JP3618452B2 - Setting method of injection speed profile in injection molding machine - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、射出成形機において、射出プランジャ（スクリュ）の位置に応じて、射出プランジャの前進速度を、予め設定されたプロファイルに従ってプログラム制御することが実施されている。
【０００３】
そこで、従来この種の射出速度プログラム制御用のプロファイルの設定は、射出プランジャの充填ストロークを複数区間に区分し、その各区間毎に移動速度を直接指定することにより、多段の矩形プロファイルとして与えるのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出速度プロファイルの設定方法には、次に述べるような難点があった。
【０００５】
前述したように、多段階速度プロファイルの設定は、射出成形技術者の経験と勘に基づいて行われるうえ、充填時のキャビティ内の溶融樹脂温度分布を測定するのは困難であるので、温度分布調整は、多大の試行錯誤を要すると同時に、往々にして所望の結果が達成され得ない基本的な難点を有していた。
【０００６】
すなわち、射出成形品の外観的な欠点は、金型内への樹脂流入段階に発生する場合が多い。例えば、ジェッティング、フローマーク、ウェルドライン、気泡、表面傷の発生等である。通常の樹脂の流動は、順次金型内部の空間を満たしながら層流として流動するが、急激な進行速度の変化により不整流となり、空間を残しながら流動する場合に、これらの欠点が発生している。
【０００７】
しかるに、実際の成形品は、溶融樹脂の流動先端（メルトフロント）の断面積（厚さと長さ）が変化するため、射出成形品の外観的な欠点をなくすことを主目的として、多段の矩形プロファイルが提案された。しかしながら、前記多段の矩形プロファイルは、射出プランジャの速度設定であり、金型内部における溶融樹脂の充填挙動に合わせて設定するには、実際に成形を行いながらトライアルによる方法が一般的である。
【０００８】
また、金型への溶融樹脂の充填過程における射出速度制御方法として、ノズルの射出圧またはキャビティ内の樹脂圧を検知して、目標圧力になるように射出速度を制御する方法が知られている。この制御方法は、射出成形機または金型に圧力検出装置を設置する必要があり、高価となると共に特別の用途の成形品に限定される。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、金型に対する溶融樹脂の各充填時間の区分毎に流動先端（メルトフロント）の進行速度を演算し、その進行速度の関数として射出速度プロファイルを設定することと、設定した射出速度プロファイルに対して充填中の溶融樹脂の基準点の圧力が急激に変化しないように射出速度プロファイルを補正することにより、金型内における溶融樹脂の流動先端の進行速度を円滑に変化させ、溶融樹脂の流入段階において不良状態を発生させないようにした射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
先の目的を達成するために、本発明に係る射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法は、
射出プランジャの位置に応じて射出プランジャの前進速度をプロファイル制御する射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法において、
スプル、ランナを含む成形品形状モデルを微小要素に分割し、
数値解析法を使用して射出プランジャの前進速度を一定とした条件で、前記成形品形状モデルの各微小要素に対する溶融材料の充填進行状況を充填到達時間として求め、
前記成形品形状モデルの全域に溶融材料を充填するのに要した時間を所定の個数に区分し、
前記充填時間の区分が前記微小要素に跨がるときは当該微小要素を、再区分または当該微小要素に隣接する微小要素に併合し、
前記充填時間の区分毎に充填される充填量から各充填時間の区分毎の成形型内の溶融材料の平均進行速度を演算し、
