JP3524857B2 - Method and apparatus for stabilizing measurement of metal injection molding machine - Google Patents
Method and apparatus for stabilizing measurement of metal injection molding machineInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム合
金、アルミニウム合金、亜鉛合金などのインラインスク
リュ式金属射出成形機の計量安定化方法および装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for stabilizing the weighing of an in-line screw type metal injection molding machine for magnesium alloy, aluminum alloy, zinc alloy and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、インラインスクリュ式金属射出成
形機としては、一般に、図2に示す構成のものが採用さ
れていた。同図に示すように、金属射出成形機は、シリ
ンダバレル1、シリンダバレル1内で回転および軸方向
に往復動されるスクリュ2、スクリュ2を高速前進する
スクリュ駆動装置7、スクリュ2を回転するモータ8な
どから構成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an in-line screw type metal injection molding machine, one having a structure shown in FIG. 2 has been generally adopted. As shown in the figure, the metal injection molding machine rotates a cylinder barrel 1, a screw 2 that rotates and reciprocates in the cylinder barrel 1 in the axial direction, a screw drive device 7 that advances the screw 2 at high speed, and a screw 2. It is composed of a motor 8 and the like.
【0003】上記成形機において、スクリュ2をモータ
8で回転すると共に、固体状の成形材料、たとえば低融
点合金材料チップ(以下材料チップという。)15を、
ホッパ11から定量供給スクリュ式のフィーダー10を
通して供給口1aからシリンダバレル1に供給する。材
料チップ15は、スクリュ2の回転によりスクリュ2の
供給部から圧縮部を経て計量化部に到り、その間にシリ
ンダバレル1の外周に設けたヒーター4から加えられる
熱とスクリュ回転によるせん断力によって完全溶融状態
もしくは半溶融状態にまで混練・溶融される。そして、
スクリュ2は、輸送推進力の反力あるいはスクリュ駆動
装置7などにより後退し、シリンダバレル1の先端に溶
融状態もしくは半溶融材料の成形材料(以下、溶融材料
という。)の貯留室6が形成され、そこへ所定量の溶融
材料が計量される。次に、スクリュ2をスクリュ駆動装
置7で軸方向に高速前進することにより、スクリュ2の
先端部に取り付けられている逆流防止リング5が閉じ、
計量された溶融材料は、シリンダバレル1の先端部に設
けられているノズル3から型締された金型9のランナー
およびゲートを通してキャビティに射出されて成形品1
6が得られる。In the above molding machine, the screw 2 is rotated by a motor 8 and a solid molding material, for example, a low melting point alloy material chip (hereinafter referred to as material chip) 15 is used.
The hopper 11 feeds the cylinder barrel 1 from a feed port 1a through a constant-volume feed screw type feeder 10. The material chip 15 reaches the metering section from the supply section of the screw 2 through the compression section by the rotation of the screw 2, and the heat applied from the heater 4 provided on the outer circumference of the cylinder barrel 1 and the shearing force by the screw rotation during that time. It is kneaded and melted to a completely molten state or a semi-molten state. And
The screw 2 is retracted by the reaction force of the transportation propulsive force or the screw drive device 7 and the like, and a storage chamber 6 of a molding material of a molten state or a semi-molten material (hereinafter referred to as a molten material) is formed at the tip of the cylinder barrel 1. , A predetermined amount of molten material is weighed therein. Next, the screw 2 is advanced at high speed in the axial direction by the screw driving device 7, so that the backflow prevention ring 5 attached to the tip end of the screw 2 is closed,
The measured molten material is injected into the cavity from the nozzle 3 provided at the tip of the cylinder barrel 1 through the runner and gate of the die 9 that is clamped, and the molded product 1 is obtained.
