JP3493621B2 - 溶解容器内の溶融金属の酸化抑制方法及び装置 - Google Patents
溶解容器内の溶融金属の酸化抑制方法及び装置Info
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- JP3493621B2 JP3493621B2 JP2000241423A JP2000241423A JP3493621B2 JP 3493621 B2 JP3493621 B2 JP 3493621B2 JP 2000241423 A JP2000241423 A JP 2000241423A JP 2000241423 A JP2000241423 A JP 2000241423A JP 3493621 B2 JP3493621 B2 JP 3493621B2
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- molten metal
- melting
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、亜鉛、マグネシ
ウム又はそれら合金等の低融点の非鉄金属を、溶解容器
内で溶解して射出成形する場合の金属材料の酸化を防止
する方法と装置に関するものである。
ウム又はそれら合金等の低融点の非鉄金属を、溶解容器
内で溶解して射出成形する場合の金属材料の酸化を防止
する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】粒状の金属材料の表面
には、大気中の酸素が付着又は吸着或いは酸化表層とし
てまといついていることと、供給時に金属材料と一緒に
大気中の酸素が送り込まれ易いことなどから、そのまま
溶解容器内で加熱溶解すると、溶解容器内の溶融金属で
あっても酸化が生じ易い。
には、大気中の酸素が付着又は吸着或いは酸化表層とし
てまといついていることと、供給時に金属材料と一緒に
大気中の酸素が送り込まれ易いことなどから、そのまま
溶解容器内で加熱溶解すると、溶解容器内の溶融金属で
あっても酸化が生じ易い。
【０００３】溶融金属が酸化すると、攪拌により生じた
金属飛沫が不純物である酸化スラッジとして、容器内壁
や攪拌部材等に付着して積もり、これが攪拌部材やプラ
ンジャの動作不良の原因となったり、あるいは溶湯面の
酸化物と共に不純物となって溶融金属に混じり込み、射
出成形された金属製品の品質低下の要因ともなってい
る。
金属飛沫が不純物である酸化スラッジとして、容器内壁
や攪拌部材等に付着して積もり、これが攪拌部材やプラ
ンジャの動作不良の原因となったり、あるいは溶湯面の
酸化物と共に不純物となって溶融金属に混じり込み、射
出成形された金属製品の品質低下の要因ともなってい
る。
【０００４】そこで材料供給時に取り込まれる大気中の
酸素を、材料供給時に真空ポンプにより吸引して排除し
て、溶解容器内の酸素濃度の低減を図ったり、或いはア
ルゴン等の不活性ガスを溶解容器内に常時供給し、金属
材料の加熱溶解を不活性ガス雰囲気中で行うようにして
酸化を抑制したりしているが、自然の状態で生じた金属
材料の表面酸化による酸素については、それが微量であ
ることと、これといった排除手段もないことから、その
まま金属材料を加熱溶解している。
酸素を、材料供給時に真空ポンプにより吸引して排除し
て、溶解容器内の酸素濃度の低減を図ったり、或いはア
ルゴン等の不活性ガスを溶解容器内に常時供給し、金属
材料の加熱溶解を不活性ガス雰囲気中で行うようにして
酸化を抑制したりしているが、自然の状態で生じた金属
材料の表面酸化による酸素については、それが微量であ
ることと、これといった排除手段もないことから、その
まま金属材料を加熱溶解している。
【０００５】このような状況で材料供給を継続しながら
溶解を行ってゆくと、不活性ガス雰囲気中でありなが
ら、溶解容器内の酸素濃度が増して溶湯面が酸化し易く
なる。この酸素濃度の増加については、上記表面酸化に
よる酸素の存在も一因とされ、それが微量なものであつ
ても、溶解容器内に残る量は金属材料の供給量に比例し
て増し、いずれは酸素濃度の規定値を超えることになる
ので、これを何らかの手段をもって規定値以下に低減す
ることが切望されている。
溶解を行ってゆくと、不活性ガス雰囲気中でありなが
ら、溶解容器内の酸素濃度が増して溶湯面が酸化し易く
なる。この酸素濃度の増加については、上記表面酸化に
よる酸素の存在も一因とされ、それが微量なものであつ
ても、溶解容器内に残る量は金属材料の供給量に比例し
て増し、いずれは酸素濃度の規定値を超えることになる
ので、これを何らかの手段をもって規定値以下に低減す
ることが切望されている。
【０００６】この発明の目的は、金属溶解時の上記酸化
の課題を、不活性ガス雰囲気中の酸素濃度の計測監視の
下に、金属材料の加熱と供給の両方を停止することによ
って解決することができる新たな溶融容器内の溶融金属
の酸化防止方法及び装置とを提供することにある。
の課題を、不活性ガス雰囲気中の酸素濃度の計測監視の
