂の種類、樹脂の物性、金型温度、ゲー
トの位置、ゲート形状、射出圧力等のデータである。
【００１５】次いで部分薄肉範囲を仮設定して樹脂流動
解析を行う。
解析を行う。
【００１６】つまり、例えばゲート部１ｄに近いバンパ
上部１ａを所定厚みの厚肉部とし、バンパ下部１ｃをそ
れより薄い薄肉部としてそれぞれの範囲を仮設定し、こ
の仮設定した肉厚条件で樹脂圧力分布と必要型締め力を
求め、端末部の樹脂圧が肉厚に応じた必要最低樹脂圧を
満足するか否かを確認する。そして、満足していない時
は部分薄肉範囲を修正しながら満足するまで成形解析を
繰り返す。
上部１ａを所定厚みの厚肉部とし、バンパ下部１ｃをそ
れより薄い薄肉部としてそれぞれの範囲を仮設定し、こ
の仮設定した肉厚条件で樹脂圧力分布と必要型締め力を
求め、端末部の樹脂圧が肉厚に応じた必要最低樹脂圧を
満足するか否かを確認する。そして、満足していない時
は部分薄肉範囲を修正しながら満足するまで成形解析を
繰り返す。
【００１７】この時の解析要領の一例は次の通りであ
る。例えば図３のバンパ１において、Ａ部の肉厚を４m
m、Ｂ部の肉厚を３mmとした場合で、図２から４mmの肉
厚の必要最低樹脂圧が２４０kg/cm2、３mmの肉厚の必要
最低樹脂圧が１５０kg/cm2が得られたとすると、今、Ａ
部が２４０kg/cm2、Ｂ部が８０kg/cm2であれば、Ｂ部に
充填不良が発生し、面歪が大きくなり、成形機が不適切
であることが判る。
る。例えば図３のバンパ１において、Ａ部の肉厚を４m
m、Ｂ部の肉厚を３mmとした場合で、図２から４mmの肉
厚の必要最低樹脂圧が２４０kg/cm2、３mmの肉厚の必要
最低樹脂圧が１５０kg/cm2が得られたとすると、今、Ａ
部が２４０kg/cm2、Ｂ部が８０kg/cm2であれば、Ｂ部に
充填不良が発生し、面歪が大きくなり、成形機が不適切
であることが判る。
【００１８】このため、Ｂ部の樹脂圧を基準の１５０kg
/cm2に高める必要があり、成形機の能力範囲内で薄肉部
の範囲を狭める等の修正を行う必要がある。
/cm2に高める必要があり、成形機の能力範囲内で薄肉部
の範囲を狭める等の修正を行う必要がある。
【００１９】次に同様の条件でＡ部が２４０kg/cm2、Ｂ
部が２２０kg/cm2とすると、軽量化の効果が不十分であ
ることを示し、薄肉部の範囲を一層広げるよう修正出来
ることが判る。
部が２２０kg/cm2とすると、軽量化の効果が不十分であ
ることを示し、薄肉部の範囲を一層広げるよう修正出来
ることが判る。
【００２０】そして射出成形機の能力を越えない範囲で
理想状態に近づけることで、品質を良好にして最大の軽
量効果が得られる肉厚分布が決定される。そして、こう
して得られた最適肉厚分布を金型の加工データとしてデ
ータベースに登録し、ＣＡＭシステムを介してＮＣデー
タとして出力させる。つまり、このＮＣデータに基づい
て金型加工が行われる。
理想状態に近づけることで、品質を良好にして最大の軽
量効果が得られる肉厚分布が決定される。そして、こう
して得られた最適肉厚分布を金型の加工データとしてデ
ータベースに登録し、ＣＡＭシステムを介してＮＣデー
タとして出力させる。つまり、このＮＣデータに基づい
て金型加工が行われる。
【００２１】尚、実施例の場合には、例えば、バンパ上
部１ａの厚肉部と、バンパ下部１ｃの薄肉部の間のバン
パ中間部１ｂに徐変部を設け、肉厚を厚肉から薄肉へ徐
々に変化させている。ここで、厚肉部と薄肉部の間に徐
変部を設けているのは、例えば階段状のように急激に変
化させると厚肉部と薄肉部の収縮率差が異なって、境界
部に大きな応力が発生してソリ、変形等の不具合を生じ
やすくなるからである。
部１ａの厚肉部と、バンパ下部１ｃの薄肉部の間のバン
パ中間部１ｂに徐変部を設け、肉厚を厚肉から薄肉へ徐
々に変化させている。ここで、厚肉部と薄肉部の間に徐
変部を設けているのは、例えば階段状のように急激に変
化させると厚肉部と薄肉部の収縮率差が異なって、境界
部に大きな応力が発生してソリ、変形等の不具合を生じ
やすくなるからである。
【００２２】そして、以上のような方法において、肉厚
に応じたそれぞれの必要最低樹脂圧を満足させるように
流動解析することで、例えば肉厚差に関係なく１つの必
要最低樹脂圧を基準として設定し、それに基づいて解析
する場合に較べてより軽量化を図ることが出来る。
に応じたそれぞれの必要最低樹脂圧を満足させるように
流動解析することで、例えば肉厚差に関係なく１つの必
要最低樹脂圧を基準として設定し、それに基づいて解析
する場合に較べてより軽量化を図ることが出来る。
【００２３】また、以上のような実施例において、ゲー
ト部１ｄから一番遠いバンパ１のＢ部をワーク端末部と
しているが、ワーク形状によって、或いはゲートの位置
等によってワーク端末部が決定されるものであることは
