JP2998596B2 - Fluid flow process analysis device, analysis method, injection molding process analysis device, analysis method, injection molded product, and method for manufacturing injection molded product - Google Patents

Fluid flow process analysis device, analysis method, injection molding process analysis device, analysis method, injection molded product, and method for manufacturing injection molded product

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JP2998596B2 JP17101895A JP17101895A JP2998596B2 JP 2998596 B2 JP2998596 B2 JP 2998596B2 JP 17101895 A JP17101895 A JP 17101895A JP 17101895 A JP17101895 A JP 17101895A JP 2998596 B2 JP2998596 B2 JP 2998596B2
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は流体流動過程におけ
る流体の圧力もしくは圧力変化もしくは流動速度の分布
を求め、これにより流体流動過程を解析する解析装置、
解析方法、これら装置または方法を射出成形過程に適用
する解析装置、解析方法およびかかる射出成形過程の解
析方法を用いて射出成形条件を決定して射出成形品を製
造する方法およびかかる方法により製造された射出成形
品に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an analysis apparatus for determining a pressure or a change in pressure or a distribution of a flow velocity of a fluid in a fluid flow process, and analyzing the fluid flow process thereby.
An analysis method, an analysis apparatus that applies these devices or methods to an injection molding process, a method of determining an injection molding condition by using the analysis method and the analysis method of the injection molding process, and a method of manufacturing an injection molded product, and a method manufactured by such a method. Injection molded articles.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に射出成形過程をはじめとする流体
流動過程をコンピュータ・シミュレーションにより再現
する射出成形過程等の解析方法が広く実用化されてい
る。以下流体流動過程の解析方法の具体例として、射出
成形過程の解析方法を中心に説明する。
2. Description of the Related Art Generally, analysis methods such as an injection molding process for reproducing a fluid flow process including an injection molding process by computer simulation have been widely put into practical use. Hereinafter, as a specific example of the analysis method of the fluid flow process, the analysis method of the injection molding process will be mainly described.

【0003】これらの射出成形過程の解析方法は、射出
成形品等の製品開発において高品質化、効率化、低コス
ト化に貢献している。その活用方法などについては、た
とえば特開平3−224712号公報、特開平4−15
2120号公報、特開平4−305424号公報、特開
平4−331125号公報などに開示されている。こう
した射出成形過程の解析方法は、いずれも2次元的なモ
デルを用いて各部の圧力や温度、あるいはせん断応力な
どの変化を求めるものである。
[0003] These methods of analyzing the injection molding process contribute to high quality, efficiency, and low cost in the development of products such as injection molded products. For the method of utilizing the method, see, for example, JP-A-3-224712 and JP-A-4-15.
No. 2,120, JP-A-4-305424, JP-A-4-331125, and the like. All of these methods of analyzing the injection molding process use a two-dimensional model to obtain changes in pressure, temperature, shear stress, and the like of each part.

【0004】これら従来の射出成形過程等の解析方法に
おいては、流体の流れ込むキャビティのモデル(射出成
形品と同一形状を有する成形型のモデル)として2次元
的なモデルを用いているため、キャビティ内部の各部を
多数の三角形または四角形などの2次元的微小要素に分
割し、コンピュータによる数値解析の手法を用いて、各
微小要素における圧力や温度、あるいはせん断応力など
の変化を求めている。従来の射出成形過程の解析方法で
は、キャビティの全体寸法に対してその厚さが薄い場合
など、キャビティの形状が2次元図形の組み合わせなど
によって近似できる場合には、精度の高い解析結果を得
ることができる。
In these conventional methods of analyzing the injection molding process and the like, a two-dimensional model is used as a model of a cavity into which a fluid flows (a model of a mold having the same shape as an injection molded product). Are divided into a large number of two-dimensional microelements such as triangles or squares, and changes in pressure, temperature, shear stress, and the like in each microelement are obtained using a computer numerical analysis technique. With the conventional analysis method of the injection molding process, when the shape of the cavity can be approximated by a combination of two-dimensional figures, such as when the thickness of the cavity is small relative to the overall dimensions, a highly accurate analysis result can be obtained. Can be.

【0005】しかし、肉厚が5mmを越える製品や全体
寸法が小さいコネクタなどの小物成形品では、肉厚方向
への流動など3次元的な流動の影響が強く現れるために
従来の解析方法では精度良く解析することができなかっ
た。また、薄肉の成形品であっても段差部分やコーナー
部分などの局所的な流動状態を精密に解析するために
は、平面的な要素を用いる従来方法ではほとんど有用な
情報は得ることができなかった。
However, in the case of products having a thickness exceeding 5 mm or small molded products such as connectors having small overall dimensions, the influence of three-dimensional flow such as flow in the thickness direction appears strongly. Could not be analyzed well. Moreover, even in the case of a thin molded product, in order to accurately analyze a local flow state such as a step portion or a corner portion, almost no useful information can be obtained by the conventional method using a planar element. Was.

【0006】たとえばT字型成形品の場合、従来の射出
成形過程の解析方法によれば、図17のような2次元的
なモデルを使用するため、交差部分の形状を正しく表現
することができなかった。
For example, in the case of a T-shaped molded product, according to the conventional method of analyzing the injection molding process, since the two-dimensional model as shown in FIG. 17 is used, the shape of the intersection can be correctly expressed. Did not.

【0007】そこで、図3のような3次元的なモデルを
用い、有限要素法あるいは差分法などに代表される一般
的な数値流体解析手法により解析する方法も考えられ
る。この場合は、対象のモデルは六面体や三角錘、三角
柱などの3次元的な微小要素に分割される。このような
モデルを用い、一般的な数値流体解析手法により解析す
れば、実際の形状に忠実なモデル化が可能になり、解析
の精度を高めることができる。
[0007] Therefore, a method of using a three-dimensional model as shown in FIG. 3 and performing analysis using a general numerical fluid analysis method represented by a finite element method or a difference method is also conceivable. In this case, the target model is divided into three-dimensional small elements such as a hexahedron, a triangular pyramid, and a triangular prism. If an analysis is performed using such a model by a general numerical fluid analysis method, modeling that is faithful to the actual shape can be performed, and the accuracy of the analysis can be improved.

【0008】しかしながらこのような一般的な3次元解
析の手法を適用すると、計算量が膨大となり、計算時間
が非常に長くなり実用的ではない。これは以下のような
理由による。すなわち、射出成形過程における流動は、
時間と共に充填範囲が広がる移動境界問題である。また
一般に射出成形材料は、流動特性を表す粘度が温度やせ
ん断速度に依存して変化する非ニュートン流体であり、
この粘度を左右する温度も時間と共に刻々と変化する。
このように複雑な流動を3次元的に解析するためには膨
大な計算時間と計算機容量を必要とした。そのため、実
機による試作をシミュレーションで代替して効率化、低
コスト化を図ることが実用上困難であった。
However, when such a general three-dimensional analysis method is applied, the amount of calculation becomes enormous, and the calculation time becomes extremely long, which is not practical. This is for the following reasons. That is, the flow in the injection molding process is
This is a moving boundary problem in which the filling range expands with time. In general, injection molding materials are non-Newtonian fluids whose viscosity, which represents flow characteristics, changes depending on temperature and shear rate.
The temperature that determines this viscosity also changes with time.
In order to analyze such a complicated flow three-dimensionally, an enormous amount of calculation time and computer capacity were required. Therefore, it has been practically difficult to reduce the cost and reduce the efficiency by substituting the prototype with the actual machine by simulation.

【0009】したがって、上記のような従来の射出成形
過程の解析方法および解析装置によって射出成形品の射
出成形条件を求めて射出成形品を製造する場合は、解析
の精度が不十分なために好ましい条件で射出成形品を製
造することができないか、生産性が非常に低いかのいず
れかもしくは両方の問題が発生した。
Therefore, when an injection molded article is manufactured by determining the injection molding conditions of the injection molded article by the conventional method and apparatus for analyzing the injection molding process as described above, the accuracy of the analysis is insufficient, which is preferable. Either the injection molding cannot be manufactured under the conditions, or the productivity is very low, or both.

【0010】また、かかる製造工程で製造された射出成
形品は、最適の条件で製造されないために強度などの点
に問題を有するものであった。
[0010] In addition, the injection-molded product manufactured in such a manufacturing process has a problem in strength and the like because it is not manufactured under optimum conditions.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、上記問題点に鑑みなされたもので、流体流動過程の
解析において、3次元的なモデルを用いて流体の流路の
形状を忠実に再現し、なおかつ実用的な計算時間内に精
密な解析を実現する流体流動過程の解析装置および解析
方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems. In analyzing a fluid flow process, the shape of a fluid flow path is determined using a three-dimensional model. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for analyzing a fluid flow process that faithfully reproduces and realizes a precise analysis within a practical calculation time.

【0012】また、本発明の第2の目的は、射出成形品
の射出成形過程の解析において、3次元的なモデルを用
いて成形品の形状を忠実に再現し、なおかつ実用的な計
算時間内に精密な解析を実現する射出成形条件決定のた
めの射出成形過程の解析装置および解析方法を提供する
ことにある。
A second object of the present invention is to analyze the injection molding process of an injection molded product by faithfully reproducing the shape of the molded product by using a three-dimensional model, and within a practical calculation time. Injection molding condition determination to realize accurate analysis
An object of the present invention is to provide an apparatus and method for analyzing an injection molding process.

【0013】また、本発明の第3の目的は、かかる射出
成形過程の解析装置を用いて、製品形状、成形型設計、
材料選定などの射出成形条件を決定することにより高品
質な射出成形品を効率良く製造する方法を提供すること
にある。
Further, a third object of the present invention is to provide a product shape, mold design,
An object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a high-quality injection molded product by determining injection molding conditions such as material selection.

【0014】また、本発明の第4の目的は、かかる射出
成形品の製造方法を用いて最適の条件で製造された射出
成形品を提供することにある。
A fourth object of the present invention is to provide an injection-molded article manufactured under optimum conditions by using such an injection-molded article manufacturing method.

【0015】本発明によれば、流体の流動するキャビテ
ィの少なくとも一部を多数の微小要素に分割した3次元
モデルを構築する3次元モデル構築手段と、該各微小要
素において該微小要素がキャビティ壁面に近い位置にあ
る場合は小さい値となるように流体の流動コンダクタン
スκを決定し、一方、遠い位置にある場合は大きい値と
なるように流体の流動コンダクタンスκを決定する流動
コンダクタンス決定手段と、該流動コンダクタンスκに
基づいて前記各微小要素における前記流体の圧力を求め
る圧力算出手段と、解析結果の出力手段とを備えてなる
ことを特徴とする、流体の流動過程の解析装置である。
According to the present invention, a three-dimensional model constructing means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a large number of microelements, and in each of the microelements, the microelement has a cavity wall surface. A flow conductance determining means for determining the flow conductance κ of the fluid so as to have a small value when located at a position close to, and a flow conductance κ of the fluid so as to have a large value when located at a distant position; An apparatus for analyzing a flow process of a fluid, comprising: pressure calculating means for obtaining the pressure of the fluid in each of the microelements based on the flow conductance κ; and output means for outputting an analysis result .

【0016】また、本発明によれば、流体の流動するキ
ャビティの少なくとも一部を多数の微小要素に分割した
3次元モデルを構築する3次元モデル構築手段と、該各
微小要素において該微小要素がキャビティ壁面に近い位
置にある場合は小さい値となるように流体の流動コンダ
クタンスκを決定し、一方、遠い位置にある場合は大き
い値となるように流体の流動コンダクタンスκを決定す
る流動コンダクタンス決定手段と、該流動コンダクタン
スκに基づいて前記各微小要素における前記流体の圧力
変化を求める圧力変化算出手段と、解析結果の出力手段
を備えてなることを特徴とする、流体の流動過程の解
析装置が提供される。
Further, according to the present invention, a three-dimensional model constructing means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a number of minute elements, Flow conductance determining means for determining the flow conductance κ of the fluid so as to have a small value when the position is close to the cavity wall surface, and determining the flow conductance κ of the fluid so as to have a large value when the position is far from the cavity wall surface. Pressure change calculating means for obtaining a pressure change of the fluid in each of the microelements based on the flow conductance κ, and an output means for an analysis result
And characterized in that it comprises the door, analyzer flow process of fluid.

【0017】また、本発明によれば、流体の流動するキ
ャビティの少なくとも一部を多数の微小要素に分割した
3次元モデルを構築する3次元モデル構築手段と、該各
微小要素において該微小要素がキャビティ壁面に近い位
置にある場合は小さい値となるように流体の流動コンダ
クタンスκを決定し、一方、遠い位置にある場合は大き
い値となるように流体の流動コンダクタンスκを決定す
る流動コンダクタンス決定手段と、該流動コンダクタン
スκに基づいて前記各微小要素における前記流体の流動
速度を求める流動速度算出手段と、解析結果の出力手段
を備えてなることを特徴とする、流体流動過程の解析
装置が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a three-dimensional model constructing means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a large number of minute elements. Flow conductance determining means for determining the flow conductance κ of the fluid so as to have a small value when the position is close to the cavity wall surface, and determining the flow conductance κ of the fluid so as to have a large value when the position is far from the cavity wall surface. Flow velocity calculation means for calculating the flow velocity of the fluid in each of the microelements based on the flow conductance κ; and output means for analysis results
And a device for analyzing a fluid flow process.