6 is obtained.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、金属
射出成形機に用いられるスクリュは、ホッパ側から先端
に向って供給部、圧縮部、計量化部の3ゾーンに分けら
れる。計量工程において、供給部は、ホッパから投入さ
れた材料チップを前方へ移送させながら予熱し、つぎの
圧縮部へ送り込む。圧縮部は、せん断作用とシリンダバ
レル外周に取り付けられたヒーターからの熱量によって
成形材料を溶融し、つぎの計量化部へ送る。計量化部
は、溶融状態、あるいは半溶融状態となった溶融材料を
均一化してシリンダバレルの先端側に送る。As described above, the screw used in the metal injection molding machine is divided into three zones from the hopper side to the tip, that is, the supply section, the compression section, and the metering section. In the weighing process, the supply unit preheats the material chips fed from the hopper while transferring them forward, and sends the material chips to the next compression unit. The compression unit melts the molding material by the shearing action and the heat quantity from the heater attached to the outer circumference of the cylinder barrel, and sends the molding material to the next metering unit. The metering unit homogenizes the molten material in the molten state or the semi-molten state and sends it to the tip side of the cylinder barrel.
【0005】スクリュは加熱手段を持たないので、常に
ヒーターによって加熱されているシリンダバレルの温度
と比べると低い温度になっている。また、スクリュ供給
部は、加熱手段を持たないシリンダフランジやスクリュ
駆動装置と隣接しているため、シリンダバレルの温度と
比べると更に低い温度となる。Since the screw has no heating means, the temperature is lower than the temperature of the cylinder barrel which is always heated by the heater. Further, since the screw supply unit is adjacent to the cylinder flange and the screw driving device having no heating means, the temperature becomes lower than the temperature of the cylinder barrel.
【0006】そして、成形開始時には、ホッパから室温
程度の材料チップが多量に投入されるため、スクリュ供
給部の温度は更に低くなる。その結果として、ホッパか
ら投入された材料チップは、スクリュが低温であるた
め、意図した温度より常に低くなり、スクリュ供給部で
の材料チップの予熱状態を適切にコントロールできな
い。そのため、圧縮部での溶融が遅れたり、あるいは困
難となり、スクリュの回転負荷圧が増大して計量が不安
定になりやすい。そのため、成形開始時に一度に多量の
材料チップを投入した場合には、スクリュの供給部の温
度が回復するまで長時間待たなければならなかった。そ
こで、成形開始に一度に多量の材料チップを投入せず、
一定の時間をあけながら数回に分けて材料チップを投入
し、スクリュの供給部の温度低下を防止する必要があっ
た。At the start of molding, a large amount of material chips of about room temperature are charged from the hopper, so that the temperature of the screw supply section becomes lower. As a result, the material chips fed from the hopper always have a lower temperature than the intended temperature because the screw has a low temperature, and the preheating state of the material chips in the screw supply unit cannot be controlled appropriately. Therefore, melting in the compression section is delayed or difficult, and the rotational load pressure of the screw increases, and the metering tends to become unstable. Therefore, when a large amount of material chips were charged at one time at the start of molding, it was necessary to wait for a long time until the temperature of the screw supply section was recovered. Therefore, do not put a large amount of material chips at the beginning of molding,
It was necessary to charge the material chips in several batches with a certain time interval to prevent the temperature drop in the screw supply section.
【0007】また、射出機能力の5割以上の射出重量を
持つ大型製品を成形する場合、一定サイクルで多量の材
料チップがホッパから供給されるため、スクリュ供給部
の温度が常に低い状態になり、スクリュ回転負荷圧が増
大して計量が不安定になる可能性があった。When molding a large product having an injection weight of 50% or more of the injection function, a large amount of material chips are supplied from the hopper in a fixed cycle, so the temperature of the screw supply section is always low. There was a possibility that the screw rotation load pressure increased and the weighing became unstable.
