JP3477414B2 - Injection molding method and apparatus - Google Patents

Injection molding method and apparatus

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JP3477414B2
JP3477414B2 JP2000009469A JP2000009469A JP3477414B2 JP 3477414 B2 JP3477414 B2 JP 3477414B2 JP 2000009469 A JP2000009469 A JP 2000009469A JP 2000009469 A JP2000009469 A JP 2000009469A JP 3477414 B2 JP3477414 B2 JP 3477414B2
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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、供給された原料チ
ップを射出成形機のシリンダ内で加熱溶融して、金型内
に射出して成形を行う射出成形方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection molding method and apparatus for heating and melting a supplied raw material chip in a cylinder of an injection molding machine and injecting it into a mold for molding.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、マグネシウム合金などの軽合金
を射出成形する方法として、ダイカスト法及びチクソモ
ールデイング法がある。ダイカスト法は、マグネシウム
などの軽合金インゴットを成形材料として使用し、炉内
で溶融された溶湯を自動給湯器あるいは手動汲み取りな
どにより、スリーブ内に溶湯を供給し、スリーブ内に設
けられた往復動可能なプランジャを高速で前進させるこ
とにより、溶湯を金型キャビテイ内に射出、充填するも
のである。
2. Description of the Related Art Generally, as a method for injection molding a light alloy such as a magnesium alloy, there are a die casting method and a thixomolding method. The die-casting method uses a light alloy ingot such as magnesium as a molding material, and the molten metal melted in the furnace is supplied into the sleeve by an automatic water heater or by manual pumping, and the reciprocating motion provided in the sleeve By advancing a possible plunger at high speed, the molten metal is injected and filled in the mold cavity.

【0003】他方、チクソモールデイング法は、マグネ
シウムなどの軽合金インゴットを切削加工して得られる
軽合金チップを原料として使用し、射出成形機のシリン
ダ内で加熱し、大気と触れることなく流動性の良い半溶
融スラリー(チクソトロピー状態)にしてそのまま金型
内に射出して成形するものである。具体的には、図7に
示すように、径3〜5mm程度の軽合金チップ30が、
ホッパ31を介してシリンダ32内に供給され、シリン
ダ32内に往復動可能に取り付けられたスクリュ33を
回転駆動させることにより前方に移送される。軽合金チ
ップ30は、スクリュ33の回転によりシリンダ32内
を前方に移送される間に、シリンダ32外周部に取り付
けられた電気ヒータ34の加熱により、溶融状態とな
る。このとき、スクリュ33は、一定の速度でホッパ3
1側へ後退し、所定の後退ストロークに到達した時点で
スクリュ33の回転後退を終了し、スクリュ33前方に
生じる貯留部に所定量計量された溶融材料を、スクリュ
33を前進させることにより、ノズル35を介して金型
36に形成された金型キャビテイ37内に射出する。
On the other hand, the thixomolding method uses light alloy chips obtained by cutting a light alloy ingot such as magnesium as a raw material, heats it in a cylinder of an injection molding machine, and fluidizes it without exposing it to the atmosphere. It is a semi-molten slurry (thixotropic state) that is excellent in injection and is directly injected into the mold for molding. Specifically, as shown in FIG. 7, the light alloy tip 30 having a diameter of about 3 to 5 mm is
It is supplied to the inside of the cylinder 32 through the hopper 31 and is transferred forward by rotationally driving the screw 33 that is reciprocally mounted inside the cylinder 32. The light alloy tip 30 is in a molten state by being heated by the electric heater 34 attached to the outer peripheral portion of the cylinder 32 while being transported forward in the cylinder 32 by the rotation of the screw 33. At this time, the screw 33 moves the hopper 3 at a constant speed.
When the screw 33 moves backward to the first side and reaches a predetermined backward stroke, the rotation and backward movement of the screw 33 is finished, and a predetermined amount of molten material is stored in a storage portion in front of the screw 33, and the screw 33 is moved forward to move the nozzle to the nozzle. It injects into the mold cavity 37 formed in the mold 36 via 35.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
射出成形方法では、以下のような問題が生じる。ダイカ
スト法では、炉内からスリーブへ溶湯を供給する際、自
動給湯器の場合には液面高さや溶湯温度の変動,給湯装
置のばらつきにより、溶湯供給誤差が約5%以上とな
り、溶湯供給量にばらつきが生じるという問題がある。
このため、溶湯供給量が少ない場合には、成形品に充填
不良,湯皺などの成形欠陥が生じ、他方、溶湯供給量が
多い場合には、成形品に過剰なバリが発生したり、寸法
精度に欠けるなどの問題がある。さらに、手動汲み取り
の場合には、目測による計量であるため、さらに溶湯供
給精度は低い。
As described above, the conventional injection molding method has the following problems. In the die casting method, when the molten metal is supplied from the furnace to the sleeve, the molten metal supply error becomes about 5% or more due to fluctuations in the liquid surface height and the molten metal temperature and variations in the water heater in the case of the automatic water heater, There is a problem in that there is variation.
Therefore, when the molten metal supply is small, molding defects such as defective filling and wrinkles occur in the molded product. On the other hand, when the molten metal supply is large, excessive burrs are generated in the molded product and There are problems such as lack of accuracy. Further, in the case of manual drawing, the accuracy of molten metal supply is lower because the measurement is performed by visual measurement.