下に、金属材料の加熱と供給の両方を停止することによ
って解決することができる新たな溶融容器内の溶融金属
の酸化防止方法及び装置とを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
の酸化防止方法は、ノズル部材と連通する計量室を先端
部内に有し、回転自在な攪拌部材と、その攪拌部材を貫
通して先端の射出プランジャを上記計量室に進退自在に
挿入した射出部材とを内部に備え、上記ノズル部材を下
側にして斜めに設置した溶解容器により金属材料を溶解
するにあたり、上記溶解容器の溶湯面より上の空間部位
を不活性ガス雰囲気となし、その空間部位の酸素濃度を
計測監視して、計測した酸素濃度が設定基準値を超えた
ときにエラーとして、加熱と材料供給とを停止して溶融
金属の酸化を防止してなる、というものである。
の酸化防止方法は、ノズル部材と連通する計量室を先端
部内に有し、回転自在な攪拌部材と、その攪拌部材を貫
通して先端の射出プランジャを上記計量室に進退自在に
挿入した射出部材とを内部に備え、上記ノズル部材を下
側にして斜めに設置した溶解容器により金属材料を溶解
するにあたり、上記溶解容器の溶湯面より上の空間部位
を不活性ガス雰囲気となし、その空間部位の酸素濃度を
計測監視して、計測した酸素濃度が設定基準値を超えた
ときにエラーとして、加熱と材料供給とを停止して溶融
金属の酸化を防止してなる、というものである。
【０００８】またこの発明は、ノズル部材と連通する計
量室を先端部内に有し、回転自在な攪拌部材と、その攪
拌部材を貫通して先端の射出プランジャを上記計量室に
進退自在に挿入した射出部材とを内部に備え、上記ノズ
ル部材を下側にして斜めに設置した溶解容器の供給口に
供給筒を立設し、その供給筒に粒状の金属材料の供給装
置を接続するとともに、上記溶解容器の溶湯面より上の
空間部位に不活性ガスを供給するガス管路を供給筒内又
は供給筒の上側部に配設し、その供給筒の上部の上記供
給装置に、発信機能を有する酸素検知装置を供給筒内に
酸素センサを臨ませて取付けてなる、というものであ
る。
量室を先端部内に有し、回転自在な攪拌部材と、その攪
拌部材を貫通して先端の射出プランジャを上記計量室に
進退自在に挿入した射出部材とを内部に備え、上記ノズ
ル部材を下側にして斜めに設置した溶解容器の供給口に
供給筒を立設し、その供給筒に粒状の金属材料の供給装
置を接続するとともに、上記溶解容器の溶湯面より上の
空間部位に不活性ガスを供給するガス管路を供給筒内又
は供給筒の上側部に配設し、その供給筒の上部の上記供
給装置に、発信機能を有する酸素検知装置を供給筒内に
酸素センサを臨ませて取付けてなる、というものであ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】図中１は金属材料の溶解容器で、
外周囲にバンドヒータ３を備える円筒体からなる。この
溶解容器１は先端に設けたノズル部材２を下側にして、
型締装置（図は省略）に対し４５°の角度で斜めに設置
されている。またノズル部材２と連通する溶解容器１の
先端部内は、容器内径よりも小径に縮径した所要長さの
計量室４に形成してある。
外周囲にバンドヒータ３を備える円筒体からなる。この
溶解容器１は先端に設けたノズル部材２を下側にして、
型締装置（図は省略）に対し４５°の角度で斜めに設置
されている。またノズル部材２と連通する溶解容器１の
先端部内は、容器内径よりも小径に縮径した所要長さの
計量室４に形成してある。
【００１０】溶解容器１の中程の上側には供給口５が開
設してあり、その供給口５に立設した供給筒７に金属材
料の供給装置６が、溶解容器１に取付けた部材１６によ
り保持して接続してある。また溶解容器１の後端は開口
状態にあって、その後端から攪拌及び射出手段を構成す
る溶融金属１５の攪拌部材８と射出部材９とが内設して
ある。
設してあり、その供給口５に立設した供給筒７に金属材
料の供給装置６が、溶解容器１に取付けた部材１６によ
り保持して接続してある。また溶解容器１の後端は開口
状態にあって、その後端から攪拌及び射出手段を構成す
る溶融金属１５の攪拌部材８と射出部材９とが内設して
ある。
【００１１】上記攪拌部材８は、先端部外周に複数条の
攪拌翼１０を断続的に旋回形成した回転軸からなる。こ
の攪拌翼１０は溶解容器１の内径とほば等しい外径から
なり、また攪拌翼１０よりも後方の軸部周囲には、溶解
容器１の内周面と接したガイド兼用の仕切用フランジ１
１が一体形成してある。
攪拌翼１０を断続的に旋回形成した回転軸からなる。こ
の攪拌翼１０は溶解容器１の内径とほば等しい外径から
なり、また攪拌翼１０よりも後方の軸部周囲には、溶解
容器１の内周面と接したガイド兼用の仕切用フランジ１
１が一体形成してある。
【００１２】上記射出部材９は、攪拌部材８の中央内に
摺動自在に設けたロッド先端に、攪拌部材８の前面から
上記計量室４に嵌合した射出プランジャ１２を有し、そ
の射出プランジャ１２と共に前進移動して、計量室４に
蓄えた所定量の溶融金属１５をノズル部材２から、図示
しない金型に射出充填する。