【0008】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであって、成形開始時、あるいは大
型製品を成形する場合において、スクリュ供給部での成
形材料の予熱不良に起因するスクリュ回転負荷圧の増大
による計量不安定を防止することを目的としている。The present invention has been made to solve the above problems, and is caused by poor preheating of the molding material at the screw supply portion at the start of molding or when molding a large product. The purpose is to prevent measurement instability due to an increase in screw rotation load pressure.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明による金属射出成
形機の計量安定化方法は、ホッパ側から先端に向って供
給部、圧縮部、計量化部よりなるスクリュの供給部を、
成形開始時あるいは大型製品を成形する場合に直接的に
加熱することを特徴とする。A method for stabilizing the weighing of a metal injection molding machine according to the present invention comprises a screw feeding section consisting of a feeding section, a compression section and a weighing section from the hopper side to the tip.
It is characterized by heating directly at the start of molding or when molding a large product.
【0010】本発明による金属射出成形機の計量安定化
装置は、ホッパ側から先端に向って供給部、圧縮部、計
量化部よりなるスクリュの供給部を、成形開始時あるい
は大型製品を成形する場合に、直接的に加熱する加熱手
段を成形機に設置したことを特徴とする。A metal stabilizing apparatus for a metal injection molding machine according to the present invention forms a screw supply section consisting of a supply section, a compression section and a metering section from the hopper side toward the tip at the start of molding or for molding a large product. In this case, a heating means for directly heating is installed in the molding machine.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
【0012】図1において、符号1で示されるものはシ
リンダバレルであり、その内部にスクリュ2が設けられ
ている。スクリュ2は、シリンダバレル1内で回転して
成形材料である材料チップ15を前方に送ると共に、高
速前進して前方に形成された貯留室6に溜められている
溶融材料を金型9内に射出する。In FIG. 1, the reference numeral 1 designates a cylinder barrel in which a screw 2 is provided. The screw 2 rotates in the cylinder barrel 1 to feed a material chip 15 as a molding material to the front, and moves forward at a high speed so that the molten material stored in a storage chamber 6 formed in the front is put into a mold 9. To eject.
【0013】シリンダバレル1の先端部にはノズル3が
取り付けられ、後端部にはシリンダバレル1に材料チッ
プ15を供給するための供給口1aが設けられている。
供給部1aの上部にはフィーダー10を介してホッパ1
1が取り付けられている。シリンダバレル1の外周壁に
はヒーター4が取り付けられている。A nozzle 3 is attached to the front end of the cylinder barrel 1, and a supply port 1a for supplying a material chip 15 to the cylinder barrel 1 is provided at the rear end.
The hopper 1 is provided above the supply unit 1a via the feeder 10.
1 is attached. A heater 4 is attached to the outer peripheral wall of the cylinder barrel 1.
【0014】スクリュ2の先端部には、計量時にスクリ
ュ2と貯留室6の間の流路を開き、射出時に流路を閉じ
る逆流防止リング5が設けられている。スクリュ2の後
端部には、スクリュ2を高速前進するスクリュ駆動装置
7とスクリュ2を回転するモータ8が連結されている。A backflow preventing ring 5 is provided at the tip of the screw 2 to open a flow path between the screw 2 and the storage chamber 6 at the time of measurement and close the flow path at the time of injection. A screw drive device 7 for advancing the screw 2 at a high speed and a motor 8 for rotating the screw 2 are connected to the rear end of the screw 2.
【0015】一般的に、スクリュは、ホッパ側から先端
に向って供給部、圧縮部、計量化部などに分けることが
できる。Generally, the screw can be divided into a supply section, a compression section, a metering section, etc. from the hopper side toward the tip.
【0016】本実施例では、スクリュ2の後端部から供
給部まで内部に貫通路12が形成され、この貫通路12
に油、ガスなどの加熱媒体を供給する加熱用熱媒配管1
3が設けられている。この加熱用熱媒配管13には熱媒
温度調節器14が接続されている。In the present embodiment, a through passage 12 is formed inside from the rear end portion of the screw 2 to the supply portion.