【0018】また、本発明によれば、流体の流動するキ
ャビティの少なくとも一部を多数の微小要素に分割した
3次元モデルを構築し、該各微小要素において該微小要
素がキャビティ壁面に近い位置にある場合は小さい値と
なるように、一方、遠い位置にある場合は大きい値とな
るように流体の流動コンダクタンスκを決定し、得られ
た該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素に
おける前記射出成形材料の圧力を求め、得られた該圧力
により前記流体の流動過程を解析し、解析結果を出力す
ることを特徴とする、流体の流動過程の解析方法が提供
される。
Further, according to the present invention, to construct a three-dimensional model divided at least a portion of the cavity for fluid flow into a number of microelements, fine small essential to have your the respective microelements
If the element is near the cavity wall,
On the other hand, if it is far away, the value will be large.
The flow conductance κ of the fluid determined in so that, on the basis of the obtained flowable conductance κ determined pressure of the injection molding material in each minute element, the resulting pressure by analyzing the flow process of said fluid And a method of analyzing a flow process of a fluid, which outputs an analysis result.

【0019】また、本発明によれば、流体の流動するキ
ャビティの少なくとも一部を多数の微小要素に分割した
3次元モデルを構築し、前記各微小要素において該微小
要素がキャビティ壁面に近い位置にある場合は小さい値
となるように、一方、遠い位置にある場合は大きい値と
なるように流体の流動コンダクタンスκを決定し、得ら
れた該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素
における前記流体の圧力変化を求め、得られた該圧力変
化により前記流体の流動過程を解析し、解析結果を出力
することを特徴とする、流体の流動過程の解析方法が提
供される。
Further, according to the present invention, to construct a three-dimensional model divided at least in part on a number of infinitesimal elements cavity for fluid flow, the fine small to have you to the each microelement
Small value if the element is close to the cavity wall
On the other hand, if it is far away,
The flow conductance κ of the fluid is determined so as to obtain the pressure change of the fluid in each of the microelements based on the obtained flow conductance κ, and the flow process of the fluid is analyzed based on the obtained pressure change. And a method of analyzing a flow process of a fluid, which outputs an analysis result.

【0020】また、本発明によれば、流体の流動するキ
ャビティの少なくとも一部を多数の微小要素に分割した
3次元モデルを構築し、流体の前記各微小要素において
該微小要素がキャビティ壁面に近い位置にある場合は小
さい値となるように、一方、遠い位置にある場合は大き
い値となるように流動コンダクタンスκを決定し、得ら
れた該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素
における前記流体の流動速度を求め、得られた該流動速
度により前記流体の流動過程を解析し、解析結果を出力
することを特徴としている。
Further, according to the present invention, to construct a three-dimensional model divided at least in part on a number of microelements cavity for fluid flow, and have contact with the respective minute elements of the fluid
If the microelement is located near the cavity wall,
Value, but large when it is far away
The flow conductance κ is determined so as to have a small value, the flow velocity of the fluid in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ, and the flow process of the fluid is analyzed based on the obtained flow velocity. And output the analysis result.

【0021】また、本発明によれば、流体の流動過程の
解析方法の好ましい態様は、前記微小要素における流動
コンダクタンスκを、前記各微小要素とキャビティ壁面
との最短距離R の増加に伴って増加し、かつ、前記流体
の粘度ηの増加に伴って減少する関数F(R,η) により決
定することを特徴とする、流体の流動過程の解析方法の
好ましい態様が提供される。
Further, according to the present invention, in a preferred embodiment of the method for analyzing a flow process of a fluid, the flow conductance κ in the microelement is increased with an increase in the shortest distance R between each microelement and the cavity wall surface. In addition, a preferred embodiment of a method for analyzing a fluid flow process is provided, which is determined by a function F (R, η) that decreases with an increase in the viscosity η of the fluid.

【0022】また、本発明によれば、前記微小要素にお
ける流動コンダクタンスκを、式
According to the present invention, the flow conductance κ in the microelement is calculated by the following equation.

【数3】 (ηは前記流体の粘度、x,y およびz は前記微小要素の
位置を表わす)を解くことにより求めることを特徴とす
る、流体の流動過程の解析方法の好ましい態様が提供さ
れる。
(Equation 3) (Where η represents the viscosity of the fluid and x, y and z represent the positions of the microelements).

【0023】本発明によれば、射出成形品の少なくとも
一部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを構築す
る3次元モデル構築手段と、該各微小要素において該微
小要素が成形型表面に近い位置にある場合は小さい値と
なるように射出成形材料の流動コンダクタンスκを決定
し、一方、遠い位置にある場合は大きい値となるように
射出成形材料の流動コンダクタンスκを決定する流動コ
ンダクタンス決定手段と、該流動コンダクタンスκに基
づいて前記各微小要素における前記射出成形材料の圧力
を求める圧力算出手段と、解析結果の出力手段とを備え
てなることを特徴とする、射出成形条件決定のための
出成形過程の解析装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a three-dimensional model construction means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of an injection molded article is divided into a large number of microelements; The flow conductance of the injection molding material is determined so as to have a small value when it is at a near position, while the flow conductance is determined to have a large value when it is at a far position. Means, pressure calculation means for obtaining the pressure of the injection molding material in each of the microelements based on the flow conductance κ, and output means for analysis results , for determining injection molding conditions. An analysis apparatus for an injection molding process is provided.

【0024】また、本発明によれば、射出成形品の少な
くとも一部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを
構築する3次元モデル構築手段と、該各微小要素におい
て該微小要素が成形型表面に近い位置にある場合は小さ
い値となるように射出成形材料の流動コンダクタンスκ
を決定し、一方、遠い位置にある場合は大きい値となる
ように射出成形材料の流動コンダクタンスκを決定する
流動コンダクタンス決定手段と、該流動コンダクタンス
κに基づいて前記各微小要素における前記射出成形材料
の圧力変化を求める圧力変化算出手段と、解析結果の出
力手段とを備えてなることを特徴とする、射出成形条件
決定のための射出成形過程の解析装置が提供される。
Further, according to the present invention, a three-dimensional model construction means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of an injection molded article is divided into a large number of microelements, and in each of the microelements, the microelement is formed by a molding die When located near the surface, the flow conductance of the injection molding material κ
Flow conductance determining means for determining the flow conductance κ of the injection molding material so as to have a large value when the injection molding material is at a distant position, and the injection molding material in each of the microelements based on the flow conductance κ. Pressure change calculation means for calculating the pressure change of the
Injection molding conditions characterized by comprising force means
An apparatus for analyzing the injection molding process for the determination is provided.

【0025】また、本発明によれば、射出成形品の少な
くとも一部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを
構築する3次元モデル構築手段と、該各微小要素におい
て該微小要素が成形型表面に近い位置にある場合は小さ
い値となるように射出成形材料の流動コンダクタンスκ
を決定し、一方、遠い位置にある場合は大きい値となる
ように射出成形材料の流動コンダクタンスκを決定する
流動コンダクタンス決定手段と、該流動コンダクタンス
κに基づいて前記各微小要素における前記射出成形材料
の流動速度を求める流動速度算出手段と、解析結果の出
力手段とを備えてなることを特徴とする、射出成形条件
決定のための射出成形過程の解析装置が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a three-dimensional model constructing means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of an injection molded article is divided into a number of minute elements, and in each minute element, the minute element is formed by a molding die. When located near the surface, the flow conductance of the injection molding material κ
Flow conductance determining means for determining the flow conductance κ of the injection molding material so as to have a large value when the injection molding material is at a distant position, and the injection molding material in each of the microelements based on the flow conductance κ. and flow rate calculation means for calculating a flow rate of, out of the analysis results
Injection molding conditions characterized by comprising force means
An apparatus for analyzing the injection molding process for the determination is provided.

【0026】また、本発明によれば、射出成形品の少な
くとも一部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを
構築し、該各微小要素において該微小要素がキャビティ
壁面に近い位置にある場合は小さい値となるように、一
方、遠い位置にある場合は大きい値となるように射出成
形材料の流動コンダクタンスκを決定し、得られた該流
動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素における
前記射出成形材料の圧力を求め、得られた該圧力により
前記射出成形品の射出成形過程を解析し、解析結果を出
力することを特徴とする、射出成形条件決定のための射
出成形過程の解析方法が提供される。
Further, according to the present invention, to construct a three-dimensional model divided at least a portion of the injection molded article to a large number of microelements, fine small elements have contact to the respective microelements cavity
If it is located near the wall, set it to a small value.
On the other hand, when located at a distant position, the flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a large value, and the pressure of the injection molding material at each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ. A method for analyzing an injection molding process for determining injection molding conditions, characterized by analyzing an injection molding process of the injection molded article based on the applied pressure and outputting an analysis result.

【0027】また、本発明によれば、射出成形品の少な
くとも一部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを
構築し、前記各微小要素において該微小要素がキャビテ
ィ壁面に近い位置にある場合は小さい値となるように、
一方、遠い位置にある場合は大きい値となるように射出
成形材料の流動コンダクタンスκを決定し、得られた該
流動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素におけ
る前記射出成形材料の圧力変化を求め、得られた該圧力
変化により前記射出成形品の射出成形過程を解析し、解
析結果を出力することを特徴とする、射出成形条件決定
のための射出成形過程の解析方法が提供される。
Further, according to the present invention, to construct a three-dimensional model divided at least a portion of the injection molded article to a large number of microelements, fine small elements have contact to the each microelements Cavity
When it is located near the wall surface, it will be a small value,
On the other hand, when located at a distant position, the flow conductance κ of the injection molding material is determined to be a large value, and the pressure change of the injection molding material in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ. An analysis method of the injection molding process for determining injection molding conditions, characterized by analyzing an injection molding process of the injection molded article based on the obtained pressure change and outputting an analysis result.

【0028】また、本発明によれば、射出成形品の少な
くとも一部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを
構築し、射出成形材料の前記各微小要素において該微小
要素がキャビティ壁面に近い位置にある場合は小さい値
となるように、一方、遠い位置にある場合は大きい値と
なるように流動コンダクタンスκを決定し、得られた該
流動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素におけ
る前記射出成形材料の流動速度を求め、得られた該流動
速度により前記射出成形品の射出成形過程を解析し、解
析結果を出力することを特徴とする、射出成形条件決定
のための射出成形過程の解析方法が提供される。
Further, according to the present invention, to construct a three-dimensional model divided at least a portion of the injection molded article to a large number of microelements, fine small and have contact to each microelements of the injection molding material
Small value if the element is close to the cavity wall
On the other hand, if it is far away,
Is determined so that the flow rate of the injection molding material in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ, and the injection molding process of the injection molded article is performed based on the obtained flow rate. And outputting an analysis result. The method for analyzing an injection molding process for determining injection molding conditions is provided.

【0029】また、本発明によれば、前記微小要素にお
ける流動コンダクタンスκを、前記各微小要素と成形型
表面との最短距離R の増加に伴って増加し、かつ、前記
射出成形材料の材料粘度ηの増加に伴って減少する関数
F(R,η) により決定することを特徴とする、射出成形過
程の解析方法の好ましい態様が提供される。
According to the present invention, the flow conductance κ of the microelements increases with the increase in the shortest distance R between each of the microelements and the surface of a molding die, and the material viscosity of the injection molding material increases. function that decreases with increasing η
A preferred embodiment of a method for analyzing an injection molding process, characterized in that the method is determined by F (R, η), is provided.

【0030】また、本発明によれば、前記微小要素にお
ける流動コンダクタンスκを、式
According to the present invention, the flow conductance κ in the microelement is calculated by the following equation.

【数4】 (ηは前記射出成形材料の材料粘度、x,y およびz は前
記微小要素の位置を表わす)を解くことにより求めるこ
とを特徴とする、射出成形過程の解析方法の好ましい態
様が提供される。
(Equation 4) (Η represents the material viscosity of the injection molding material, and x, y and z represent the positions of the microelements). A preferred embodiment of a method for analyzing an injection molding process is provided.