前記各充填時間の区分毎の前記射出プランジャの前進速度を前記平均進行速度の関数として設定することを特徴とする。
【００１１】
この場合、成形品形状モデル全域への溶融材料の平均進行速度を演算し、前記射出プランジャの前進速度を前記平均進行速度の関数として設定することができる。
【００１２】
また、本発明に係る射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法は、
射出プランジャの位置に応じて射出プランジャの前進速度をプロファイル制御する射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法において、
スプル、ランナを含む成形品形状モデルを微小要素に分割し、
数値解析法を使用して射出プランジャの前進速度を一定または多段階に変化する条件で、前記成形品形状モデルの各微小要素に対する溶融材料の充填圧力と、充填進行状況としての充填到達時間として求め、
前記成形品形状モデルの全域に溶融材料を充填するのに要した時間を所定の個数に区分し、
前記充填時間の区分が前記微小要素に跨がるときは当該微小要素を、再区分または当該微小要素に隣接する微小要素に併合し、
前記充填時間の区分毎に基準圧力を演算し、
前記各充填時間の区分毎の前記射出プランジャの前進速度を、前記各充填時間の区分毎の前記基準圧力に代えて予め設定した基準点での圧力の関数として設定することもできる。
【００１３】
すなわち、本発明においては、数値解析法を使用し、金型内における溶融樹脂の流動先端（メルトフロント）の平均進行速度の関数として、射出プランジャ速度を設定する方法であり、これにより射出速度プロファイルのノウハウを必要としない自動設定を可能とするものである。
【００１４】
しかし、前記方法により、金型内における溶融樹脂の流動先端（メルトフロント）の平均進行速度の関数として射出速度を設定しても、キャビティ内の肉厚の変化の激しい金型や、溶融樹脂の分岐や合流のある金型等の金型の形状によっては、溶融樹脂の充填中に、基準点の圧力が許容値以上に変動する場合がある。このように、金型内の樹脂圧力が充填中に大きく変動することは、成形品の品質に悪影響を与え、好ましくない。従って、このような場合には、金型内の溶融樹脂の流動先端の速度が、ある程度変動しても、樹脂圧力の変動を少なくすることが必要である。
【００１５】
そこで、本発明においては、射出成形機または金型に対して圧力検出装置を設置することなく、数値解析法により算出した各充填時間の区分毎の基準点の圧力変化を使用して、前記射出速度を補正する方法を得るものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法の実施の形態につき説明する。
【００１７】
第１の実施形態
まず、第１の実施形態として、各充填時間の区分毎における金型内の溶融樹脂の流動先端（メルトフロント）の平均進行速度を演算し、平均進行速度の関数として射出速度プロファイルを設定する方法について説明する。
【００１８】
(1) スプル、ランナを含む成形品形状モデル（図１参照）を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差分法、ＦＡＮ法等の数値解析法を使用して、射出プランジャの前進速度Ｖc （射出速度）一定の条件で、各要素を構成する節点に対する溶融樹脂の充填到達時間を求める。
【００１９】
（２） 任意に選択した各充填時間の区分毎に充填される溶融樹脂の充填量から、各充填時間の区分毎における金型内の溶融樹脂の流動先端の平均進行速度を、次の要領で演算する。
【００２０】
ａ）充填時間Ｔを任意の整数ｎに分割した各充填区分時間とその分割数ｎを入力して、各微小要素を構成する節点がどの分割区分に属するかを判断する。ある微小要素が、複数の分割区分に跨がる場合は、それぞれの分割区分に再分割して区分するか、または当該微小要素に隣接する微小要素に併合することにより、前記微小要素の節点と充填時間の区分との間のずれを調整する。
【００２１】
ｂ）各要素を構成する節点の座標値および要素の厚さから、各分割区分毎の体積を、次式（１）により合計する。