【0005】他方、チクソモールデイング法では、単一
のシリンダ内で原料チップの移送,加熱及び溶融を同時
に行うため、シリンダ内における原料チップの移送及び
溶融挙動が複雑なものとなる。例えば、マグネシウム合
金の場合、シリンダの根本側が固相線温度の約500℃
に設定されており、先端側が液相線温度の約600℃に
設定されており、単一のシリンダ内に常温のマグネシウ
ム合金チップと成形温度の溶融マグネシウム合金が根本
側から先端側にかけて連続的に存在することとなる。
On the other hand, in the thixomolding method, since the raw material chips are simultaneously transferred, heated and melted in a single cylinder, the transfer and melting behavior of the raw material chips in the cylinder becomes complicated. For example, in the case of magnesium alloy, the solidus temperature is about 500 ° C on the base side of the cylinder.
The liquidus temperature of the tip side is set to about 600 ° C, and the magnesium alloy chips at room temperature and the molten magnesium alloy at the forming temperature are continuously placed from the root side to the tip side in a single cylinder. Will exist.

【0006】この結果、原料チップの移送,溶融状態の
ばらつきにより、スクリュ回転時に過度の回転抵抗が発
生し、溶融原料の計量不良が生じるという問題がある。
計量不良が生じると、ダイカスト法と同様、溶湯供給量
が少ない場合には、成形品に充填不良,湯皺などの成形
欠陥が生じ、他方、溶湯供給量が多い場合には、成形品
に過剰なバリの発生、寸法精度に欠けるなどの問題があ
る。また、大型製品を成形する場合、あるいは成形時間
を短縮する場合には高い溶解能力が要求されるが、シリ
ンダの加熱面積を増加させるため、スクリュ及びシリン
ダが長大化し、且つ大型電気ヒータなどを増設する必要
がある。
As a result, there is a problem that excessive rotation resistance occurs when the screw rotates due to the variation of the raw material chips and the melted state, which causes defective measurement of the molten raw material.
Similar to the die-casting method, if there is a poor metering, if the molten metal supply is small, the molded product will have defective filling such as wrinkles, and if the molten metal supply is large, the molded product will be overfilled. There are problems such as occurrence of various burrs and lack of dimensional accuracy. Also, when molding large products or shortening the molding time, high melting capacity is required, but to increase the heating area of the cylinder, the screw and cylinder become large and large electric heaters are added. There is a need to.

【0007】本発明は、かかる課題を解決するものであ
り、計量不良を防止し、且つ成形時間を短縮化する射出
成形方法及び装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an injection molding method and apparatus capable of preventing defective measurement and shortening the molding time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明のうち、請求項1記載の発明では、供給され
た原料チップ(1)を射出シリンダ(7)内で加熱溶融
して、金型(11a,11b)内に射出して成形を行う
射出成形方法において、計量シリンダ(3)内で原料チ
ップ(1)をチップ形状が維持できる温度まで予備加熱
しながら移送し、計量終了後、鉛直方向に配設された射
出シリンダ(7)内で、射出ピストン(8)により原料
チップ(1)を加熱溶融区間までは低速で上昇移動し、
加熱溶融区間にて原料チップ(1)を、溶融状態となる
温度まで高速加熱し、溶融された原料チップ(1)を、
高速で上昇移動させて、金型(11a,11b)内に射
出するようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1 of the present invention, the supplied raw material chips (1) are heated and melted in the injection cylinder (7). , In the injection molding method of injecting into the molds (11a, 11b) for molding, the raw material chips (1) are transferred in the measuring cylinder (3) while being preheated to a temperature at which the chip shape can be maintained, and the measurement is completed. After that, in the injection cylinder (7) arranged in the vertical direction, the raw material chip (1) is moved up to the heating and melting section at a low speed by the injection piston (8),
In the heating and melting section, the raw material chip (1) is rapidly heated to a temperature at which the raw material chip (1) is melted,
It is characterized in that it is moved upward at a high speed and injected into the mold (11a, 11b).