【0031】また、本発明によれば、射出成形品の射出
成形条件を定め、該射出成形品の少なくとも一部を多数
の微小要素に分割した3次元モデルを構築し、前記各微
小要素において該微小要素が成形型表面に近い位置にあ
る場合は小さい値となるように射出成形材料の流動コン
ダクタンスκを定め、一方、遠い位置にある場合は大き
い値となるように射出成形材料の流動コンダクタンスκ
を定め、得られた該流動コンダクタンスκに基づいて前
記各微小要素における前記射出成形材料の圧力を求め、
得られた該圧力の分布に基づいて射出成形条件を最終決
定し、該最終決定された該射出成形条件に基づいて射出
成形品を製造することを特徴とする、射出成形品の製造
方法が提供される。
Further, according to the present invention, the injection molding conditions of the injection molded article are determined, and a three-dimensional model in which at least a part of the injection molded article is divided into a large number of minute elements is constructed. The flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a small value when the microelement is at a position close to the surface of the mold, while the flow conductance κ of the injection molding material is set to have a large value when the microelement is at a position far from the mold.
Is determined, the pressure of the injection molding material in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ,
A method for manufacturing an injection-molded article is provided, wherein injection molding conditions are finally determined based on the obtained pressure distribution, and an injection-molded article is manufactured based on the finally determined injection molding conditions. Is done.

【0032】また、本発明によれば、射出成形品の射出
成形条件を定め、該射出成形品の少なくとも一部を多数
の微小要素に分割した3次元モデルを構築し、前記各微
小要素において該微小要素が成形型表面に近い位置にあ
る場合は小さい値となるように射出成形材料の流動コン
ダクタンスκを定め、一方、遠い位置にある場合は大き
い値となるように射出成形材料の流動コンダクタンスκ
を定め、得られた該流動コンダクタンスκに基づいて前
記各微小要素における前記射出成形材料の圧力変化を求
め、得られた該圧力変化の分布に基づいて射出成形条件
を最終決定し、該最終決定された該射出成形条件に基づ
いて射出成形品を製造することを特徴とする、射出成形
品の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, the injection molding conditions of the injection molded article are determined, and a three-dimensional model is constructed by dividing at least a part of the injection molded article into a large number of microelements. The flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a small value when the microelement is at a position close to the surface of the mold, while the flow conductance κ of the injection molding material is set to have a large value when the microelement is at a position far from the mold.
The pressure change of the injection molding material in each of the microelements is obtained based on the obtained flow conductance κ, and the injection molding conditions are finally determined based on the obtained distribution of the pressure change, and the final determination is performed. A method for manufacturing an injection-molded article, wherein the method for manufacturing an injection-molded article is performed based on the obtained injection molding conditions.

【0033】また、本発明によれば、射出成形品の射出
成形条件を定め、該射出成形品の少なくとも一部を多数
の微小要素に分割した3次元モデルを構築し、前記各微
小要素において該微小要素が成形型表面に近い位置にあ
る場合は小さい値となるように射出成形材料の流動コン
ダクタンスκを定め、一方、遠い位置にある場合は大き
い値となるように射出成形材料の流動コンダクタンスκ
を定め、得られた該流動コンダクタンスκに基づいて前
記各微小要素における前記射出成形材料の流動速度分布
を求め、得られた該流動速度の分布に基づいて射出成形
条件を最終決定し、該最終決定された該射出成形条件に
基づいて射出成形品を製造することを特徴とする、射出
成形品の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, the injection molding conditions of the injection molded article are determined, a three-dimensional model in which at least a part of the injection molded article is divided into a large number of microelements is constructed, The flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a small value when the microelement is at a position close to the surface of the mold, while the flow conductance κ of the injection molding material is set to have a large value when the microelement is at a position far from the mold.
The flow rate distribution of the injection molding material in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ, and the injection molding conditions are finally determined based on the obtained flow rate distribution. A method for manufacturing an injection molded article is provided, wherein an injection molded article is manufactured based on the determined injection molding conditions.

【0034】また、本発明によれば、前記射出成形条件
として前記射出成形品の形状、成形型形状、材料射出速
度、材料温度、成形型温度および射出成形材料のうちの
いずれかを含むものであることを特徴とする、射出成形
品の製造方法が提供される。また、本発明によれば、上
記いずれかの射出成形品の製造方法により製造された射
出成形品が提供される。
According to the present invention, the injection molding conditions include any one of the shape of the injection molded article, the shape of the molding die, the material injection speed, the material temperature, the molding die temperature and the injection molding material. A method for producing an injection molded article is provided. Further, according to the present invention, there is provided an injection-molded article manufactured by any of the above-described methods for manufacturing an injection-molded article.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下に、本発明による流体流動過
程の解析装置および解析方法の一例である、射出成形過
程の解析装置、解析方法の好ましい態様の例を図面を参
照しながら詳細に説明する。また、射出成形品の製造方
法の好ましい態様の例を合わせて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an analysis apparatus and an analysis method for an injection molding process, which is an example of an analysis apparatus and an analysis method for a fluid flow process according to the present invention, will be described in detail with reference to the drawings. I do. In addition, an example of a preferred embodiment of a method for manufacturing an injection molded product will be described together.

【0036】図1は、本発明の射出成形過程の解析装置
のハードウェア構成例を示す図である。コンピュータ1
01に入力装置103、表示装置104および補助記憶
装置102が接続されている。入力装置103により、
たとえば解析する射出成形品の射出成形条件と3次元的
なモデルのデータの入力が受け付けられ、こうしたデー
タは補助記憶装置102に格納される。オペレータの指
示によりコンピュータ101がこのデータを内部のRA
M(ランダムアクセス可能な揮発性メモリ)に読み込
み、解析を行なう。得られた解析結果はたとえば表示装
置104により表示される。必要に応じて、オペレータ
が射出成形条件を変更し再び解析を行なうことができ
る。また、解析結果の出力は別途用意したプリンタ装置
に対して行なってもよく、補助記憶装置102に格納し
てもよい。この場合はたとえば別の解析装置の入力デー
タとしてこの出力を利用することもできる。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a hardware configuration of an apparatus for analyzing an injection molding process according to the present invention. Computer 1
01, an input device 103, a display device 104, and an auxiliary storage device 102 are connected. With the input device 103,
For example, the input of the injection molding conditions of the injection molded article to be analyzed and the data of the three-dimensional model are received, and such data is stored in the auxiliary storage device 102. The computer 101 transmits this data to the internal RA according to the instruction of the operator.
It is read into M (volatile memory that can be randomly accessed) and analyzed. The obtained analysis result is displayed on the display device 104, for example. If necessary, the operator can change the injection molding conditions and perform the analysis again. The output of the analysis result may be performed on a separately prepared printer device, or may be stored in the auxiliary storage device 102. In this case, for example, this output can be used as input data of another analysis device.

【0037】図2は本発明の射出成形過程の解析装置、
解析方法およびかかる解析装置を利用した射出成形品の
製造方法における手順の例を示したフローチャートであ
る。射出成形過程の解析では、はじめに、射出成形品の
射出成形条件(たとえば射出成形品の形状、成形型形
状、材料射出速度、材料温度、成形型温度あるいは射出
成形材料など)を入力する(ステップ1)。次に、形状
をたとえば図3に示したように立体的な微小要素に分割
して製品の3次元モデルを構築する(ステップ2)。次
に各微小要素における流動コンダクタンスκを決定する
(ステップ3)。続いて、ステップ3で決定した各微小
要素の流動コンダクタンスκを利用して、各微小要素に
おける射出成形材料の圧力(以下「材料圧力」とい
う。)を得る(ステップ4)。ここで各微小要素の圧力
の変化を求めてもよい。あるいは求めた材料圧力分布か
ら、あるいは直接に各微小要素における射出成形材料の
流動速度を求めてもよい。こうして得られた解析結果を
たとえばグラフィック処理して、等高線あるいはグラフ
などの形式で表示する(ステップ5)。上述のようにプ
リンタ装置などに出力してもよい。
FIG. 2 is an apparatus for analyzing an injection molding process according to the present invention.
It is the flowchart which showed the example of the procedure in the analysis method and the manufacturing method of the injection molded article using such an analysis apparatus. In the analysis of the injection molding process, first, the injection molding conditions of the injection molded product (for example, the shape of the injection molded product, the shape of the molding die, the material injection speed, the material temperature, the temperature of the molding die, the injection molding material, etc.) are inputted (step 1). ). Next, the shape is divided into three-dimensional microelements as shown in FIG. 3 to construct a three-dimensional model of the product (step 2). Next, the flow conductance κ of each microelement is determined (step 3). Subsequently, using the flow conductance κ of each micro element determined in step 3, the pressure of the injection molding material in each micro element (hereinafter referred to as “material pressure”) is obtained (step 4). Here, the change in the pressure of each minute element may be obtained. Alternatively, the flow velocity of the injection molding material in each microelement may be obtained from the obtained material pressure distribution or directly. The analysis result thus obtained is subjected to, for example, graphic processing and displayed in the form of a contour line or a graph (step 5). The data may be output to a printer device or the like as described above.

【0038】さらに、こうした射出成形過程の解析結果
を用いて射出成形品を製造する場合は、上記のように得
られた圧力、圧力変化あるいは流動速度を評価する(ス
テップ6)。この評価はたとえば、異常な圧力、圧力変
化あるいは流動速度を得た領域があれば、成形不良が発
生する可能性が高いと判定することにより行なう。も
し、得られた解析結果より成形不良が予測される場合
は、射出成形条件を変更し(ステップ7)、再びステッ
プ1に戻って解析を行なう。こうしたステップをくり返
し、射出成形が良好に行なわれると予測される結果を得
たならば、その射出成形条件により射出成形を行ない、
射出成形品を製造する(ステップ8)。
Further, in the case of manufacturing an injection-molded article using the analysis result of the injection molding process, the pressure, the pressure change or the flow velocity obtained as described above are evaluated (step 6). This evaluation is performed, for example, by determining that there is a high possibility that molding failure will occur if there is a region where abnormal pressure, pressure change, or flow velocity is obtained. If a molding defect is predicted from the obtained analysis result, the injection molding conditions are changed (step 7), and the process returns to step 1 to perform the analysis. If these steps are repeated and the result that the injection molding is expected to be performed well is obtained, the injection molding is performed under the injection molding conditions,
An injection molded product is manufactured (Step 8).

【0039】つぎに、各微小要素における材料圧力、圧
力変化および流動速度を求める方法を詳しく説明する。
Next, a method for obtaining the material pressure, the pressure change, and the flow velocity in each micro element will be described in detail.

【0040】射出成形における材料圧力を求める方法
は、一般に知られる連続の式(1) を用いる。式(1) は流
体中の任意領域への流入流量と流出流量の総和が零であ
ることを表す式であり、流体を非圧縮性と仮定すること
で成立する。流体が圧縮性を持つ場合には右辺が非零と
なるが、以下の議論は同様に成立する。
As a method of obtaining the material pressure in the injection molding, a generally known continuous equation (1) is used. Equation (1) is an equation representing that the sum of the inflow flow rate and the outflow flow rate into an arbitrary region in the fluid is zero, and is established by assuming that the fluid is incompressible. If the fluid is compressible, the right side will be non-zero, but the following discussion holds true as well.

【0041】[0041]

【数5】 ここで、x 、y 、z は3次元の空間座標であり、U 、V
、W はそれぞれの座標軸方向射出成形材料の流動速度
である。この式1はU 、V 、W を未知変数とする方程式
であり、一般にはこの式および圧力P と流動速度から導
かれるせん断応力とを未知変数とする運動方程式を解く
必要があるとされ、3次元の流動を扱う場合は未知変数
が4個となる。
(Equation 5) Here, x, y, and z are three-dimensional spatial coordinates, and U, V
, W is the flow velocity of the injection molding material in each coordinate axis direction. Equation 1 is an equation in which U, V, and W are unknown variables. Generally, it is necessary to solve this equation and a motion equation in which the pressure P and the shear stress derived from the flow velocity are unknown variables. When dealing with dimensional flow, there are four unknown variables.

【0042】本発明者は、この式(1) を解くにあたって
次に示す式(2) を使用することにより各方向の流動速度
U 、V 、W を式(1) から消去し、未知変数の数を4個か
ら圧力のみの1個に減らすことにより計算時間を大幅に
減少することができることを見出した。この場合、3次
元モデルを用いた場合の計算時間は1/16程度となる
と同時にコンピュータの所要RAM容量を1/4程度と
することができる。これによって初めて実用的な速度と
精度を有する3次元の射出成形過程の解析を可能とし
た。
The present inventor uses the following equation (2) to solve the equation (1), whereby the flow velocity in each direction is obtained.
It has been found that by eliminating U, V, and W from equation (1) and reducing the number of unknown variables from four to one of pressure only, the calculation time can be greatly reduced. In this case, the calculation time when the three-dimensional model is used is reduced to about 1/16, and the required RAM capacity of the computer can be reduced to about 1/4. This made it possible for the first time to analyze a three-dimensional injection molding process with practical speed and accuracy.

【0043】[0043]

【数6】 上記の式(2) においてκは流動コンダクタンスである。
この式2はダルシー流れの式と呼ばれ、多孔質中の浸透
流を表わす式である。すなわち3次元の座標軸x 、y 、
z 方向の流動速度U 、V 、W はそれぞれの方向の圧力勾
配などに比例するものと仮定したものである。
(Equation 6) In the above equation (2), κ is the flow conductance.
Equation 2 is called the Darcy flow equation, and is an equation representing the permeation flow in the porous material. That is, three-dimensional coordinate axes x, y,
It is assumed that the flow velocities U, V, W in the z direction are proportional to the pressure gradient in each direction.