摺動自在に設けたロッド先端に、攪拌部材８の前面から
上記計量室４に嵌合した射出プランジャ１２を有し、そ
の射出プランジャ１２と共に前進移動して、計量室４に
蓄えた所定量の溶融金属１５をノズル部材２から、図示
しない金型に射出充填する。
【００１３】１３はアルゴンなどの不活性ガスのガス管
路で圧力容器１４と接続している。このガス管路１３
は、上記供給筒７の上側部から内部を通して、供給口５
より下側の攪拌翼１０の近傍に開口端１３ａを位置させ
るか、または鎖線で示すように供給筒７の上側部に開口
端１３ａを接続するかして溶解容器１に設けてある。ま
たガス管路１３の圧力容器１４の近傍には減圧弁１７と
流量弁１８が配設してあり、これにより圧力容器１４に
充填された不活性ガスの流出圧力及び流量をコントロー
ルできるようにしてある。
路で圧力容器１４と接続している。このガス管路１３
は、上記供給筒７の上側部から内部を通して、供給口５
より下側の攪拌翼１０の近傍に開口端１３ａを位置させ
るか、または鎖線で示すように供給筒７の上側部に開口
端１３ａを接続するかして溶解容器１に設けてある。ま
たガス管路１３の圧力容器１４の近傍には減圧弁１７と
流量弁１８が配設してあり、これにより圧力容器１４に
充填された不活性ガスの流出圧力及び流量をコントロー
ルできるようにしてある。
【００１４】上記供給装置６は、水平なシリンダ６１内
にスクリュコンベア６２を備え、そのスクリュコンベア
６２をシリンダ後端の電動モータ６３により回転して、
シリンダ後部上側の投入口６４から、シリンダ前部下側
の送出口６５に接続した上記供給筒７に、粒状の金属材
料を移送する構造からなり、その供給筒７の上部のシリ
ンダ６１の前部上に通孔６６を開設して、発信機能を有
する酸素検知装置２０が、酸素センサ１９を通孔６６か
ら供給筒７内に臨ませて取付けてある。
にスクリュコンベア６２を備え、そのスクリュコンベア
６２をシリンダ後端の電動モータ６３により回転して、
シリンダ後部上側の投入口６４から、シリンダ前部下側
の送出口６５に接続した上記供給筒７に、粒状の金属材
料を移送する構造からなり、その供給筒７の上部のシリ
ンダ６１の前部上に通孔６６を開設して、発信機能を有
する酸素検知装置２０が、酸素センサ１９を通孔６６か
ら供給筒７内に臨ませて取付けてある。
【００１５】この酸素検知装置２０は、図では省略した
が、上記バンドヒータ３のヒータ電源と、供給装置６の
モータ電源の両方と電気的に接続され、それらの電源は
酸素検知装置２０から出力された電気信号の入力により
ＯＦＦ作動するように設定されている。
が、上記バンドヒータ３のヒータ電源と、供給装置６の
モータ電源の両方と電気的に接続され、それらの電源は
酸素検知装置２０から出力された電気信号の入力により
ＯＦＦ作動するように設定されている。
【００１６】上記構成では、上記圧力容器１４からガス
管路１３を経て不活性ガスが溶解容器１の溶湯面１５ａ
の上に噴出するか、または供給筒７内に噴出して、溶解
容器１内の空間部位を不活性ガス雰囲気となす。これに
より溶解容器１内に酸素が取り込まれていても、溶解し
た金属材料の酸化が防止される。また溶解容器１に供給
された不活性ガスの一部は、溶解容器１が斜設されてい
ることから、溶解容器１の上方の隙間又は供給装置６の
上記投入口６４から排出される。これにより上部からの
溶解容器１内への大気の侵入が防止され、また供給装置
６でも不活性ガス雰囲気で金属材料の移送が行われるの
で、投入口６４からの大気の侵入も防止されることにな
り、酸化原因となる酸素の侵入は金属材料の酸化表面の
微量な酸素のみとなる。
管路１３を経て不活性ガスが溶解容器１の溶湯面１５ａ
の上に噴出するか、または供給筒７内に噴出して、溶解
容器１内の空間部位を不活性ガス雰囲気となす。これに
より溶解容器１内に酸素が取り込まれていても、溶解し
た金属材料の酸化が防止される。また溶解容器１に供給
された不活性ガスの一部は、溶解容器１が斜設されてい
ることから、溶解容器１の上方の隙間又は供給装置６の
上記投入口６４から排出される。これにより上部からの
溶解容器１内への大気の侵入が防止され、また供給装置
６でも不活性ガス雰囲気で金属材料の移送が行われるの
で、投入口６４からの大気の侵入も防止されることにな
り、酸化原因となる酸素の侵入は金属材料の酸化表面の
微量な酸素のみとなる。
【００１７】また溶解容器１及び供給筒７の内部の酸素
は、上記酸素検知装置２０の酸素センサ１９によりその
濃度が常に計測され、計測された酸素濃度が設定基準値
（たとえば１０ppm ）以下であれば、供給装置６による
材料供給と、ヒータによる加熱溶解作業とが継続され
て、上記射出プランジャ１２の進退移動による溶融金属
の計量と金型への射出充填が行われる。
は、上記酸素検知装置２０の酸素センサ１９によりその
濃度が常に計測され、計測された酸素濃度が設定基準値
（たとえば１０ppm ）以下であれば、供給装置６による
材料供給と、ヒータによる加熱溶解作業とが継続され
て、上記射出プランジャ１２の進退移動による溶融金属
の計量と金型への射出充填が行われる。