Heating medium piping for supplying heating medium such as oil or gas to the pipe 1
3 is provided. A heating medium temperature controller 14 is connected to the heating medium pipe 13 for heating.
【0017】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.
【0018】金型9が閉じると、シリンダバレル1内の
貯留室6に計量された溶融材料がスクリュ2の高速前進
によって金型9内に射出される。その後、スクリュ2の
供給部にフィーダー10から米粒大の材料チップ15が
投入され始め、それと同時にスクリュ2が回転し、シリ
ンダバレル1内に入れられた材料チップ15がシリンダ
バレル1の前方へと送られ、その間にシリンダバレル1
から熱が伝えられ徐々に溶解していく。スクリュ2は、
回転しながら後退して前方に貯留室6を作り、溶融材料
をためる。When the mold 9 is closed, the molten material measured in the storage chamber 6 in the cylinder barrel 1 is injected into the mold 9 by the high speed advance of the screw 2. After that, rice grain-sized material chips 15 start to be fed from the feeder 10 to the supply section of the screw 2, and at the same time, the screw 2 rotates and the material chips 15 put in the cylinder barrel 1 are sent to the front of the cylinder barrel 1. Cylinder barrel 1 in the meantime
The heat is transmitted from it and gradually melts. Screw 2 is
While rotating, it retreats to form the storage chamber 6 in the front, and collects the molten material.
【0019】次の射出に必要な量の溶融材料が貯留室6
に蓄えられたところで、スクリュ回転は停止し、成形材
料は、それぞれのスクリュ位置で、固体状態、溶融状態
それぞれの状態で、次の計量が開始されるまで加熱保持
される。このときのシリンダバレル1の温度は500〜
600℃程度であるのに対し、常に室温程度の材料チッ
プ15が投入されるスクリュ2の供給部は、成形材料に
よって奪熱される状態にある。そのため、射出機能力の
5割以上の射出重量を持つ大型製品を成形する場合、ス
クリュ2の供給部はシリンダバレル1の温度よりも10
0℃以上も低温度になる可能性がある。そこで、スクリ
ュ2の供給部まで内部に通した貫通路12に熱媒温度調
節器14により温度コントロールされた加熱媒体を流し
て、スクリュ2を内部から加熱することにより、スクリ
ュの供給部の温度は低下せず、ある一定の温度に保たれ
る。これにより、大型製品を成形する場合でも材料チッ
プ15の余熱不足が解消される。The amount of molten material required for the next injection is stored in the storage chamber 6.
The rotation of the screw is stopped at the point where it is stored in, and the molding material is heated and held at the respective screw positions in the solid state and the molten state until the next measurement is started. The temperature of the cylinder barrel 1 at this time is 500-
While the temperature is about 600 ° C., the supply part of the screw 2 into which the material chip 15 at about room temperature is always put is in a state of being deprived of heat by the molding material. Therefore, when molding a large product having an injection weight of 50% or more of the injection functional force, the supply part of the screw 2 has a temperature higher than the temperature of the cylinder barrel 1 by 10%.
The temperature may be as low as 0 ° C or higher. Therefore, by heating the screw 2 from the inside by flowing a heating medium whose temperature is controlled by the heat medium temperature controller 14 into the through passage 12 that has passed to the inside of the screw 2 of the supply part, the temperature of the screw supply part is increased. It does not decrease and is kept at a certain temperature. As a result, the shortage of residual heat of the material chip 15 is eliminated even when molding a large product.