【0044】式(2) を式(1) に代入することで次の式
(3) が得られる。
By substituting equation (2) into equation (1), the following equation is obtained.
(3) is obtained.

【0045】[0045]

【数7】 式(3) は一般の熱伝導を表す方程式と同形である。熱伝
導問題では任意の微小要素分割された領域について、領
域境界の温度T あるいは温度勾配を境界条件として予め
設定すれば、領域内部の温度分布を有限要素法、差分
法、コントロールボリューム法などの数値解析手法によ
り求めることができる。したがって任意の微小要素分割
された領域について、領域境界の圧力P あるいは圧力勾
配を境界条件として設定すれば、熱伝導問題のための解
析手法や解析プログラムを用いることによって式(3) も
同様に解くことが可能であり、材料の圧力分布を求める
ことができる。
(Equation 7) Equation (3) has the same form as the equation representing general heat conduction. In the heat conduction problem, if the temperature T or temperature gradient at the boundary of an area is set in advance as a boundary condition for an area divided into arbitrary small elements, the temperature distribution inside the area can be calculated by numerical methods such as the finite element method, the difference method, and the control volume method. It can be obtained by an analysis method. Therefore, if the pressure P or pressure gradient at the region boundary is set as the boundary condition for the region divided into arbitrary small elements, Equation (3) can be solved similarly by using the analysis method and analysis program for the heat conduction problem. It is possible to determine the pressure distribution of the material.

【0046】境界条件の設定方法については、たとえ
ば、材料流入部分では射出圧力値あるいは射出流量より
求められる圧力勾配値を設定し、成形型表面に接する領
域境界では流入流出がないことから圧力勾配零を設定
し、さらに自由表面である流動先端部分の圧力は大気圧
と設定する。
For the method of setting the boundary conditions, for example, an injection pressure value or a pressure gradient value obtained from the injection flow rate is set in the material inflow portion, and since there is no inflow and outflow at the boundary of the region in contact with the surface of the mold, the pressure gradient is zero. Is set, and the pressure at the flow front portion, which is a free surface, is set to atmospheric pressure.

【0047】さらに射出成形では材料の充填部分が時間
と共に増加することから、圧力分布も時間と共に変化す
る。このような圧力分布の時間的変化(圧力変化の分
布)は、新たに充填された材料の総量に従って充填領域
形状の変化を求め再び式(3) を解くことで得ることがで
きる。充填領域形状の変化を求める方法としては従来の
射出成形過程の解析方法で用いられているコントロール
ボリューム法やFAN 法(Flow Analysis Network Metho
d)などが用いられる。
Further, in the injection molding, since the filling portion of the material increases with time, the pressure distribution also changes with time. Such a temporal change in the pressure distribution (distribution of the pressure change) can be obtained by obtaining a change in the shape of the filling region in accordance with the total amount of the newly filled material and solving equation (3) again. As a method of obtaining the change of the filling region shape, the control volume method and the FAN method (Flow Analysis Network Method) used in the conventional analysis method of the injection molding process are used.
d) and the like are used.

【0048】また、流動速度は、たとえば、上述のよう
に圧力分布P を求めこれを式(1) に代入することにより
簡単に求めることができる。
The flow velocity can be easily obtained, for example, by obtaining the pressure distribution P as described above and substituting this into the equation (1).

【0049】なお、実際の射出成形品は部分的には厚み
方向の射出成形材料の流動を考慮する必要がない程度に
肉薄の部位を持っている場合もある。このような部位に
ついては、2次元的なモデルを用い、次の式(4) を式
(2) の代わりに使用して2次元的に解析してもよい。こ
れにより、全体の計算速度をさらに向上させることがで
きる。
In some cases, an actual injection-molded product has a thin portion so that it is not necessary to consider the flow of the injection molding material in the thickness direction. For such a part, using the two-dimensional model,
It may be used in place of (2) to perform two-dimensional analysis. As a result, the overall calculation speed can be further improved.

【0050】[0050]

【数8】 ここでH は材料流路の厚さ、ηは材料粘度である。(Equation 8) Here, H is the thickness of the material flow path, and η is the material viscosity.

【0051】次に図2のステップ3の流動コンダクタン
スκの決定方法について詳しく述べる。
Next, the method of determining the flow conductance κ in step 3 of FIG. 2 will be described in detail.

【0052】2次元的なモデルを用いて射出成形過程の
解析を行なう部分については式(4)に示したように流動
コンダクタンスは流路形状と材料粘度より一意に定める
ことができるので、この値を用いるのが好ましい。
For the part where the injection molding process is analyzed using a two-dimensional model, the flow conductance can be uniquely determined from the flow path shape and the material viscosity as shown in equation (4). It is preferable to use

【0053】3次元的なモデルを用いる解析ではκを定
める方法としては、たとえば、以下に示す本発明者が見
出した方法が好ましく用いられる。
In the analysis using a three-dimensional model, as a method for determining κ, for example, the following method discovered by the present inventors is preferably used.

【0054】本発明者の知見によると、射出成形材料の
流動性は成形型表面から遠ざかるほど高く、近づくほど
低くなる。したがって、一般に流動コンダクタンスを微
小要素が成形型表面(すなわち、キャビティ壁面)に近
い位置にある場合は小さい値となるように、遠い位置に
ある場合は大きい値となるように決定するのが好まし
い。そこで、流動コンダクタンスκが、このような傾向
を示す関数にしたがって変化するものと仮定することに
より解析結果に良好な近似を得ることができる。すなわ
ち、このような場合の流動コンダクタンスκとして、次
に示す式(5) を用いるのが好ましい。
According to the knowledge of the present inventors, the fluidity of the injection molding material increases as the distance from the surface of the mold increases, and decreases as the distance from the surface of the mold increases. Therefore, in general, it is preferable to determine the flow conductance such that the flow conductance has a small value when the microelement is close to the mold surface (that is, the cavity wall surface), and has a large value when the microelement is far from the mold surface. Therefore, it is possible to obtain a good approximation to the analysis result by assuming that the flow conductance κ changes according to a function showing such a tendency. That is, it is preferable to use the following equation (5) as the flow conductance κ in such a case.

【0055】[0055]

【数9】 ここでR は各微小要素重心から成形型表面への最短距離
あるいは各微小要素頂点から成形型表面への最短距離で
あり、ηは材料粘度である。
(Equation 9) Here, R is the shortest distance from the center of gravity of each microelement to the surface of the molding die or the shortest distance from the vertex of each microelement to the surface of the molding die, and η is the material viscosity.

【0056】式(5) の関数F は成形型表面から遠いほ
ど、すなわちR が大きいほど成形型と材料間の摩擦力の
効果が低下するために流動コンダクタンスκが増加し、
また材料粘度ηが大きいほど流動性が低いために流動コ
ンダクタンスκが減少する関数であり、たとえば、κ=a
R/η+bのようにR の増加に対しκは増加し、ηの増加に
対してκは減少するような関数として定義する。この場
合、a は正の比例係数であり、b はR=0 即ち成形型表面
での流動コンダクタンスを示す係数である。これら定数
a およびb は、たとえば、代表的な射出成形品の例など
で実験することなどにより決定する。ここに例示したR/
ηに関する一次式は関数F を明示する最も単純な態様と
して計算時間が短時間に終了する特徴を有する。また、
射出成形品のタイプにより、解析結果と実際の成形の結
果がよく一致する別な形の計算式を用いてもよい。
As the function F of the equation (5) becomes farther from the mold surface, that is, as R becomes larger, the effect of the frictional force between the mold and the material decreases, so that the flow conductance κ increases,
Also, as the material viscosity η is larger, the fluidity is lower, so that the flow conductance κ is reduced. For example, κ = a
As a function of R / η + b, κ increases as R increases, and κ decreases as η increases. In this case, a is a positive proportional coefficient, and b is a coefficient indicating R = 0, that is, the flow conductance on the surface of the mold. These constants
“a” and “b” are determined, for example, by conducting experiments using typical injection molded products. R / illustrated here
The linear expression relating to η has a feature that the calculation time is completed in a short time as the simplest mode of specifying the function F 2. Also,
Depending on the type of the injection molded product, another type of calculation formula may be used in which the analysis result and the actual molding result match well.

【0057】また材料粘度ηは温度とせん断速度などに
従って変化し、式(6) に示すような近似式で表すことが
できる。ここでA 、B 、C は材料に特有の係数であり粘
度測定装置により実験的に求めることができる。式(6)
による材料粘度の近似値を式(5) に代入することによ
り、せん断速度と温度の変化にともなう材料粘度の変化
の影響も流動コンダクタンス計算に簡単に取り入れるこ
とができる。
The material viscosity η changes according to the temperature, the shear rate, and the like, and can be represented by an approximate expression as shown in Expression (6). Here, A, B, and C are coefficients specific to the material and can be experimentally obtained by a viscosity measuring device. Equation (6)
By substituting the approximate value of the material viscosity by Eq. (5) into the equation (5), the effect of the change of the material viscosity due to the change of the shear rate and the temperature can be easily included in the flow conductance calculation.

【0058】[0058]

【数10】 また、流動コンダクタンスκは次のようにして求めても
よい。
(Equation 10) In addition, the flow conductance κ may be obtained as follows.

【0059】すなわち、本発明者は式(7) に示す微分方
程式を解くことにより流動コンダクタンスκを求める方
法を見いだした。ここでx 、y 、z は3次元空間座標
軸、ηは材料粘度である。
That is, the present inventor has found a method for obtaining the flow conductance κ by solving the differential equation shown in the equation (7). Here, x, y, and z are three-dimensional spatial coordinate axes, and η is material viscosity.

【0060】[0060]

【数11】 本発明者は、この式(7) は粘性力が支配的となる流れの
場における力の釣合を表す方程式である式(8) に式(2)
の第1式を代入して流動速度U を消去し、さらに圧力P
のx 、y 、z に関する2階微分項を省略することによっ
て得られることを見出した。この2階微分項を省略する
ことによって以下に述べる簡便な方法によりκを求める
ことが可能となった。
[Equation 11] The present inventor has found that this equation (7) is an equation representing the balance of forces in a flow field where viscous force is dominant,
Equation 1 is substituted to eliminate the flow velocity U, and the pressure P
Have been obtained by omitting the second derivative terms of x, y, and z of. By omitting the second derivative term, it became possible to obtain κ by a simple method described below.

【0061】[0061]

【数12】 式(7) は一般の熱伝導を表す方程式と同形である。熱伝
導問題では任意形状の領域について、領域境界の温度T
あるいは温度勾配を境界条件として予め設定すれば、領
域内部の温度分布を有限要素法、境界要素法、差分法、
コントロールボリューム法などの数値解析手法により求
め得ることが知られている。従って領域境界である成形
型表面でのκを零とする境界条件を設定し、式(7) を解
くことにより成形型表面に近いほど小さく、遠いほど大
きいκの分布を熱伝導問題のための解析方法や解析プロ
グラムを用いて得ることができる。なおκ=0の境界条件
は式(1) から明らかなように、成形型表面での速度が0
であると仮定することに相当する。ここで成形型表面で
の材料の滑りを考慮する場合にはκ=0.01mm 2 /(Pa・se
c)などの零でない小さい値を代入することで実現でき
る。
(Equation 12) Equation (7) has the same form as the equation representing general heat conduction. In the heat conduction problem, the temperature T
Alternatively, if the temperature gradient is set in advance as a boundary condition, the temperature distribution inside the area can be calculated using the finite element method, the boundary element method, the difference method,
It is known that it can be obtained by a numerical analysis method such as a control volume method. Therefore, the boundary condition where κ is zero at the surface of the mold, which is the region boundary, is set, and by solving equation (7), the distribution of κ becomes smaller as the surface is closer to the mold surface and larger as it is farther from the surface of the mold. It can be obtained by using an analysis method or an analysis program. Note that the boundary condition for κ = 0 is, as is clear from equation (1),
Is equivalent to assuming that Here, when considering the sliding of the material on the mold surface, κ = 0.01 mm 2 / (Pa
This can be realized by substituting a small non-zero value such as c).

【0062】また式(6) による材料粘度の近似値を式
(7) に代入することにより、せん断速度と温度の変化に
ともなう材料粘度の変化の影響も流動コンダクタンス計
算に簡単に取り入れることができる。
The approximate value of the material viscosity according to the equation (6) is
By substituting into (7), the effect of changes in material viscosity due to changes in shear rate and temperature can be easily incorporated into the flow conductance calculation.