いうまでもない。
ト部１ｄから一番遠いバンパ１のＢ部をワーク端末部と
しているが、ワーク形状によって、或いはゲートの位置
等によってワーク端末部が決定されるものであることは
いうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明の射出成形金型の製
造方法は、肉厚に応じた必要最低樹脂圧に基づいて解析
するようにしたため、特に樹脂成形圧を一定に保ちなが
ら製品の軽量化を図るような際に有効であり、成形不良
を起こさない肉厚分布を容易に決定することが出来る。
また、射出成形機の能力が有効に活用され、無駄に樹脂
圧がかかる箇所が無くなる。そして、製品の軽量化のみ
ならず、材料削減によるコストダウン化も図られる等の
効果を奏する。
造方法は、肉厚に応じた必要最低樹脂圧に基づいて解析
するようにしたため、特に樹脂成形圧を一定に保ちなが
ら製品の軽量化を図るような際に有効であり、成形不良
を起こさない肉厚分布を容易に決定することが出来る。
また、射出成形機の能力が有効に活用され、無駄に樹脂
圧がかかる箇所が無くなる。そして、製品の軽量化のみ
ならず、材料削減によるコストダウン化も図られる等の
効果を奏する。
【図１】本発明の製造方法のブロック図
【図２】ワークの肉厚と必要最低樹脂圧の関係の一例を
示す表
示す表
【図３】ワークの一例であるバンパの斜視図
１ バンパ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−72916（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−314125（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−155526（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 45/26 - 45/44 B29C 33/00 - 33/76
Claims (1)
- 【請求項１】 ワークの肉厚に応じて射出成形時の必要
最低樹脂圧を設定する工程と、ワークの形状データ及び
樹脂成形解析用データを入力する工程と、前記形状デー
タのうちワークの肉厚データを部分的に変化させて樹脂
流動解析を行い、ワークの成形に必要な必要型締め力が
射出成形機の型締め能力を越えない範囲内で且つワーク
端末部にかかる圧力が前記ワークの肉厚に応じた必要最
低樹脂圧以上となるようにワークの肉厚分布を決定する
工程と、この決定された肉厚データの出力と前記形状デ
ータに基づいて金型を製造する工程からなることを特徴
とする射出成形金型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5213094A JP2812381B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 射出成形金型の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5213094A JP2812381B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 射出成形金型の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760800A JPH0760800A (ja) | 1995-03-07 |
| JP2812381B2 true JP2812381B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=16633467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5213094A Expired - Fee Related JP2812381B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 射出成形金型の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812381B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-27 JP JP5213094A patent/JP2812381B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760800A (ja) | 1995-03-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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