【0020】また、成形開始時には、スクリュ2の供給
部にフィーダー10から材料チップ15が投入され、そ
れと同時にスクリュ2が回転し、シリンダバレル1内に
入れられた材料チップ15はシリンダバレル1の前方へ
と送られ、その間にシリンダバレル1から熱が伝えられ
徐々に溶解していく。そして、ある一定量の材料チップ
15がシリンダバレル1内に投入されたところで、スク
リュ2の回転は停止し、シリンダバレル1内に入った成
形材料は、それぞれのスクリュ位置で、固体状態、溶融
過程状態、溶融状態のそれぞれの状態で、最初の計量が
始まるまで加熱保持される。このときのシリンダバレル
1の温度は500〜600℃程度であるのに対し、常に
室温程度の材料チップ15が投入されるスクリュ2の供
給部は、常に材料チップ15によって奪熱される状態に
あるので、シリンダバレル1の温度よりも100℃以上
も低温度になる可能性がある。At the start of molding, the material chip 15 is fed from the feeder 10 into the supply part of the screw 2, and at the same time, the screw 2 is rotated, and the material chip 15 put in the cylinder barrel 1 is in front of the cylinder barrel 1. The heat is transferred from the cylinder barrel 1 during that time and gradually melts. Then, when a certain amount of material chips 15 is put into the cylinder barrel 1, the rotation of the screw 2 is stopped, and the molding material in the cylinder barrel 1 is in a solid state and a melting process at each screw position. In each of the state and the molten state, it is heated and held until the first weighing starts. At this time, the temperature of the cylinder barrel 1 is about 500 to 600 ° C., whereas the supply portion of the screw 2 into which the material chip 15 at about room temperature is always charged is always in a state of being deprived of heat by the material chip 15. The temperature may be 100 ° C. or more lower than the temperature of the cylinder barrel 1.
【0021】そのため、スクリュ2の温度が回復するの
を待たずに成形した場合、スクリュ2の供給部での材料
チップ15の予熱が不足し、その状態でスクリュ圧縮部
に材料チップ15が送り込まれるため、圧縮部での溶融
が遅れたり、あるいは困難となり、スクリュ回転負荷圧
が増大して計量が不安定となる可能性がある。Therefore, when molding is performed without waiting for the temperature of the screw 2 to recover, preheating of the material chip 15 in the supply part of the screw 2 is insufficient and the material chip 15 is fed to the screw compression part in that state. Therefore, melting in the compression section may be delayed or difficult, and the screw rotation load pressure may increase and the metering may become unstable.
【0022】そこで、上記大型製品を成形する場合と同
様、スクリュ2の供給部を内部から加熱すると、スクリ
ュ2の供給部の温度回復までの時間が速くなり、すぐに
成形を開始することができるようになる。Therefore, if the supply part of the screw 2 is heated from the inside as in the case of molding the large-sized product, the time required for temperature recovery of the supply part of the screw 2 is shortened and the molding can be started immediately. Like
【0023】上記した実施例では、スクリュ2の供給部
を加熱するために、スクリュ2の供給部の内部に加熱用
熱媒配管13を設置して加熱媒体を供給すると説明した
が、棒状ヒーター、誘導加熱ヒーターまたは赤外線ヒー
ターをスクリュ2の供給部の内部に設置してもよい。In the above-described embodiment, in order to heat the supply part of the screw 2, the heating medium pipe 13 for heating is installed inside the supply part of the screw 2 to supply the heating medium. An induction heater or an infrared heater may be installed inside the supply part of the screw 2.
【0024】[0024]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、スク
リュの供給部の温度低下を防止することができるので、
スクリュ射出機能力の5割以上の射出重量をもつ大型製
品を安定して成形すことができる。また、成形開始時、
多量の材料チップを一度に投入しても、スクリュ供給部
の温度低下が少なく、回復も速くなるので、待ち時間を
短縮することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the temperature of the screw supply portion from decreasing.
A large product with an injection weight of 50% or more of the screw injection function can be stably molded. Also, at the start of molding,
Even if a large amount of material chips are thrown in at one time, the temperature of the screw supply part is less decreased and the recovery is faster, so that the waiting time can be shortened.
【図1】本発明の一実施例によるスクリュ内部加熱手段
を有した金属射出成形機を示す断面側面図である。FIG. 1 is a cross-sectional side view showing a metal injection molding machine having a screw internal heating means according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の金属射出成形機を示す断面側面図であ
る。FIG. 2 is a sectional side view showing a conventional metal injection molding machine.