【0063】この方法によれば上述の式(5) を用いて流
動コンダクタンスκを決定する方法に比べ、熱伝導方程
式を解く必要が生じるために計算時間はかかるが、任意
の形状に対して精度良く流動コンダクタンスを求めるこ
とが可能となる。また、上述のように式(7) は粘性力が
支配的となる流れの場における力の釣合を表す方程式で
ある式(8)を基礎として導かれたものなので、式(5) を
用いる方法よりも得られる値の物理的な妥当性が高い。
したがって、射出成形品の形状や、微小要素への分割の
モデルなどに影響されず、常に精度良い解析結果を与え
ることができる。
According to this method, it is necessary to solve the heat conduction equation compared with the method of determining the flow conductance κ using the above equation (5). The flow conductance can be determined well. In addition, as described above, Equation (7) is derived based on Equation (8), which is an equation representing force balance in a flow field where viscous force is dominant. The value obtained is more physically valid than the method.
Therefore, accurate analysis results can always be given without being affected by the shape of the injection molded product, the model of division into minute elements, and the like.

【0064】たとえば図4および図5に示すような断面
形状を有する微小要素を用いた場合、式5を用いる流動
コンダクタンスの決定方法によれば、図4に示すように
規則的に分割された微小要素形状では正確かつ高速に流
動コンダクタンスが決定できるが、図5のように不規則
な微小要素形状では隣合う要素重心位置が成形型表面に
対して一定とならないため、得られる流動コンダクタン
スも不正確となる場合がある。
For example, when a microelement having a cross-sectional shape as shown in FIGS. 4 and 5 is used, according to the method for determining the flow conductance using Expression 5, the microconductivity which is regularly divided as shown in FIG. The flow conductance can be accurately and quickly determined in the element shape, but in the case of an irregular micro element shape as shown in FIG. It may be.

【0065】一般に、数値解析に使用するための微小要
素分割はプリプロセッサーと呼ばれるソフトウェアによ
り自動的に実施することができ、特に突起部や穴部の多
い複雑形状の製品に対しても容易に分割することができ
る。こうした自動的な分割を行った場合には一般的に微
小要素形状は不規則となるが、式(7) を用いた方法によ
れば微小要素形状の影響を小さく抑えることができ、複
雑な形状の射出成形品に適用しても精度の高い解析が可
能となる。
In general, microelement division for use in numerical analysis can be automatically performed by software called a preprocessor, and can be easily divided especially for a product having a complicated shape having many projections and holes. can do. When such automatic division is performed, the shape of microelements is generally irregular, but the method using equation (7) can minimize the effect of the shape of microelements, and Even if it is applied to the injection molded article, it is possible to perform highly accurate analysis.

【0066】上記のほかにも流動コンダクタンスを決定
する方法には種々のものがあり、特に特定の形状の場合
に高い計算精度と計算速度を実現する方法が考えられ
る。
In addition to the above, there are various methods for determining the flow conductance. In particular, a method for achieving high calculation accuracy and calculation speed for a specific shape can be considered.

【0067】次に、上述のような方法によって射出成形
過程を解析し、その結果に基づいて射出成形条件を決定
して射出成形品を製造する方法について述べる。
Next, a method of manufacturing an injection-molded article by analyzing the injection-molding process by the above-described method, determining the injection-molding conditions based on the result, and manufacturing the injection-molded article will be described.

【0068】上述のようにして与えられた射出成形条件
のもとで射出成形品を製造した場合の材料圧力、圧力変
化あるいは射出成形材料の流動速度の分布を得ることが
できる。このとき、こうした結果は以下のようにして射
出成形条件の変更・決定に活用することができる。
As described above, it is possible to obtain the material pressure, the pressure change, or the distribution of the flow velocity of the injection molding material when the injection molded article is manufactured under the given injection molding conditions. At this time, such a result can be utilized for changing / determining the injection molding conditions as follows.

【0069】一般に射出成形では低応力で歪の少ない成
形品を得るために、材料圧力はできるだけ低いことが望
ましく、圧力勾配も極端に急激な部分や極端に勾配の小
さい部分がなくできるだけ均一な勾配であることが好ま
しい。また圧力の時間的変化についても急激な圧力上昇
によるピーク圧力の発生は好ましくない。このような圧
力の判定基準を適用することにより、成形状態の良否を
判定することができる。また、上述のようにして得られ
た流動速度に基づく判定基準を適用することが好ましく
行なわれる。
Generally, in injection molding, in order to obtain a molded product with low stress and small distortion, it is desirable that the material pressure is as low as possible, and the pressure gradient is as uniform as possible without an extremely sharp portion or an extremely small gradient portion. It is preferred that Also, regarding a temporal change in pressure, generation of a peak pressure due to a sudden increase in pressure is not preferable. By applying such a pressure criterion, it is possible to determine the quality of the molded state. It is also preferable to apply a criterion based on the flow velocity obtained as described above.

【0070】成形状態の判定方法としては、ほかに流動
速度勾配、せん断速度や応力、充填領域の進行パターン
などをもとにして判定することもできる。これらのデー
タは、上述の方法により得られる圧力分布、圧力変化あ
るいは流動速度の分布の情報を加工することにより、簡
単に得ることができる。たとえば、微小要素間の速度勾
配をせん断速度とし、せん断速度に材料粘度を乗じるこ
とでせん断応力を求めることができる。また、流動先端
部分の速度より次に充填する部分を順次定めることで充
填領域の進行パターンを解析することができる。
As a method of judging the molding state, judgment can also be made on the basis of a flow velocity gradient, a shear rate, a stress, a progress pattern of a filling region, and the like. These data can be easily obtained by processing the information of the pressure distribution, pressure change, or flow velocity distribution obtained by the above-described method. For example, the velocity gradient between the microelements is defined as the shear rate, and the shear stress can be obtained by multiplying the shear rate by the material viscosity. Further, by sequentially determining a portion to be filled next from the velocity of the flow front end portion, it is possible to analyze the progress pattern of the filling region.

【0071】上記の判定方法により不良が予想された場
合には、以下に示す方法により成形型設計、製品設計、
成形条件あるいは使用材料を修正することにより、不良
のない射出成形品を製造することができる。
When a defect is predicted by the above-mentioned determination method, a molding die design, a product design,
By modifying the molding conditions or the materials used, it is possible to manufacture an injection-molded article having no defect.

【0072】修正方法の第1は、成形型形状を修正し材
料流路などを変更する方法である。ここで成形型形状と
は一般にスプルー、ランナーあるいはゲートと呼ばれ
る、材料の溶融射出ノズルから製品形状部分に至るまで
の材料流路を意味している。たとえばノズルから製品末
端にいたるまでの流動長が長いために圧力損失が大き過
ぎると判定された場合には、ランナーを分岐させて複数
のゲートより製品形状部分に流入させることで流動長を
低下させることができる。
The first correction method is a method of correcting the shape of a mold and changing a material flow path and the like. Here, the shape of the molding die means a material flow path from a melt injection nozzle of the material to a product shape portion, which is generally called a sprue, a runner or a gate. For example, when it is determined that the pressure loss is too large due to the long flow length from the nozzle to the end of the product, the flow length is reduced by branching the runner and flowing into the product shape portion from a plurality of gates. be able to.

【0073】修正方法の第2は、射出成形品の形状を修
正し、材料流路を変更する方法である。たとえば製品形
状部分での圧力勾配が大きく、大きな流動歪が発生する
ことが予想される場合には、製品肉厚を増すことで圧力
勾配を低下させることができる。
The second correction method is a method of correcting the shape of an injection molded article and changing the material flow path. For example, when a pressure gradient at a product shape portion is large and a large flow strain is expected to occur, the pressure gradient can be reduced by increasing the product wall thickness.

【0074】修正方法の第3は、材料射出速度、材料温
度あるいは成形型温度などの成形条件を変更する方法で
ある。たとえばある時刻での材料注入口の圧力上昇が激
しく、成形が困難であることが予想される場合には、こ
の時刻での材料射出速度を低下したり、あるいは材料温
度や成形型温度を上げることで圧力上昇を低下させるこ
とができる。
A third correction method is a method of changing molding conditions such as a material injection speed, a material temperature, or a mold temperature. For example, if the pressure in the material injection port at a certain time is so high that molding is expected to be difficult, reduce the material injection speed at this time or increase the material temperature or mold temperature. Can reduce the pressure rise.

【0075】修正方法の第4は、射出成形材料を変更を
変更する方法である。たとえば材料圧力損失が激しく、
成形が困難であることが予想される場合には、粘度の低
い良流動性材料に変更することで圧力損失を低下させる
ことができる。
The fourth modification is a method of changing the injection molding material. For example, material pressure loss is severe,
If molding is expected to be difficult, pressure loss can be reduced by changing to a good-flowing material having a low viscosity.

【0076】以上の修正方法はそれぞれ別個に実施して
も、あるいはいくつかを組み合わせて実施してもよい。
また、エキスパートシステムなどを利用して、上記のよ
うな修正を自動的に行なうのが好ましい。
The above-mentioned correction methods may be performed separately or in combination.
Further, it is preferable to automatically perform the above-mentioned correction using an expert system or the like.

【0077】上述のように射出成形条件を再検討し、好
ましい射出成形結果を得ると考えられる条件で再び上記
の射出成形過程の解析装置により解析し、最適な結果を
得る射出成形条件を見出すまでこれを繰り返す。最適な
結果が得られる射出成形条件を見出したならば、その条
件にて射出成形を実施し、射出成形品を製造する。
The injection molding conditions are reexamined as described above, and analysis is again performed by the above-described analyzer of the injection molding process under conditions considered to obtain preferable injection molding results, until the injection molding conditions for obtaining the optimum results are obtained. Repeat this. After finding the injection molding conditions that provide the optimum results, injection molding is performed under those conditions to produce an injection molded product.

【0078】本発明は、射出成形製品のあらゆる形状に
対して原理的に適用可能であるが、特に3次元的な形状
効果の現れ易い製品に対して特に効果的である。
The present invention can be applied in principle to any shape of an injection-molded product, but is particularly effective for a product in which a three-dimensional shape effect easily appears.

【0079】3次元的な形状効果の現れ易い製品とは、
肉厚が5mmを越えるような厚肉成形品や、あるいは1
〜2mm程度の薄肉であっても製品全体寸法が10mm
程度の小物成形品で、相対的に肉厚方向への流動の影響
が現れやすいものを指す。また、段差部分やコーナー状
部分の流動など流れが厚さ方向に急変する部位の局所流
動についても3次元的な解析が有効である。
Products that are likely to exhibit a three-dimensional shape effect include:
A thick molded product whose wall thickness exceeds 5 mm, or 1
The overall product size is 10mm even with a thin wall of ~ 2mm
It refers to a small-sized molded product having a relatively small size, in which the influence of flow in the thickness direction is relatively likely to appear. Also, a three-dimensional analysis is effective for a local flow at a portion where the flow suddenly changes in the thickness direction, such as a flow at a step portion or a corner portion.

【0080】さらに、本発明に係わる射出成形過程の解
析方法は、従来の2次元的手法と組み合わせて用いるこ
とも可能であり、3次元的な流動が問題とならない箇所
については従来の2次元的要素を用いて解析の効率を向
上することも可能である。
Further, the method of analyzing an injection molding process according to the present invention can be used in combination with a conventional two-dimensional method. For a portion where three-dimensional flow does not pose a problem, the conventional two-dimensional method is used. Elements can also be used to improve the efficiency of the analysis.

【0081】本発明において成形型としては、金属を放
電加工などの精密な加工手段により加工した金型などが
用いられる。
In the present invention, as a forming die, a metal die processed by a precision processing means such as electric discharge machining or the like is used.

【0082】本発明の流体の流動過程の解析装置および
解析方法は、射出成形過程に限らず、一般の流体の流動
過程の解析に好ましく用いることができる。たとえば、
特に押出成形ダイ内の材料流動、押出機スクリュー溝内
流動、混練機内流動などの3次元的な材料流動を伴う流
動過程の解析に適している。
The fluid flow analysis device and method of the present invention can be preferably used not only for the injection molding process but also for the analysis of general fluid flow processes. For example,
In particular, it is suitable for analyzing a flow process involving three-dimensional material flow such as a material flow in an extrusion die, a flow in an extruder screw groove, and a flow in a kneader.

【0083】すなわち、丸棒や平板の押出成形、あるい
は異形押出成形の成形時のダイ内流動において、押出流
動時の圧力分布、圧力変化の分布または材料の流動速度
分布を求めることに適用できる。圧力勾配や流動速度が
0 に近い部分では材料の滞留や熱劣化が生じるなど成形
品の品質低下につながるため、滞留部の発生しないよう
ダイ形状などの押出成形条件を決定する必要がある。本
発明はこのような用途にも適している。
That is, the present invention can be applied to obtaining a pressure distribution, a pressure change distribution, or a material flow velocity distribution during extrusion flow in the flow in a die during the extrusion molding of a round bar or a flat plate or the profile extrusion molding. Pressure gradient and flow velocity
In the portion near 0, the quality of the molded product is deteriorated, such as stagnation of the material or thermal deterioration. Therefore, it is necessary to determine the extrusion molding conditions such as the shape of the die so as not to generate the stagnation portion. The present invention is suitable for such an application.