【0009】また、本発明のうち、請求項2記載の発明
では、供給された原料チップ(1)を加熱溶融して、金
型(11a,11b)内に射出して成形を行う射出成形
装置(2)において、一端より原料チップ(1)が供給
される計量シリンダ(3)と、計量シリンダ(3)内に
配設され、原料チップ(1)の計量移送を行う計量スク
リュ(4)と、原料チップ(1)をチップ形状が維持で
きる温度まで予備加熱する予備加熱手段(5)とからな
る計量移送手段(6)と、計量シリンダ(3)の他端に
連結され且つ鉛直方向に配設された射出シリンダ(7)
と、射出用シリンダ(7)内に配設され、射出シリンダ
(7)内を往復動する射出ピストン(8)と、射出シリ
ンダ(7)に取り付けられ、原料チップ(1)を高速で
溶融加熱する溶融加熱手段(9)とからなる溶融射出手
段(10)と、射出シリンダ(7)の上側に配設された
金型(11a,11b)とを備え、計量移送手段(6)
にて、原料チップ(1)をチップ形状を維持できる程度
に予備加熱しながら計量移送し、溶融射出手段(10)
に供給し、射出ピストン(8)は、計量終了した原料チ
ップ(1)を高速加熱手段(9)の配設された加熱溶融
区間までは低速で上昇移動し、加熱溶融区間にて原料チ
ップ(1)を、溶融状態となる温度まで高速加熱し、溶
融された原料チップ(1)を、高速で上昇移動するよう
にし、金型(11a,11b)内に射出するようにした
ことを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, an injection molding apparatus for heating and melting the supplied raw material chips (1) and injecting them into the molds (11a, 11b) for molding. In (2), a measuring cylinder (3) to which the raw material chip (1) is supplied from one end, and a measuring screw (4) which is disposed in the measuring cylinder (3) and carries out the quantitative transfer of the raw material chip (1). A measuring and transferring means (6) comprising a preheating means (5) for preheating the raw material chips (1) to a temperature at which the shape of the chips can be maintained; and a measuring cylinder (3) connected to the other end and arranged vertically. Installed injection cylinder (7)
And an injection piston (8) disposed in the injection cylinder (7) and reciprocating in the injection cylinder (7), and attached to the injection cylinder (7) to melt and heat the raw material chip (1) at high speed. And a mold (11a, 11b) arranged on the upper side of the injection cylinder (7), and a metering transfer means (6).
At this point, the raw material chips (1) are metered and transferred while preheating so that the chip shape can be maintained, and the melt injection means (10)
And the injection piston (8) slowly moves the raw material chips (1) after the measurement to the heating and melting section where the high-speed heating means (9) is arranged, and the raw material chips ( 1) is rapidly heated to a temperature at which it is in a molten state, and the melted raw material chips (1) are moved up at a high speed so as to be injected into the molds (11a, 11b). To do.

【0010】請求項3記載の発明では、原料チップ
(1)は、マグネシウム合金などの軽合金チップである
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the invention, the raw material chip (1) is a light alloy chip such as a magnesium alloy.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の金属射出成形機の実施の
形態を図により詳細に説明する。図1は、本発明の実施
の形態を示す金属射出成形装置の概略断面構成図、図2
は、計量工程の状態を示す構成図、図3は、図1の装置
において、加熱溶融工程の状態を示す構成図、図4は、
図1の装置において、射出保圧工程の状態を示す構成
図、図5は、図1の装置において、製品取り出し及び計
量工程の状態を示す構成図、図6は、射出成形工程を説
明するチャート図である。本実施の形態の金属射出成形
装置では、供給された原料チップ1を加熱溶融して、金
型11a,11b内に射出して成形を行う射出成形装置
2において、原料チップ1を予備加熱し、計量して移送
を行う計量移送手段6と、移送された原料チップ1を溶
融し、金型11a,11b内に射出する溶融射出手段1
0とに分離し、計量移送手段6にて原料チップ1を予備
加熱し、溶融射出手段10に計量して移送を行い、溶融
射出手段10にて移送された原料チップ1を高速溶融
し、金型11a,11bに射出するようにしたものであ
る。なお、原料チップ1としては、AZ91Dのような
マグネシウム合金などの軽合金チップである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a metal injection molding machine of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a schematic cross-sectional configuration diagram of a metal injection molding apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG.
Is a block diagram showing the state of the weighing process, FIG. 3 is a block diagram showing the state of the heating and melting process in the apparatus of FIG. 1, and FIG.
1 is a configuration diagram showing a state of an injection pressure holding process in the apparatus of FIG. 1, FIG. 5 is a configuration diagram showing a state of a product taking-out and weighing step in the apparatus of FIG. 1, and FIG. 6 is a chart illustrating an injection molding process. It is a figure. In the metal injection molding apparatus according to the present embodiment, the raw material chip 1 is preheated in the injection molding apparatus 2 that heats and melts the supplied raw material chip 1 and injects it into the molds 11a and 11b to perform molding. Weighing and transferring means 6 for measuring and transferring, and melt injection means 1 for melting the transferred raw material chip 1 and injecting it into the molds 11a, 11b.
0, and the raw material chip 1 is preheated by the measuring and transferring means 6 and is then weighed and transferred to the melt injection means 10, and the raw material chip 1 transferred by the melt injection means 10 is melted at a high speed, It is designed to be injected into the molds 11a and 11b. The raw material chip 1 is a light alloy chip such as a magnesium alloy such as AZ91D.