【００１８】しかし、酸素センサ１９により計測された
酸素濃度が規定の１０ppm を超えると、酸素検知装置２
０がエラー信号を出力する。この出力信号により上記バ
ントヒータ３のヒータ電源がＯＦＦとなって加熱停止と
なり、同時に上記供給装置６のモーター電源もＯＦＦと
なって材料供給を停止して、アルゴンガスの供給のみが
続けられる。
酸素濃度が規定の１０ppm を超えると、酸素検知装置２
０がエラー信号を出力する。この出力信号により上記バ
ントヒータ３のヒータ電源がＯＦＦとなって加熱停止と
なり、同時に上記供給装置６のモーター電源もＯＦＦと
なって材料供給を停止して、アルゴンガスの供給のみが
続けられる。
【００１９】この材料供給の停止により、粒状の金属材
料の表面にまといついている酸素も溶解容器１内に入り
込むことがないので、酸素濃度が規定以下に抑えられる
ようになる。また加熱停止により溶融金属の温度も抑え
られるようになる。この加熱停止と供給停止により酸素
濃度が設定基準値以下となると、再びヒータ電源とモー
ター電源の両方がＯＮ作動して加熱と材料供給とが再開
され、新たな金属材料の溶解が開始される。
料の表面にまといついている酸素も溶解容器１内に入り
込むことがないので、酸素濃度が規定以下に抑えられる
ようになる。また加熱停止により溶融金属の温度も抑え
られるようになる。この加熱停止と供給停止により酸素
濃度が設定基準値以下となると、再びヒータ電源とモー
ター電源の両方がＯＮ作動して加熱と材料供給とが再開
され、新たな金属材料の溶解が開始される。
【００２０】このようなことから、溶解容器１内で溶解
された金属材料の酸化、特に溶湯面や飛沫となって空間
部位の壁面や部材に付着したスラッジの酸化が抑制さ
れ、スラッジが溶湯面に落ちて攪拌により溶融金属に混
入しても、酸化不純物としての混入は免れるので、溶融
金属を金型に射出して成形した金属製品でありながら、
高品質で成形精度の高いものとなる。また溶解及び射出
成形過程においても、固く蓄積した酸化スラッジによる
攪拌部材や射出部材の作動不良が防止され、長時間にわ
たる成形であっても酸化物による不都合が解消されて、
安定した成形を長く維持することが可能となる。
された金属材料の酸化、特に溶湯面や飛沫となって空間
部位の壁面や部材に付着したスラッジの酸化が抑制さ
れ、スラッジが溶湯面に落ちて攪拌により溶融金属に混
入しても、酸化不純物としての混入は免れるので、溶融
金属を金型に射出して成形した金属製品でありながら、
高品質で成形精度の高いものとなる。また溶解及び射出
成形過程においても、固く蓄積した酸化スラッジによる
攪拌部材や射出部材の作動不良が防止され、長時間にわ
たる成形であっても酸化物による不都合が解消されて、
安定した成形を長く維持することが可能となる。
【図１】 この発明に係る溶解容器内の溶融金属の酸化
防止方法の実施を可能とする装置の概略図である。
防止方法の実施を可能とする装置の概略図である。
１ 金属材料の溶解容器
５ 供給口
６ 金属材料の供給装置
７ 供給筒
８ 攪拌部材
９ 射出部材
１２ 射出プランジャ
１３ ガス管路
１３ａ 開口端
１５ 溶融金属
１５ａ 溶湯面
１９ 酸素センサ
２０ 酸素検知装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
// Ｆ２７Ｄ 3/14 Ｆ２７Ｄ 3/14 Ｂ
(72)発明者 宮川 守
長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地
日精樹脂工業株式会社内
(56)参考文献 特開2001−191162（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−108805（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−51827（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−257735（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−110223（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B22D 17/00,17/02,17/20
B22D 17/28,17/32
Claims (2)
- 【請求項１】 ノズル部材と連通する計量室を先端部内
に有し、回転自在な攪拌部材と、その攪拌部材を貫通し
て先端の射出プランジャを上記計量室に進退自在に挿入
した射出部材とを内部に備え、上記ノズル部材を下側に
して斜めに設置した溶解容器により金属材料を溶解する
にあたり、 上記溶解容器の溶湯面より上の空間部位を不活性ガス雰
囲気となし、その空間部位の酸素濃度を計測監視して、
計測した酸素濃度が設定基準値を超えたときにエラーと
して、加熱と材料供給とを停止して溶融金属の酸化を防
止してなることを特徴とする溶融容器内の溶融金属の酸