【0084】また、射出成形機や押出成形機のスクリュ
ー部分でも同様に、滞留部分の少ないスクリューデザイ
ンなどの条件決定に適用できる。また、押出機型混練機
においてスクリュー溝内のせん断応力分布を算出し、せ
ん断応力値を極大化するための設計に利用することもで
きる。
Similarly, the present invention can be applied to determination of conditions such as a screw design having a small stagnation portion in a screw portion of an injection molding machine or an extrusion molding machine. In addition, it is also possible to calculate the shear stress distribution in the screw groove in the extruder-type kneader and use it for designing to maximize the shear stress value.

【0085】[0085]

【実施例】以下に、本発明による流体の流動過程解析装
置および解析方法の例である、射出成形過程の解析装
置、解析方法および射出成形品の製造方法の実施例を図
面を参照しながら詳細に説明する。図2は本発明を構成
する方法の手順を示すフローチャートである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an example of an apparatus and method for analyzing a flow process of a fluid according to the present invention. Will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of a method for configuring the present invention.

【0086】[実施例1]ここでは図6に示すような、
肉厚5mmから10mmへの段差を有する有する成形品
への実施例について示す。
[Embodiment 1] Here, as shown in FIG.
An example of a molded product having a step having a thickness of 5 mm to 10 mm will be described.

【0087】まず図2のステップ1において射出成形条
件(使用材料:ナイロン樹脂、射出温度:280℃、金
型温度:80℃、充填時間:1sec )を入力した。つづ
いてステップ2において射出成形品形状を図6に示すよ
うに複数の立体的微小要素14に分割し、射出成形品の
3次元モデルを構築した。本実施例では8個の頂点より
なる6面体を微小要素として、射出成形品形状を規則的
な格子状の3次元形状微小要素に分割した。
First, in step 1 of FIG. 2, injection molding conditions (material used: nylon resin, injection temperature: 280 ° C., mold temperature: 80 ° C., filling time: 1 sec) were input. Subsequently, in step 2, the shape of the injection molded product was divided into a plurality of three-dimensional microelements 14 as shown in FIG. 6, and a three-dimensional model of the injection molded product was constructed. In this embodiment, a hexahedron consisting of eight vertices is used as a small element, and the shape of an injection-molded product is divided into regular lattice-shaped three-dimensional minute elements.

【0088】続いて図2のステップ3において流動コン
ダクタンスκを式(5) (κ=aR/η+b, a=0.4mm,b=0.0mm
2 /(Pa・sec), η=100Pa・sec )に基づいて求めた。な
お、式(5) で成形型と各微小要素の重心との距離をR と
した。
Subsequently, in step 3 of FIG. 2, the flow conductance κ is calculated by the following equation (5) (κ = aR / η + b, a = 0.4 mm, b = 0.0 mm
2 / (Pa · sec), η = 100 Pa · sec). In Equation (5), the distance between the forming die and the center of gravity of each microelement was defined as R.

【0089】図7は図6の微小要素分割モデルを用い
て、式5に基づいて求めた流動コンダクタンスκの断面
内の分布を等高線表示したものであり、成形型表面に近
い部分15では流動コンダクタンスが0に近く、一方肉
厚中心に近い部分16では流動コンダクタンスが0.02mm
2 /(Pa・sec)と大きく流れ易いことを表している。この
ようになめらかなκ分布が得られた。
FIG. 7 is a contour diagram showing the distribution of the flow conductance κ in the cross section obtained based on Equation 5 using the microelement division model of FIG. 6, and the flow conductance at the portion 15 close to the mold surface is shown. Is near 0, while the flow conductance is 0.02 mm in the portion 16 near the center of thickness.
2 / (Pa · sec) indicates that the flow is large and easy. Thus, a smooth kappa distribution was obtained.

【0090】続いて図2のステップ4において図7のκ
分布をもとに式(3) を熱伝導解析と同様の数値演算プロ
グラムにて解くことで各微小要素の射出成形中の圧力分
布を求めた。さらにステップ5にてこれらの結果をグラ
フィック処理し、図8に示すような圧力分布を得た。こ
の圧力分布の圧力範囲は0.1 〜10MPa であった。ここで
は、各微小要素の圧力を等高線表示した。ステップ2以
下の一連の計算はエンジニアリングワークステーション
を用いて90秒程度の非常に短い時間で完了した。
Subsequently, in step 4 of FIG. 2, κ of FIG.
The pressure distribution during injection molding of each microelement was obtained by solving equation (3) based on the distribution using the same numerical calculation program as that for the heat conduction analysis. Further, these results were subjected to graphic processing in step 5 to obtain a pressure distribution as shown in FIG. The pressure range of this pressure distribution was 0.1 to 10 MPa. Here, the pressure of each minute element is displayed as a contour line. A series of calculations from Step 2 on were completed in a very short time of about 90 seconds using an engineering workstation.

【0091】得られた圧力分布に基づいてさらに圧力変
化分布(図9)と流動速度分布(図10)とを求めた。
さらにせん断応力分布なども求めた。得られたこれらの
解析結果によれば、たとえば、流動速度は30〜100mm/se
c 、せん断応力は1000Pa以下であり射出成形に特に問題
がないと判断されたので、この射出成形品を製造した。
製造された射出成形品は最適な条件で製造されているた
め、強度などの特性が優れていた。
Based on the obtained pressure distribution, a pressure change distribution (FIG. 9) and a flow velocity distribution (FIG. 10) were further obtained.
Further, the shear stress distribution and the like were also obtained. According to the obtained analysis results, for example, the flow velocity is 30 to 100 mm / se
c, Since the shear stress was 1000 Pa or less and it was determined that there was no particular problem in injection molding, this injection molded product was manufactured.
Since the manufactured injection-molded product was manufactured under optimal conditions, it had excellent properties such as strength.

【0092】もしも、ここでたとえば極端な圧力勾配部
分が発生するなど成形不良が予想される場合には、成形
品形状や成形条件あるいは材料などを変更してステップ
1から繰り返すことにより、適正な製品設計や成形型設
計、成形条件などを得る。
If a molding defect is expected, for example, an extreme pressure gradient occurs here, the shape of the molded product, the molding conditions, the material, etc. are changed and the process is repeated from step 1 to obtain an appropriate product. Obtain the design, mold design, and molding conditions.

【0093】[実施例2]実施例1と同一の射出成形品
について、図11に示すような不規則な微小要素分割モ
デルを用いた他は上記と同じ条件で、式(5) に基づいて
流動コンダクタンスκの分布を求めたところ、図12の
ように成形型境界付近で不規則に流動コンダクタンスκ
が変化する結果を得た。この結果は物理的には説明でき
るものではなく、計算誤差であることが明らかである。
これは、本質的にはほぼ同一となるべき隣合う要素重心
位置と成形型表面との距離が微小要素の分割方法に影響
されて同一とならないためと考えられる。
Example 2 The same injection-molded product as in Example 1 was used, based on the equation (5), under the same conditions as above except that an irregular microelement division model as shown in FIG. 11 was used. When the distribution of the flow conductance κ was determined, as shown in FIG.
Was obtained. It is clear that this result is not physically explainable and is a calculation error.
This is presumably because the distance between the center of gravity of the adjacent elements, which should be substantially the same, and the surface of the mold is not the same because of the method of dividing the minute elements.

【0094】このようなケースでは厳密な解析結果を得
ることは困難な場合があるが、上記のような不規則な微
小要素分割モデルは射出成形品形状から自動的に発生さ
せることができるため簡便であり、かつ式(5) に基づい
て流動コンダクタンスκを得るのは計算速度が高いた
め、射出成形条件決定の初期において概略の条件を決定
する場合に有効に用いることができる。
In such a case, it may be difficult to obtain a precise analysis result. However, since the irregular minute element division model as described above can be automatically generated from the shape of the injection molded product, it is simple. In addition, since obtaining the flow conductance κ based on the equation (5) has a high calculation speed, it can be effectively used when determining rough conditions in the initial stage of determining injection molding conditions.

【0095】[実施例3]実施例1および2と同一の射
出成形品について、実施例2と同じ図11に示すような
微小要素分割モデルを用い、式(7) に基づいて流動コン
ダクタンスκの分布を求め、これを用いて射出成形過程
を解析したことの他はすべて同一の条件で射出成形過程
の解析を行なった。
[Embodiment 3] For the same injection-molded product as in Embodiments 1 and 2, the flow conductance κ of the flow conductance κ was calculated based on the equation (7) using the same small element division model as shown in FIG. The distribution of the injection molding process was analyzed under the same conditions except that the distribution was determined and the injection molding process was analyzed using the distribution.

【0096】図13は図11の微小要素分割モデルを用
いて、式7に基づいて求めた流動コンダクタンスκの断
面内の分布を等高線表示したものである。やや長い計算
時間を要したが図7と同様のなめらかなκ分布(分布範
囲:0 〜0.02mm2 /(Pa・sec))が得られた。
FIG. 13 is a contour diagram showing the distribution of the flow conductance κ in the cross section obtained based on Equation 7 using the microelement division model of FIG. Although a relatively long calculation time was required, a smooth κ distribution (distribution range: 0 to 0.02 mm 2 / (Pa · sec)) similar to FIG. 7 was obtained.

【0097】続いて図2のステップ4において図13で
得られたκ分布をもとに各微小要素の射出成形中の圧力
分布を求め、図14に示すように0.1 〜10MPa の圧力分
布を得た。ここでも、各微小要素の圧力を等高線表示し
た。得られた圧力分布は図8に示したものとほぼ同様と
なった。ステップ2以下の一連の計算は上記と同様のエ
ンジニアリングワークステーションを用いて160 秒程度
とやや長い時間で完了した。なお、従来の一般的な数値
計算手法を用いて計算した場合は、同一の対象について
圧力分布を求めると、たとえば2500秒程度の時間を要す
る。
Subsequently, in step 4 of FIG. 2, the pressure distribution of each microelement during injection molding is obtained based on the κ distribution obtained in FIG. 13, and a pressure distribution of 0.1 to 10 MPa is obtained as shown in FIG. Was. Also in this case, the pressure of each minute element is displayed as a contour line. The obtained pressure distribution was almost the same as that shown in FIG. A series of calculations from Step 2 onward were completed in a slightly longer time of about 160 seconds using the same engineering workstation as above. In addition, when the calculation is performed by using the conventional general numerical calculation method, it takes about 2500 seconds, for example, to obtain the pressure distribution for the same object.

【0098】得られた圧力分布に基づいてさらに圧力変
化(図15)と流動速度分布(図16)を求めた。さら
にせん断応力分布なども求めた。これらの結果はやはり
実施例1とほぼ同様のものであった。得られたこれらの
解析結果から、射出成形に特に問題がないと判断され製
造されたので、この射出成形品を製造した。この射出成
形品は、実施例1の場合と同様の最適な条件で製造され
ているため、強度などの特性が優れていた。
Based on the obtained pressure distribution, a pressure change (FIG. 15) and a flow velocity distribution (FIG. 16) were further obtained. Further, the shear stress distribution and the like were also obtained. These results were almost the same as in Example 1. From the obtained analysis results, it was determined that there was no particular problem in injection molding, and the product was manufactured. Therefore, this injection molded product was manufactured. This injection molded product was manufactured under the same optimum conditions as in Example 1, and thus had excellent properties such as strength.

【0099】実施例1の場合と同様に、ここでたとえば
極端な圧力勾配部分が発生するなど成形不良が予想され
る場合には、成形品形状や成形条件あるいは材料などを
変更してステップ1から繰り返すことにより、適正な製
品設計や成形型設計、成形条件などを得る。
As in the case of the first embodiment, if a molding defect is expected here, for example, an extreme pressure gradient occurs, the shape of the molded product, the molding conditions, the material, etc. are changed and the steps from step 1 are repeated. By repeating, proper product design, mold design, and molding conditions are obtained.

【0100】[0100]

【発明の効果】本発明の射出成形過程の解析装置および
解析方法によれば、流動コンダクタンスκを用いて圧力
分布などを求めるため、射出成形品の射出成形過程の解
析において、3次元的なモデルを用いて成形品の形状を
忠実に再現し、なおかつ実用的な計算時間内に精密な解
析行なうことができる。
According to the apparatus and method for analyzing an injection molding process of the present invention, a pressure distribution and the like are obtained using the flow conductance κ. The shape of a molded article can be faithfully reproduced by using, and accurate analysis can be performed within a practical calculation time.

【0101】また、本発明の射出成形過程の解析装置お
よび解析方法によれば、流動コンダクタンスκを式5や
式7といった高速かつ精密な解法の確立した方程式など
を用いて決定するため、流動コンダクタンスκを容易に
求めることができ、実用的な計算時間で精度良い解析結
果を得ることができる。
Further, according to the apparatus and method for analyzing the injection molding process of the present invention, the flow conductance κ is determined by using a high-speed and accurate equation such as Equations 5 and 7 which is well-established. κ can be easily obtained, and an accurate analysis result can be obtained in a practical calculation time.