【0012】計量移送手段6は、図示のように水平に配
置された計量シリンダ3と、計量シリンダ3内に配設さ
れ、モータによる回転駆動により原料チップ1の計量移
送を行う計量スクリュ4と、予備加熱を行う予備加熱手
段5とからなる。計量スクリュ4の一端に、原料チップ
1を供給するためのホッパ12が配設されており、原料
チップ1と共にArガスが酸化防止のため配管より供給
される。予備加熱手段5は、例えば、電気ヒータであ
り、原料チップ1をチップ形状が維持できる温度、固相
線温度±20℃となるように予備加熱する。例えば、マ
グネシウム合金のうちAZ91Dの場合、固相線温度は
約470℃であるので、450〜490℃の範囲となる
ように予備加熱する。
The metering and transferring means 6 is arranged horizontally in the metering cylinder 3 as shown in the figure, and a metering screw 4 which is disposed in the metering cylinder 3 and which meteredly transfers the raw material chips 1 by rotational driving by a motor. It comprises a preheating means 5 for preheating. A hopper 12 for supplying the raw material chips 1 is arranged at one end of the measuring screw 4, and Ar gas is supplied together with the raw material chips 1 through a pipe for preventing oxidation. The preheating means 5 is, for example, an electric heater, and preheats the raw material chip 1 to a temperature at which the chip shape can be maintained and a solidus temperature ± 20 ° C. For example, in the case of AZ91D among magnesium alloys, since the solidus temperature is about 470 ° C., it is preheated to be in the range of 450 to 490 ° C.

【0013】溶融射出手段10は、鉛直に配設され、計
量シリンダ3の他端に垂直に連結された射出シリンダ7
と、射出シリンダ7内に配設され、上下に往復動可能な
射出ピストン8と、射出シリンダ7の上部の側面周囲に
取り付けられ、原料チップ1の高速加熱を行う高速加熱
手段(溶融加熱手段)9とからなる。このように、本実
施の形態では、射出シリンダ7を鉛直方向とした縦型射
出成形装置である。
The melt injection means 10 is arranged vertically and is connected vertically to the other end of the measuring cylinder 3 by an injection cylinder 7.
And an injection piston 8 disposed inside the injection cylinder 7 and capable of reciprocating up and down, and a high-speed heating means (melt heating means) mounted around the upper side surface of the injection cylinder 7 for high-speed heating of the raw material chip 1. 9 and 9. As described above, in the present embodiment, the vertical injection molding apparatus has the injection cylinder 7 in the vertical direction.

【0014】射出シリンダ7の下部側面に、計量シリン
ダ3の他端が開口連通されて原料供給口13となり、計
量移送手段6より原料チップ1が供給される。高速加熱
手段9は、例えば、誘導加熱装置などである。また、高
速加熱手段9と共に、熱電対14が配設されており、射
出シリンダ7内の溶融された原料チップ1の温度を検出
し、所定温度となるように高速加熱手段9を制御する。
射出ピストン8は、計量時には原料供給口13の下方に
待機しており、計量移送手段6から供給された原料チッ
プ1を上方に移送するものであり、高速加熱手段9まで
は低速で上昇し、金型11a,11bに射出するときに
は、高速で上昇するように制御される。射出後は、射出
ピストン8は、元の原料供給口13の下方位置まで下降
される。
The other end of the measuring cylinder 3 is opened and communicated with the lower side surface of the injection cylinder 7 to form a raw material supply port 13, and the raw material chip 1 is supplied from the measuring and transferring means 6. The high-speed heating means 9 is, for example, an induction heating device. Further, a thermocouple 14 is provided together with the rapid heating means 9, detects the temperature of the melted raw material chip 1 in the injection cylinder 7, and controls the rapid heating means 9 so as to reach a predetermined temperature.
The injection piston 8 stands by below the raw material supply port 13 at the time of measurement, transfers the raw material chips 1 supplied from the measurement transfer means 6 upward, and moves up to the high speed heating means 9 at a low speed, When injecting into the molds 11a and 11b, it is controlled so as to rise at a high speed. After the injection, the injection piston 8 is lowered to the position below the original material supply port 13.