化防止方法。 - 【請求項２】 ノズル部材と連通する計量室を先端部内
に有し、回転自在な攪拌部材と、その攪拌部材を貫通し
て先端の射出プランジャを上記計量室に進退自在に挿入
した射出部材とを内部に備え、上記ノズル部材を下側に
して斜めに設置した溶解容器の供給口に供給筒を立設
し、その供給筒に粒状の金属材料の供給装置を接続する
とともに、上記溶解容器の溶湯面より上の空間部位に不
活性ガスを供給するガス管路を供給筒内又は供給筒の上
側部に配設し、その供給筒の上部の上記供給装置に、発
信機能を有する酸素検知装置を供給筒内に酸素センサを
臨ませて取付けてなることを特徴とする溶融容器内の溶
融金属の酸化防止装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241423A JP3493621B2 (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 溶解容器内の溶融金属の酸化抑制方法及び装置 |
| TW090116762A TW486395B (en) | 2000-08-09 | 2001-07-27 | Oxidation prevention method of metal in a melting vessel and apparatus |
| CN01119801.XA CN1189269C (zh) | 2000-08-09 | 2001-08-03 | 防止金属在熔锅中氧化的方法和装置 |
| US09/924,851 US6516019B2 (en) | 2000-08-09 | 2001-08-08 | Oxidation prevention method of metal in a melting vessel and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241423A JP3493621B2 (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 溶解容器内の溶融金属の酸化抑制方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002059254A JP2002059254A (ja) | 2002-02-26 |
| JP3493621B2 true JP3493621B2 (ja) | 2004-02-03 |
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ID=18732611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000241423A Expired - Fee Related JP3493621B2 (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 溶解容器内の溶融金属の酸化抑制方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6516019B2 (ja) |
| JP (1) | JP3493621B2 (ja) |
| CN (1) | CN1189269C (ja) |
| TW (1) | TW486395B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3783203B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2006-06-07 | 日精樹脂工業株式会社 | 低融点金属材料の射出装置 |
| CN105659046B (zh) * | 2013-08-27 | 2018-03-16 | 一特-可再生能源企业有限公司 | 搅拌捣炉柱塞 |
| CN103624460B (zh) * | 2013-11-25 | 2015-10-28 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种定位夹紧机构 |
| CN111162026B (zh) * | 2019-12-25 | 2022-04-15 | 绍兴华立电子有限公司 | 一种蚀刻后的表面防氧化处理装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE4305202C2 (de) * | 1992-02-21 | 1999-09-23 | Sodick Co Ltd | Plastifizier- und Einspritzeinrichtung für eine Spritzgießmaschine |
| WO1994011174A1 (en) * | 1992-11-06 | 1994-05-26 | Sodick Co., Ltd. | Screw preplasticating injection molding machine |
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