1 シリンダバレル 1a 供給口 2 スクリュ 3 ノズル 4 ヒーター 5 逆流防止リング 6 貯留室 7 スクリュ駆動装置 8 モータ 9 金型 10 フィーダー 11 ホッパ 12 貫通路 13 加熱用熱媒配管 14 熱媒温度調節器 15 材料チップ 16 成形品 1 cylinder barrel 1a Supply port 2 screws 3 nozzles 4 heater 5 Backflow prevention ring 6 storage room 7 Screw drive 8 motor 9 mold 10 feeders 11 hoppers 12 through roads 13 Heating medium piping 14 Heat medium temperature controller 15 material chips 16 molded products
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 誠 広島県広島市安芸区船越南1丁目6番1 号 株式会社日本製鋼所内 (56)参考文献 特開2002−66712(JP,A) 特開 平9−1612(JP,A) 特開 平9−48053(JP,A) 特開2001−179416(JP,A) 特開2002−144000(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 17/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Matsuyama 1-6-1, Funakoshi Minami, Aki-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Japan Steel Works, Ltd. (56) Reference JP 2002-66712 (JP, A) Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-1612 (JP, A) Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-48053 (JP, A) Japanese Unexamined Patent Publication 2001-179416 (JP, A) Japanese Unexamined Patent Publication 2002-144000 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl) . 7, DB name) B22D 17/20
Claims (6)
部、計量化部よりなるスクリュ(2)の供給部を、成形
開始時あるいは大型製品を成形する場合に直接的に加熱
することを特徴とする金属射出成形機の計量安定化方
法。1. A method for directly heating a screw (2) supply unit including a supply unit, a compression unit, and a metering unit from the hopper side toward the tip at the start of molding or when molding a large product. A method for stabilizing the weighing of a characteristic metal injection molding machine.
部、計量化部よりなるスクリュ(2)の供給部を、成形
開始時あるいは大型製品を成形する場合に、直接的に加
熱する加熱手段を成形機に設置したことを特徴とする金
属射出成形機の計量安定化装置。2. Heating for directly heating a screw (2) supply part including a supply part, a compression part, and a metering part from the hopper side toward the tip at the start of molding or when molding a large product. A measuring and stabilizing device for a metal injection molding machine, characterized in that the means is installed in a molding machine.
部の内部に加熱媒体を供給する加熱用熱媒配管(13)
を有することを特徴とする請求項2記載の金属射出成形
機の計量安定化装置。3. The heating means is a heating medium pipe for heating (13) for supplying a heating medium to the inside of the supply part of the screw (2).
The measuring and stabilizing device for a metal injection molding machine according to claim 2, further comprising:
部の内部に挿入される棒状ヒータを有することを特徴と
する請求項2記載の金属射出成形機の計量安定化装置。4. The weighing and stabilizing device for a metal injection molding machine according to claim 2, wherein said heating means has a rod-shaped heater inserted inside the supply portion of the screw (2).
部の内部に挿入される誘導加熱ヒータを有することを特
徴とする請求項2記載の金属射出成形機の計量安定化装
置。5. The weighing and stabilizing device for a metal injection molding machine according to claim 2, wherein the heating means has an induction heater inserted inside the supply part of the screw (2).
部の内部に挿入される赤外線ヒータを有することを特徴
とする請求項2記載の金属射出成形機の計量安定化装
置。6. The weighing and stabilizing device for a metal injection molding machine according to claim 2, wherein the heating means has an infrared heater inserted inside the supply portion of the screw (2).
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JP2000300144A JP3524857B2 (en) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Method and apparatus for stabilizing measurement of metal injection molding machine |
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CH704535B1 (en) * | 2011-02-21 | 2016-05-13 | Buss Ag | Mixing and kneading machine for continuous treatment processes. |
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