【0015】高速加熱手段9では、計量移送手段6によ
る原料供給終了後、原料チップ1を溶融状態となる温
度、液相線温度±40℃まで加熱する。例えば、マグネ
シウム合金のうちAZ91Dの場合、液相線温度は約5
95℃であるので、555〜635℃まで加熱する。な
お、射出シリンダ7には、Arガスの配管が接続されて
おり、酸化防止のため、Arガスが随時供給されてい
る。溶融射出手段10のノズル先端には固定側の金型1
1aが配設されており、可動側の金型11bとの間に金
型キャビテイ15が形成されている。金型キャビテイ1
5は、真空装置の配管が接続されており、計量工程中か
ら射出保圧工程終了までの間、真空装置により真空引き
が行われる。
The high-speed heating means 9 heats the raw material chip 1 to a temperature at which the raw material chips 1 are in a molten state, that is, a liquidus temperature of ± 40 ° C., after the raw material has been supplied by the measuring and transferring means 6. For example, in the case of AZ91D among magnesium alloys, the liquidus temperature is about 5
Since it is 95 degreeC, it heats to 555-635 degreeC. An Ar gas pipe is connected to the injection cylinder 7, and Ar gas is supplied as needed to prevent oxidation. The fixed mold 1 is attached to the tip of the nozzle of the melt injection means 10.
1a is arranged, and a mold cavity 15 is formed between the movable mold 1b and the movable mold 11b. Mold cavity 1
Reference numeral 5 is connected to a pipe of a vacuum device, and the vacuum device evacuates during the measuring process to the end of the injection pressure holding process.

【0016】次に、本実施の形態の射出成形動作につい
て図2〜図5により、説明する。図2に示すように、ホ
ッパ12より、原料チップ1がArガスと共に計量シリ
ンダ3内に供給されると、計量スクリュ4が回転駆動さ
れ、供給された原料チップ1が図中左方の原料供給口1
3を介して射出シリンダ7内部に供給される。このと
き、予備加熱手段5により、原料チップ1は原料チップ
1の形状を保持する程度に予備加熱されながら計量シリ
ンダ3内を移送される。
Next, the injection molding operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, when the raw material chip 1 is supplied from the hopper 12 into the measuring cylinder 3 together with Ar gas, the measuring screw 4 is rotationally driven, and the supplied raw material chip 1 is supplied to the left side of the drawing. Mouth 1
It is supplied to the inside of the injection cylinder 7 via 3. At this time, the raw material chip 1 is transferred to the inside of the measuring cylinder 3 while being preheated by the preheating means 5 to the extent that the shape of the raw material chip 1 is maintained.

【0017】射出シリンダ7内では、射出ピストン8が
原料供給口13よりも下方の位置で待機しており、射出
ピストン8の上部に所定量の原料チップ1が堆積する。
射出シリンダ7への原料チップ1の供給量は、計量シリ
ンダ3内の計量スクリュ4の回転時間により計量制御さ
れる。所定量の原料チップ1の供給が終了すると、図3
に示すように、計量シリンダ3の計量スクリュ4の回転
が終了し、同時に射出ピストン8が0.1〜0.5m/
sの低速で高速加熱手段9が設置されている加熱溶融区
間まで上昇する。原料チップ1は、5〜30秒の短時間
の間に所定の溶融状態となる温度、即ち液相線温度±4
0℃まで加熱される。このとき、原料チップ1の温度
は、射出シリンダ7に取り付けられた熱電対14により
間接的に測定され、原料チップ1の温度が所定温度より
低い場合には、所定温度となるように高速加熱手段9を
制御する。
In the injection cylinder 7, the injection piston 8 stands by at a position lower than the raw material supply port 13, and a predetermined amount of the raw material chips 1 are deposited on the upper portion of the injection piston 8.
The supply amount of the raw material chip 1 to the injection cylinder 7 is controlled by the rotation time of the measuring screw 4 in the measuring cylinder 3. When the supply of the predetermined amount of the raw material chips 1 is completed, FIG.
As shown in FIG. 3, the rotation of the measuring screw 4 of the measuring cylinder 3 is completed, and at the same time, the injection piston 8 moves 0.1 to 0.5 m /
At a low speed of s, the temperature rises to the heating and melting section where the high speed heating means 9 is installed. The temperature of the raw material chip 1 becomes a predetermined molten state in a short time of 5 to 30 seconds, that is, the liquidus temperature ± 4.
Heat to 0 ° C. At this time, the temperature of the raw material chip 1 is indirectly measured by the thermocouple 14 attached to the injection cylinder 7, and when the temperature of the raw material chip 1 is lower than the predetermined temperature, the high-speed heating means is set to the predetermined temperature. Control 9