【0102】また、本発明の射出成形品の製造方法によ
れば、上記のような射出成形過程の解析装置を用いて、
製品形状、成形型設計、材料選定などの射出成形条件を
決定することにより高品質な射出成形品を効率良く製造
することができる。
Further, according to the method of manufacturing an injection-molded article of the present invention, using the above-described apparatus for analyzing the injection molding process,
By determining injection molding conditions such as product shape, mold design, material selection, etc., a high quality injection molded product can be manufactured efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の流体流動過程(射出成形過程)の解析
装置のハードウェア構成例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an analyzer for a fluid flow process (injection molding process) according to the present invention.

【図2】本発明の射出成形過程の解析方法および射出成
形品の製造方法の手順の例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a procedure of an analysis method of an injection molding process and a method of manufacturing an injection molded product according to the present invention.

【図3】本発明において用いる3次元的な微小要素分割
モデルの例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a three-dimensional minute element division model used in the present invention.

【図4】本発明において用いる流動コンダクタンスの決
定する方法の一例を示す概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a method for determining a flow conductance used in the present invention.

【図5】本発明において用いる流動コンダクタンスの決
定する方法の一例を示す概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of a method for determining a flow conductance used in the present invention.

【図6】本発明の一実施例における対象の微小要素の決
定の様子を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state of determination of a target microelement in one embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例における射出成形品断面の流
動コンダクタンスκの分布状態の計算結果を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a calculation result of a distribution state of a flow conductance κ in a cross section of an injection molded product according to one embodiment of the present invention.

【図8】図7の流動コンダクタンスκの分布に基づいて
射出成形品内部の圧力分布を解析した結果を示す等高線
図である。
8 is a contour diagram showing a result of analyzing a pressure distribution inside an injection-molded product based on a distribution of the flow conductance κ in FIG. 7;

【図9】図7の流動コンダクタンスκの分布に基づいて
射出成形品内部の圧力変化の分布を解析した結果を示す
等高線図である。
9 is a contour diagram showing a result of analyzing a distribution of a pressure change inside an injection molded product based on a distribution of the flow conductance κ in FIG. 7;

【図10】図7の流動コンダクタンスκの分布に基づい
て射出成形品内部の材料の流動速度分布を解析した結果
を示す図である。
10 is a diagram showing a result of analyzing a flow velocity distribution of a material inside an injection-molded article based on the distribution of the flow conductance κ in FIG. 7;

【図11】本発明の一実施例における対象の微小要素の
決定の様子である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a state of determination of a target microelement in one embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施例における射出成形品断面の
流動コンダクタンスκの分布状態を示す計算結果であ
る。
FIG. 12 is a calculation result showing a distribution state of a flow conductance κ in a cross section of an injection-molded product in one example of the present invention.

【図13】本発明の一実施例における射出成形品断面の
流動コンダクタンスκの分布状態を示す計算結果であ
る。
FIG. 13 is a calculation result showing a distribution state of a flow conductance κ in a cross section of an injection molded product according to one embodiment of the present invention.

【図14】図13の流動コンダクタンスκの分布に基づ
いて射出成形品内部の圧力分布を解析した結果を示す等
高線図である。
14 is a contour diagram showing a result of analyzing a pressure distribution inside an injection-molded product based on the distribution of the flow conductance κ in FIG.

【図15】図13の流動コンダクタンスκの分布に基づ
いて射出成形品内部の圧力変化の分布を解析した結果を
示す等高線図である。
FIG. 15 is a contour diagram showing a result of analyzing a distribution of a pressure change inside the injection molded product based on the distribution of the flow conductance κ in FIG.

【図16】図13の流動コンダクタンスκの分布に基づ
いて射出成形品内部の材料の流動速度分布を解析した結
果を示す図である。
16 is a diagram showing a result of analyzing a flow velocity distribution of a material inside an injection-molded article based on a distribution of the flow conductance κ in FIG.

【図17】従来の射出成形過程の解析で用いられている
2次元的な微小要素分割モデルの例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a two-dimensional minute element division model used in analysis of a conventional injection molding process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:2次元的4角形微小要素 2:3次元的6面体微小要素 3:微小要素重心 4:微小要素重心から成形型表面への最短距離 5:微小要素分割した製品と成形型表面との接触部分 6:微小要素断面 7:微小要素 8:微小要素重心 9:微小要素重心から成形型表面への最短距離 10:微小要素分割した製品と成形型表面との接触部分 11:微小要素断面 12:微小要素 13:段差付き形状解析モデル 14:微小要素 15:κ等高線 16:κ等高線 17:微小要素 18:κ等高線 20:κ等高線 21:圧力等高線 22:圧力等高線 101:コンピュータ 102:補助記憶装置 103:入力装置 104:表示装置 1: Two-dimensional quadrilateral microelements 2: Three-dimensional hexahedral microelements 3: Microelement centroid 4: Shortest distance from microelement centroid to molding die surface 5: Contact between product obtained by dividing microelements and molding die surface Part 6: Cross section of microelement 7: Microelement 8: Center of gravity of microelement 9: Shortest distance from the center of gravity of microelement to the surface of the mold 10: Contact portion between the product divided into microelements and the surface of the mold 11: Cross section of microelement 12: Microelement 13: Shape analysis model with steps 14: Microelement 15: κ contour 16: κ contour 17: Microelement 18: κ contour 20: κ contour 21: Pressure contour 22: Pressure contour 101: Computer 102: Auxiliary storage device 103 : Input device 104 : Display device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−55597(JP,A) 特開 平5−57771(JP,A) 特開 平4−305424(JP,A) 特開 平5−337999(JP,A) 特開 平1−67319(JP,A) 特開 平7−209167(JP,A) M.J.Crochet,”NUME RICAL SIMULATION O F FLOW PROCESSES”、 Chemical Engineeri ng Science,Vol.42,N o.5、(1987発行)、p.979−1003 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/76 - 45/77 B29C 45/17 B29C 45/26 - 45/37 B29C 33/00 B29C 33/38 - 33/42 B22D 17/32 G06F 17/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-55597 (JP, A) JP-A-5-57771 (JP, A) JP-A-4-305424 (JP, A) JP-A-5-55724 337999 (JP, A) JP-A-1-67319 (JP, A) JP-A-7-209167 (JP, A) J. Crochet, "NUMERICAL SIMULATION OF FLOW PROCESSES", Chemical Engineering Science, Vol. 42, No. 5, (1987), p. 979-1003 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B29C 45/76-45/77 B29C 45/17 B29C 45/26-45/37 B29C 33/00 B29C 33/38-33 / 42 B22D 17/32 G06F 17/50