【0018】原料チップ1が溶融状態となると、図4に
示すように、射出ピストン8が0.5〜5.0m/sの
高速で金型11a,11b側に上昇し、溶湯が金型キャ
ビテイ15内に射出、充填される。射出、充填及び保圧
終了後、1〜10秒程度の冷却時間を経た後、射出ピス
トン8は、直ぐに元の位置、即ち、原料供給口13の下
方まで下降し、次ショットの計量が開始される。冷却時
間終了後、図5に示すように、型開き、製品突き出しが
行われ、成形品を取り出す。そして、再び、型閉じ、真
空引きを行いながら、図2〜図5で示した計量、加熱溶
融、射出保圧、製品取り出し、計量の工程が繰り返され
る。次に、図6により、成形サイクル時間について説明
する。
When the raw material chip 1 is melted, the injection piston 8 rises to the molds 11a and 11b side at a high speed of 0.5 to 5.0 m / s as shown in FIG. 4, and the molten metal is held in the mold cavity. 15 is injected and filled. After completion of injection, filling and holding pressure, and after a cooling time of about 1 to 10 seconds, the injection piston 8 immediately descends to its original position, that is, below the raw material supply port 13, and measurement of the next shot is started. It After the cooling time ends, as shown in FIG. 5, the mold is opened, the product is ejected, and the molded product is taken out. Then, the steps of metering, heating and melting, injection holding pressure, product removal, and metering shown in FIGS. 2 to 5 are repeated while the mold is closed and the vacuum is drawn again. Next, the molding cycle time will be described with reference to FIG.

【0019】本発明を適用した型締力650ton,最
大射出容量10kgを有する射出成形装置で大型自動車
部品を成形したところ、ショットサイクルは型閉じ及び
計量10秒、加熱溶融18秒、射出保圧1秒、冷却4
秒、型開き突き出し20秒で、合計53秒となった。ま
た、このとき、計量不良による成形欠陥が発生すること
もなかった。
When a large automobile part was molded with an injection molding apparatus having a mold clamping force of 650 tons and a maximum injection capacity of 10 kg to which the present invention was applied, the shot cycle was mold closing and weighing 10 seconds, heating and melting 18 seconds, injection holding pressure 1 Seconds, cooling 4
Second, the mold opening protrusion was 20 seconds, and the total was 53 seconds. Further, at this time, molding defects due to poor measurement did not occur.

【0020】これに対して、従来の型締力650ton
のチクソモールデイング射出成形機にて、大型自動車用
部品を成形したところ、成形機の溶解能力からショット
サイクルが90秒以上を必要とした。これは、型閉じ5
秒、射出、保圧2秒、計量35秒、型開き5秒、突き出
し1秒、中間42秒である。これは、チクソモールデイ
ング法では、溶解能力が低く、原料チップを溶融するた
めの中間時間がかかるためである。また、このとき、溶
融挙動の不安定により、原料供給誤差も±2%以上であ
り、計量不良が発生し、充填不良、湯皺などの成形欠陥
が発生した。
On the other hand, the conventional mold clamping force of 650 ton
When a large automobile part was molded with the thixomolding injection molding machine, the shot cycle required 90 seconds or more due to the melting capacity of the molding machine. This is mold closing 5
Seconds, injection, holding pressure 2 seconds, metering 35 seconds, mold opening 5 seconds, protrusion 1 second, intermediate 42 seconds. This is because the thixomolding method has a low dissolving ability and takes an intermediate time for melting the raw material chips. Further, at this time, due to the unstable melting behavior, the raw material supply error was ± 2% or more, a measurement error occurred, and a filling defect, a molding defect such as a wrinkle occurred.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明の請求項1、2記載の発明では、
計量シリンダ内で原料チップをチップ形状が維持できる
温度まで予備加熱しながら移送し、計量終了後、鉛直方
向に配設された射出シリンダ内で、射出ピストンにより
原料チップを高速加熱手段の配設された加熱溶融区間ま
では低速で上昇移動し、加熱溶融区間にて原料チップ
を、溶融状態となる温度まで高速加熱し、溶融された原
料チップを、高速で上昇移動させて、金型内に射出する
ようにしたことにより、原料チップのチップ形状を保持
した状態で計量を行うことができるので、スクリュ回転
時に過度の回転抵抗が発生することがなく、正確に計量
ができるため、従来のような計量不良が生じることがな
くなり、成形品質が向上する効果がある。
According to the first and second aspects of the present invention,
The raw material chips are transferred while being preheated in the measuring cylinder to a temperature at which the chip shape can be maintained, and after the weighing is completed, the raw material chips are arranged in the vertical direction in the injection cylinder by a high-speed heating means by the injection piston. It moves up to the heating and melting section at a low speed, the material chips are heated at a high speed in the heating and melting section to a temperature at which it melts, and the melted material chips are moved up at a high speed and injected into the mold. By doing so, since it is possible to perform the weighing while maintaining the tip shape of the raw material tip, excessive rotation resistance does not occur during screw rotation, and accurate weighing can be performed. This has the effect of preventing defective measurement and improving molding quality.

【0022】さらに、原料チップを予備加熱してから加
熱溶融するため、溶解能力を向上させることができるの
で、短時間で溶融温度に加熱することが可能となり、成
形時間を短縮化することができる。
Further, since the raw material chips are preheated and then melted by heating, the melting ability can be improved, so that the chips can be heated to the melting temperature in a short time and the molding time can be shortened. .

【0023】また、従来、長大な射出成形機を使用しな
ければ成形できなかった大型,大重量製品を小型の射出
成形機で成形することが可能となり、装置及び成形コス
トを削減することができる。さらに、予備加熱と、加熱
溶融を分離することにより、誘導加熱手段などの高速加
熱手段を適用できるため、溶融に必要となる熱量を短時
間で最少の加熱面積で与えることができる。
Further, it becomes possible to mold a large-sized and heavy-weight product which could not be conventionally molded without using a long injection molding machine, with a small-sized injection molding machine, and it is possible to reduce the apparatus and molding cost. . Further, by separating the preheating and the heating and melting, a high-speed heating means such as an induction heating means can be applied, so that the amount of heat required for melting can be provided in a short time with a minimum heating area.

【0024】また、予備加熱手段により、計量シリンダ
内で原料チップをチップ形状が維持できる温度まで予備
加熱するようにしたので、計量時にスクリュの回転抵抗
が生じることもなく、正確に計量を行うことができる。
さらに、予備加熱しておくことにより、溶融射出手段に
おいても、短時間で溶融加熱できるという効果がある。
Further, since the preheating means preheats the raw material chips in the measuring cylinder to a temperature at which the chip shape can be maintained, the screw rotation resistance does not occur during the measurement, and accurate measurement is performed. You can
Further, by preheating, there is an effect that even the melt injection means can melt and heat in a short time.

【0025】さらに、溶融加熱装置により、計量移送手
段による原料供給終了後、原料チップが溶融状態となる
温度まで加熱するようにしたので、短時間で効果的に溶
融射出を行うことができる。
Furthermore, since the melting heating device is configured to heat the raw material chips to a temperature at which the raw material chips are in a molten state after completion of the raw material supply by the metering and transferring means, it is possible to effectively perform the melt injection in a short time.

【0026】また、射出ピストンは、計量終了後、原料
チップを高速加熱手段までは低速で移動し、原料チップ
が溶融状態になり射出するときには、高速で移動するよ
うにしたので、効率的に加熱溶融及び射出することがで
きる。さらに、溶融加熱手段は、誘導加熱装置などの高
速加熱手段としたので、効率的に原料チップを加熱溶融
することができ、成形時間を短縮することができる。
Further, the injection piston moves at a low speed up to the high-speed heating means after the end of measurement, and moves at a high speed when the raw material chips are in a molten state and injected, so that the heating is efficiently performed. It can be melted and injected. Further, since the melting and heating means is a high-speed heating means such as an induction heating device, the raw material chips can be efficiently heated and melted, and the molding time can be shortened.

【0027】また、前記射出成形装置を、射出シリンダ
を鉛直方向とした縦型射出成形装置としたので、射出工
程時の溶湯の波立ちによるガスの巻き込みを防止するこ
とができる。
Further, since the injection molding device is a vertical injection molding device in which the injection cylinder is in the vertical direction, it is possible to prevent gas entrainment due to the ripple of the molten metal during the injection process.

【0028】請求項3記載の発明では、前記原料チップ
をマグネシウム合金などの軽合金チップとした金属射出
成形装置の場合、特に、高温で原料チップを加熱する必
要があることから、特に、効果的に、計量不良を防止
し、且つ成形時間を短縮化することができる。
According to the third aspect of the invention, in the case of a metal injection molding apparatus in which the raw material chip is a light alloy chip such as a magnesium alloy, it is particularly effective because the raw material chip needs to be heated at a high temperature. In addition, it is possible to prevent defective measurement and shorten the molding time.

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

【図1】本発明の実施の形態を示す金属射出成形装置の
概略断面構成図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional configuration diagram of a metal injection molding apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置において、計量工程の状態を示す構
成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a state of a weighing process in the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置において、加熱溶融工程の状態を示
す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a state of a heating and melting process in the apparatus of FIG.

【図4】図1の装置において、射出保圧工程の状態を示
す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a state of an injection pressure holding step in the apparatus of FIG.

【図5】図1の装置において、製品取り出し及び計量工
程の状態を示す構成図である。
5 is a configuration diagram showing a state of a product taking-out and weighing process in the apparatus of FIG. 1. FIG.

【図6】射出成形工程時間を説明するチャート図であるFIG. 6 is a chart illustrating the injection molding process time.