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】流体の流動するキャビティの少なくとも一
部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを構築する
3次元モデル構築手段と、該各微小要素において該微小
要素がキャビティ壁面に近い位置にある場合は小さい値
となるように流体の流動コンダクタンスκを決定し、一
方、遠い位置にある場合は大きい値となるように流体の
流動コンダクタンスκを決定する流動コンダクタンス決
定手段と、該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微
小要素における前記流体の圧力を求める圧力算出手段
、解析結果の出力手段とを備えてなることを特徴とす
る、流体の流動過程の解析装置。
1. A three-dimensional model construction means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a large number of microelements, and in each microelement, the microelement is located at a position close to a cavity wall surface. In some cases, the flow conductance κ of the fluid is determined so as to have a small value, while in the case of a distant position, the flow conductance κ of the fluid is determined so as to have a large value, and the flow conductance κ An apparatus for analyzing a flow process of a fluid, comprising: a pressure calculating means for obtaining a pressure of the fluid in each of the microelements based on the pressure and a means for outputting an analysis result .
【請求項2】流体の流動するキャビティの少なくとも一
部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを構築する
3次元モデル構築手段と、該各微小要素において該微小
要素がキャビティ壁面に近い位置にある場合は小さい値
となるように流体の流動コンダクタンスκを決定し、一
方、遠い位置にある場合は大きい値となるように流体の
流動コンダクタンスκを決定する流動コンダクタンス決
定手段と、該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微
小要素における前記流体の圧力変化を求める圧力変化算
出手段と、解析結果の出力手段とを備えてなることを特
徴とする、流体の流動過程の解析装置。
2. A three-dimensional model construction means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a large number of microelements, and in each microelement, the microelement is located at a position close to a cavity wall surface. In some cases, the flow conductance κ of the fluid is determined so as to have a small value, while in the case of a distant position, the flow conductance κ of the fluid is determined so as to have a large value, and the flow conductance κ An analysis apparatus for analyzing a fluid flow process, comprising: a pressure change calculating means for obtaining a pressure change of the fluid in each of the microelements based on the pressure information; and an analysis result output means .
【請求項3】流体の流動するキャビティの少なくとも一
部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを構築する
3次元モデル構築手段と、該各微小要素において該微小
要素がキャビティ壁面に近い位置にある場合は小さい値
となるように流体の流動コンダクタンスκを決定し、一
方、遠い位置にある場合は大きい値となるように流体の
流動コンダクタンスκを決定する流動コンダクタンス決
定手段と、該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微
小要素における前記流体の流動速度を求める流動速度算
出手段と、解析結果の出力手段とを備えてなることを特
徴とする、流体流動過程の解析装置。
3. A three-dimensional model construction means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a large number of microelements, and in each microelement, the microelement is located at a position close to a cavity wall surface. In some cases, the flow conductance κ of the fluid is determined so as to have a small value, while in the case of a distant position, the flow conductance κ of the fluid is determined so as to have a large value, and the flow conductance κ is determined. A flow velocity calculating means for calculating a flow velocity of the fluid in each of the microelements based on the above, and an analysis result output means, comprising:
【請求項4】流体の流動するキャビティの少なくとも一
部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを構築し、
該各微小要素において該微小要素がキャビティ壁面に近
い位置にある場合は小さい値となるように、一方、遠い
位置にある場合は大きい値となるように流体の流動コン
ダクタンスκを決定し、得られた該流動コンダクタンス
κに基づいて前記各微小要素における前記流体の圧力を
求め、得られた該圧力により前記流体の流動過程を解析
し、解析結果を出力することを特徴とする、流体の流動
過程の解析方法。
4. A three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a number of small elements,
Fine small elements have you in each of said micro-elements are close to the cavity wall
To a small value when it is located
When it is at the position, the flow conductance κ of the fluid is determined so as to be a large value, the pressure of the fluid in each of the microelements is obtained based on the obtained flow conductance κ, and the fluid is obtained by the obtained pressure. An analysis method of a fluid flow process, comprising analyzing a flow process of a fluid and outputting an analysis result.
【請求項5】流体の流動するキャビティの少なくとも一
部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを構築し、
前記各微小要素において該微小要素がキャビティ壁面に
近い位置にある場合は小さい値となるように、一方、遠
い位置にある場合は大きい値となるように流体の流動コ
ンダクタンスκを決定し、得られた該流動コンダクタン
スκに基づいて前記各微小要素における前記流体の圧力
変化を求め、得られた該圧力変化により前記流体の流動
過程を解析し、解析結果を出力することを特徴とする、
流体の流動過程の解析方法。
5. A three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a number of small elements,
I said to your stomach fine small element in each micro-element cavity wall
If it is closer, the value will be smaller, while
The flow conductance κ of the fluid is determined so as to be a large value when the position is at a high position, the pressure change of the fluid in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ, and the obtained pressure change Analyzing the flow process of the fluid, and outputting an analysis result,
Analysis method of fluid flow process.
【請求項6】流体の流動するキャビティの少なくとも一
部を多数の微小要素に分割した3次元モデルを構築し、
流体の前記各微小要素において該微小要素がキャビティ
壁面に近い位置にある場合は小さい値となるように、一
方、遠い位置にある場合は大きい値となるように流動コ
ンダクタンスκを決定し、得られた該流動コンダクタン
スκに基づいて前記各微小要素における前記流体の流動
速度を求め、得られた該流動速度により前記流体の流動
過程を解析し、解析結果を出力することを特徴とする流
体の流動過程の解析方法。
6. A three-dimensional model in which at least a part of a cavity in which a fluid flows is divided into a number of small elements,
Fine small element cavity have you to each microelement fluid
If it is located near the wall, set it to a small value.
On the other hand, when located at a distant position, the flow conductance κ is determined so as to have a large value, the flow velocity of the fluid in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ, and the obtained flow velocity Analyzing the flow process of the fluid by using the method, and outputting an analysis result.
【請求項7】前記微小要素における流動コンダクタンス
κを、前記各微小要素とキャビティ壁面との最短距離R
の増加に伴って増加し、かつ、前記流体の材料粘度ηの
増加に伴って減少する関数F(R,η) により決定すること
を特徴とする、請求項4〜6のいずれかの流体の流動過
程の解析方法。
7. The flow conductance κ in the microelement is determined by the shortest distance R between each microelement and the cavity wall surface.
Characterized by a function F (R, η) that increases with an increase in the material viscosity η of the fluid and decreases with an increase in the material viscosity η of the fluid. Analysis method of flow process.
【請求項8】前記微小要素における流動コンダクタンス
κを、式 【数1】 (ηは前記流体の材料粘度、x,y およびz は前記微小要
素の位置を表わす)を解くことにより求めることを特徴
とする、請求項4〜6のいずれかの流体の流動過程の解
析方法。
8. The flow conductance κ in the microelement is calculated by the following equation. 7. The method according to claim 4, wherein η represents the material viscosity of the fluid, and x, y and z represent the positions of the microelements. .
【請求項9】射出成形品の少なくとも一部を多数の微小
要素に分割した3次元モデルを構築する3次元モデル構
築手段と、該各微小要素において該微小要素が成形型表
面に近い位置にある場合は小さい値となるように射出成
形材料の流動コンダクタンスκを決定し、一方、遠い位
置にある場合は大きい値となるように射出成形材料の流
動コンダクタンスκを決定する流動コンダクタンス決定
手段と、該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微小
要素における前記射出成形材料の圧力を求める圧力算出
手段と、解析結果の出力手段とを備えてなることを特徴
とする射出成形条件決定のための射出成形過程の解析装
置。
9. A three-dimensional model construction means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of an injection molded article is divided into a large number of minute elements, and in each minute element, the minute element is located at a position close to the surface of a molding die. In the case, the flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a small value, while the flow conductance deciding means for determining the flow conductance κ of the injection molding material so as to have a large value when it is at a distant position. a pressure calculating means for determining the pressure of the injection molding material in each small elements based on the flow conductances kappa, the injection molding conditions determined injection molding process for which is characterized by comprising an output means of the analysis results Analysis device.
【請求項10】射出成形品の少なくとも一部を多数の微
小要素に分割した3次元モデルを構築する3次元モデル
構築手段と、該各微小要素において該微小要素が成形型
表面に近い位置にある場合は小さい値となるように射出
成形材料の流動コンダクタンスκを決定し、一方、遠い
位置にある場合は大きい値となるように射出成形材料の
流動コンダクタンスκを決定する流動コンダクタンス決
定手段と、該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微
小要素における前記射出成形材料の圧力変化を求める圧
力変化算出手段と、解析結果の出力手段とを備えてなる
ことを特徴とする射出成形条件決定のための射出成形過
程の解析装置。
10. A three-dimensional model construction means for constructing a three-dimensional model in which at least a part of an injection molded article is divided into a large number of minute elements, and in each minute element, the minute element is located at a position close to the surface of a molding die. In the case, the flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a small value, while the flow conductance deciding means for determining the flow conductance κ of the injection molding material so as to have a large value when it is at a distant position. injection molding for injection molding condition determination, wherein the pressure change calculating means for determining the pressure variation of the injection molding material in each small elements based on the flow conductances kappa, to become an output means of the analysis results Process analysis equipment.
【請求項11】射出成形品の少なくとも一部を多数の微
小要素に分割した3次元モデルを構築する3次元モデル
構築手段と、該各微小要素において該微小要素が成形型
表面に近い位置にある場合は小さい値となるように射出
成形材料の流動コンダクタンスκを決定し、一方、遠い
位置にある場合は大きい値となるように射出成形材料の
流動コンダクタンスκを決定する流動コンダクタンス決
定手段と、該流動コンダクタンスκに基づいて前記各微
小要素における前記射出成形材料の流動速度を求める流
動速度算出手段と、解析結果の出力手段とを備えてなる
ことを特徴とする射出成形条件決定のための射出成形過
程の解析装置。
11. A three-dimensional model construction means for constructing a three-dimensional model obtained by dividing at least a part of an injection-molded article into a large number of microelements, and in each of the microelements, the microelement is located at a position close to a surface of a molding die. In the case, the flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a small value, while the flow conductance deciding means for determining the flow conductance κ of the injection molding material so as to have a large value when it is at a distant position. injection molding for injection molding condition determination, wherein a flow rate calculation means based on the flow conductances κ determined the flow rate of the injection molding material in each of microelements, to become an output means of the analysis results Process analysis equipment.
【請求項12】射出成形品の少なくとも一部を多数の微
小要素に分割した3次元モデルを構築し、該各微小要素
において該微小要素がキャビティ壁面に近い位置にある
場合は小さい値となるように、一方、遠い位置にある場
合は大きい値となるように射出成形材料の流動コンダク
タンスκを決定し、得られた該流動コンダクタンスκに
基づいて前記各微小要素における前記射出成形材料の圧
力を求め、得られた該圧力により前記射出成形品の射出
成形過程を解析し、解析結果を出力することを特徴とす
る射出成形条件決定のための射出成形過程の解析方法。
12. build a three-dimensional model divided at least a portion of the injection molded article to a large number of microelements, fine small elements have contact to the respective microelements <br/> is positioned close to the cavity wall
In the case of a distant position,
In this case, the flow conductance κ of the injection molding material is determined to be a large value, the pressure of the injection molding material in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ, and the obtained pressure An analysis method of an injection molding process for determining injection molding conditions, characterized by analyzing an injection molding process of an injection molded article and outputting an analysis result.
【請求項13】射出成形品の少なくとも一部を多数の微
小要素に分割した3次元モデルを構築し、前記各微小要
素において該微小要素がキャビティ壁面に近い位置にあ
る場合は小さい値となるように、一方、遠い位置にある
場合は大きい値となるように射出成形材料の流動コンダ
クタンスκを決定し、得られた該流動コンダクタンスκ
に基づいて前記各微小要素における前記射出成形材料の
圧力変化を求め、得られた該圧力変化により前記射出成
形品の射出成形過程を解析し、解析結果を出力すること
を特徴とする射出成形条件決定のための射出成形過程の
解析方法。
13. build a three-dimensional model divided at least a portion of the injection molded article to a large number of microelements, located near closer said your stomach fine small element cavity walls each microelement
To a small value, while it is far away
In this case, the flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a large value, and the obtained flow conductance κ is obtained.
A pressure change of the injection molding material in each of the microelements based on the obtained pressure change, analyzing the injection molding process of the injection molded article by the obtained pressure change, and outputting an analysis result. Analysis method of injection molding process for decision.
【請求項14】射出成形品の少なくとも一部を多数の微
小要素に分割した3次元モデルを構築し、射出成形材料
の前記各微小要素において該微小要素がキャビティ壁面
に近い位置にある場合は小さい値となるように、一方、
遠い位置にある場合は大きい値となるように流動コンダ
クタンスκを決定し、得られた該流動コンダクタンスκ
に基づいて前記各微小要素における前記射出成形材料の
流動速度を求め、得られた該流動速度により前記射出成
形品の射出成形過程を解析し、解析結果を出力すること
を特徴とする射出成形条件決定のための射出成形過程の
解析方法。
14. At least a portion of the building a large number of three-dimensional model divided into small elements, the fine small element cavity wall surface have contact to each minute element of the injection molding material injection molded article
If the position is close to, the value will be small, while
When it is located at a distant position, the flow conductance κ is determined so as to have a large value, and the obtained flow conductance κ is obtained.
Injection molding conditions, wherein a flow velocity of the injection molding material in each of the microelements is obtained based on the above, an injection molding process of the injection molded article is analyzed by the obtained flow velocity, and an analysis result is output. Analysis method of injection molding process for decision.
【請求項15】前記微小要素における流動コンダクタン
スκを、前記各微小要素と成形型表面との最短距離R の
増加に伴って増加し、かつ、前記射出成形材料の材料粘
度ηの増加に伴って減少する関数F(R ,η) により決定
することを特徴とする請求項12〜14のいずれかの射
出成形過程の解析方法。
15. The flow conductance κ of said microelements increases with the increase of the shortest distance R between each of said microelements and the surface of a molding die, and with the increase of the material viscosity η of said injection molding material. The method according to any one of claims 12 to 14, wherein the determination is made by a decreasing function F (R, η).
【請求項16】前記微小要素における流動コンダクタン
スκを、式 【数2】 (ηは前記射出成形材料の材料粘度、x,y およびz は前
記微小要素の位置を表わす)を解くことにより求めるこ
とを特徴とする請求項12〜14のいずれかの射出成形
過程の解析方法。
16. The flow conductance κ in the microelement is calculated by the following equation: 15. The method for analyzing an injection molding process according to claim 12, wherein η represents the material viscosity of the injection molding material, and x, y and z represent the positions of the microelements. .
【請求項17】射出成形品の射出成形条件を定め、該射
出成形品の少なくとも一部を多数の微小要素に分割した
3次元モデルを構築し、前記各微小要素において該微小
要素が成形型表面に近い位置にある場合は小さい値とな
るように射出成形材料の流動コンダクタンスκを定め、
一方、遠い位置にある場合は大きい値となるように射出
成形材料の流動コンダクタンスκを定め、得られた該流
動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素における
前記射出成形材料の圧力を求め、得られた該圧力の分布
に基づいて射出成形条件を最終決定し、該最終決定され
た該射出成形条件に基づいて射出成形品を製造すること
を特徴とする射出成形品の製造方法。
17. A three-dimensional model in which injection molding conditions of an injection molded article are determined, and at least a part of the injection molded article is divided into a large number of microelements, and in each of the microelements, the microelement is formed on the surface of a molding die. If the position is close to, the flow conductance κ of the injection molding material is determined to be a small value,
On the other hand, when located at a distant position, the flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a large value, and the pressure of the injection molding material in each of the microelements is obtained based on the obtained flow conductance κ. And finally determining an injection molding condition based on the distribution of the pressure, and manufacturing an injection molded product based on the finally determined injection molding condition.
【請求項18】射出成形品の射出成形条件を定め、該射
出成形品の少なくとも一部を多数の微小要素に分割した
3次元モデルを構築し、前記各微小要素において該微小
要素が成形型表面に近い位置にある場合は小さい値とな
るように射出成形材料の流動コンダクタンスκを定め、
一方、遠い位置にある場合は大きい値となるように射出
成形材料の流動コンダクタンスκを定め、得られた該流
動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素における
前記射出成形材料の圧力変化を求め、得られた該圧力変
化の分布に基づいて射出成形条件を最終決定し、該最終
決定された該射出成形条件に基づいて射出成形品を製造
することを特徴とする射出成形品の製造方法。
18. A three-dimensional model in which injection molding conditions of an injection molded article are determined, and at least a part of the injection molded article is divided into a large number of microelements, and in each of the microelements, the microelement is a surface of a molding die. If the position is close to, the flow conductance κ of the injection molding material is determined to be a small value,
On the other hand, when located at a distant position, the flow conductance κ of the injection molding material is determined so as to have a large value, and the pressure change of the injection molding material in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ. A method for manufacturing an injection-molded article, comprising: finally determining injection molding conditions based on the determined distribution of the pressure change; and manufacturing an injection-molded article based on the finally determined injection molding conditions.
【請求項19】射出成形品の射出成形条件を定め、該射
出成形品の少なくとも一部を多数の微小要素に分割した
3次元モデルを構築し、前記各微小要素において該微小
要素が成形型表面に近い位置にある場合は小さい値とな
るように射出成形材料の流動コンダクタンスκを定め、
一方、遠い位置にある場合は大きい値となるように射出
成形材料の流動コンダクタンスκを定め、得られた該流
動コンダクタンスκに基づいて前記各微小要素における
前記射出成形材料の流動速度分布を求め、得られた該流
動速度の分布に基づいて射出成形条件を最終決定し、該
最終決定された該射出成形条件に基づいて射出成形品を
製造することを特徴とする射出成形品の製造方法。
19. A three-dimensional model in which injection molding conditions of an injection molded article are determined, and at least a part of the injection molded article is divided into a large number of microelements, and in each of the microelements, the microelement is a surface of a molding die. If the position is close to, the flow conductance κ of the injection molding material is determined to be a small value,
On the other hand, when located at a distant position, the flow conductance κ of the injection molding material is determined to be a large value, and the flow velocity distribution of the injection molding material in each of the microelements is determined based on the obtained flow conductance κ. A method for producing an injection-molded article, wherein injection molding conditions are finally determined based on the obtained distribution of the flow velocity, and an injection-molded article is produced based on the finally determined injection molding conditions.
【請求項20】前記射出成形条件は、前記射出成形品の
形状、成形型形状、材料射出速度、材料温度、成形型温
度および射出成形材料のうちのいずれかを含むものであ
ることを特徴とする請求項17〜19のいずれかに記載
の射出成形品の製造方法。
20. A method according to claim 20, wherein said injection molding conditions include any one of a shape of said injection molded article, a mold shape, a material injection speed, a material temperature, a mold temperature and an injection molding material. Item 20. The method for producing an injection-molded article according to any one of Items 17 to 19.
【請求項21】請求項17〜20のいずれかの射出成形
品の製造方法により製造された射出成形品。
21. An injection molded article produced by the method for producing an injection molded article according to claim 17.
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