【図7】従来の金属射出成形装置の概略断面構成図であ
る。
FIG. 7 is a schematic sectional configuration diagram of a conventional metal injection molding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原料チップ 2 射出成形装置 3 計量シリンダ 4 計量スクリュ 5 予備加熱手段 6 計量移送手段 7 射出シリンダ 8 射出ピストン 9 高速加熱手段(溶融加熱手段) 10 溶融射出手段 11a,11b 金型 12 ホッパ 13 原料供給口 14 熱電対 15 金型キャビテイ 1 Raw material chips 2 injection molding equipment 3 measuring cylinder 4 Measuring screw 5 Preheating means 6 Measuring and transferring means 7 injection cylinder 8 injection pistons 9 High-speed heating means (melt heating means) 10 Melt injection means 11a, 11b mold 12 hoppers 13 Raw material supply port 14 thermocouple 15 Mold Cavity

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 17/30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B22D 17/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 供給された原料チップ(1)を射出シリ
ンダ(7)内で加熱溶融して、金型(11a,11b)
内に射出して成形を行う射出成形方法において、 計量シリンダ(3)内で原料チップ(1)をチップ形状
が維持できる温度まで予備加熱しながら移送し、 計量終了後、鉛直方向に配設された射出シリンダ(7)
内で、射出ピストン(8)により原料チップ(1)を加
熱溶融区間までは低速で上昇移動し、 加熱溶融区間にて原料チップ(1)を、溶融状態となる
温度まで高速加熱し、 溶融された原料チップ(1)を、高速で上昇移動させ
て、金型(11a,11b)内に射出するようにした射
出成形方法。
1. A mold (11a, 11b) in which a supplied raw material chip (1) is heated and melted in an injection cylinder (7).
In the injection molding method in which the raw material chips (1) are preheated in the measuring cylinder (3) to a temperature at which the chip shape can be maintained and transferred in the vertical direction after the measurement is completed. Injection cylinder (7)
Inside, the injection piston (8) moves the raw material chip (1) up to the heating and melting section at a low speed, and in the heating and melting section, the raw material chip (1) is rapidly heated to a temperature at which it is in a molten state and melted. An injection molding method in which the raw material chip (1) is moved up at a high speed and injected into the mold (11a, 11b).
【請求項2】 供給された原料チップ(1)を加熱溶融
して、金型(11a,11b)内に射出して成形を行う
射出成形装置(2)において、 一端より原料チップ(1)が供給される計量シリンダ
(3)と、計量シリンダ(3)内に配設され、原料チッ
プ(1)の計量移送を行う計量スクリュ(4)と、原料
チップ(1)をチップ形状が維持できる温度まで予備加
熱する予備加熱手段(5)とからなる計量移送手段
(6)と、 計量シリンダ(3)の他端に連結され且つ鉛直方向に配
設された射出シリンダ(7)と、射出用シリンダ(7)
内に配設され、射出シリンダ(7)内を往復動する射出
ピストン(8)と、射出シリンダ(7)に取り付けら
れ、原料チップ(1)を高速で溶融加熱する溶融加熱手
段(9)とからなる溶融射出手段(10)と、射出シリ
ンダ(7)の上側に配設された金型(11a,11b)
とを備え、 計量移送手段(6)にて、原料チップ(1)をチップ形
状を維持できる程度に予備加熱しながら計量移送し、溶
融射出手段(10)に供給し、射出ピストン(8)は、
計量終了した原料チップ(1)を高速加熱手段(9)の
配設された加熱溶融区間までは低速で上昇移動し、加熱
溶融区間にて原料チップ(1)を、溶融状態となる温度
まで高速加熱し、溶融された原料チップ(1)を、高速
で上昇移動するようにし、金型(11a,11b)内に
射出するようにした射出成形装置。
2. In an injection molding apparatus (2) for heating and melting a supplied raw material chip (1) and injecting it into a mold (11a, 11b) for molding, the raw material chip (1) is The supplied measuring cylinder (3), the measuring screw (4) arranged in the measuring cylinder (3) for measuring and transferring the raw material chip (1), and the temperature at which the raw material chip (1) can maintain the chip shape. Metering transfer means (6) consisting of preheating means (5) for preheating up to, an injection cylinder (7) connected to the other end of the metering cylinder (3) and vertically arranged, and an injection cylinder (7)
An injection piston (8) which is disposed inside and reciprocates in the injection cylinder (7); and a melt heating means (9) which is attached to the injection cylinder (7) and melts and heats the raw material chip (1) at high speed. And a mold (11a, 11b) arranged above the injection cylinder (7).
The raw material chips (1) are metered and transferred by the metering and transferring means (6) while preheating so that the chip shape can be maintained, and are supplied to the melt injection means (10), and the injection piston (8) is ,
The weighed raw material chips (1) are moved at a low speed up to the heating and melting section where the high-speed heating means (9) is arranged, and the raw material chips (1) are heated at a high speed in the heating and melting section to a temperature at which they are in a molten state. An injection molding device in which a heated and melted raw material chip (1) is moved upward at a high speed and injected into a mold (11a, 11b).
【請求項3】 原料チップ(1)は、マグネシウム合金
などの軽合金チップである請求項2記載の射出成形装
置。
3. The injection molding apparatus according to claim 2, wherein the raw material chip (1) is a light alloy chip such as a magnesium alloy.
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