【００２２】
【数１】
Ｓ（ｊ）：現分割区分に含まれる各要素の面積
Ｔｈ（ｊ）：現分割区分に含まれる各要素の厚さ
【００２３】
ｃ）各分割区分毎に平均進行速度を、次式（２）により求める。
【００２４】
【数２】
Ａａｖｅ （ｉ）：平均断面積
Δｔ（ｉ）：分割区分の充填時間
【００２５】
なお、前記平均断面積〔Ａａｖｅ （ｉ）〕は、各区分を分ける要素の分割線の長さ（溶融樹脂の流動先端の長さ）および要素の厚さから計算することができる。
【００２６】
また、前記分割区分の充填時間〔Δｔ（ｉ）〕は、充填時間Ｔと次式（３）の関係を有する。
【００２７】
【数３】
（３） 前記演算式によって得られた平均進行速度の値を関数として、射出プランジャの前進速度（射出速度）を演算し、射出速度のプロファイルを設定する。
【００２９】
一定充填速度（Ｖｃ）と、全体の平均進行速度（Ｖｍｆｍｅａｎ）を使用して、金型内における溶融樹脂の流動先端の平均進行速度の関数として、射出プランジャの前進速度を、次式（４）により求める。
【００３０】
【数４】
Ｃ：補正係数
Ｖｃ：一定射出速度
Ｖｍｆｍｅａｎ：全区間の金型内溶融樹脂の流動先端の平均進行速度
ｆ〔Ｖｍｆ（ｉ）〕：平均進行速度の関数
【００３１】
なお、前記補正係数（Ｃ）は、全体の充填時間を前進速度一定の充填時間に一致させるための係数である。
【００３２】
また、前記全区間の金型内溶融樹脂の流動先端の平均進行速度（Ｖｍｆｍｅａｎ）は、次式（５）の関係を有する。
【００３３】
【数５】
さらに、前記平均進行速度の関数［ｆ〔Ｖｍｆ（ｉ）〕］は、ｆ〔Ｖｍｆ（ｉ）〕＝Ｖｍｆ（ｉ）の時に、金型内溶融樹脂の流動先端の平均進行速度が一定となる。
【００３５】
第２の実施形態
次に、第２の実施形態として、各分割区分毎の基準点の圧力を考慮した、射出速度プロファイルの補正方法について説明する。
【００３６】
(1) スプル、ランナを含む成形品形状モデル（図１参照）を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差分法、ＦＡＮ法等の数値解析法を使用して、多段のプロファイルで与えられた射出プランジャの前進速度、または前記第１の実施形態の演算式（４）で算出した充填速度〔Ｖｃｍｆ（ｉ）〕を入力として、各分割区分毎の基準点の圧力〔Ｐcae （ｉ）〕を演算する。
【００３７】
なお、基準点は、ノズル部、ゲート部、キャビティ内から任意に選択可能である。
【００３８】
（２） 各分割区分毎の基準点の圧力を、設定された関数〔Ｐｆｎ（ｉ）〕で算出し、関数の値と数値解析結果による値との偏差割合で、射出プランジャの各分割区分毎の前進速度を次式（６）により補正する。なお、関数は一定値、直線等、任意に選択可能である。
【００３９】
【数６】
Ｖｃｍｆ（ｉ）：補正前の射出速度
Ｐｃａｅ （ｉ）：数値解析法で算出した基準点の圧力
Ｐｆｎ（ｉ）：設定した関数で算出した基準点の圧力
Ｋ：補正係数
【００４０】
【実施例】
次に、本発明の具体的実施例について、添付図面を参照しながら説明する。
【００４１】
図１は、本発明の射出速度プロファイルを設定するための成形品形状モデル１０の一実施例を示すものである。
【００４２】
しかるに、本発明においては、前記図１に示すスプル、ランナを含む成形品形状モデル１０を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差分法、ＦＡＮ法等の数値解析法を行い、射出プランジャの前進速度すなわち射出速度を演算して、射出速度のプロファイルを設定する。
【００４３】
そこで、この射出速度の演算に際しては、まず前記成形品形状モデル１０を微小要素に分割して行う数値解析の条件を次の通り設定した。
【００４４】
体積 ４９１．１ｃｍ３
スクリュ直径 ６．０ｃｍ
スクリュストローク １７．４ｃｍ
射出時間 ３．０ ｓｅｃ
定速充填速度 ５．８ｃｍ／ｓｅｃ
【００４５】
以上の数値解析の条件に基づいて、前述した演算式（１）〜（５）により算出される射出速度のプロファイルは、図２に示す通りである。
【００４６】
しかるに、図２において、直線Ａは、射出プランジャの前進速度一定の充填速度特性を示すものである。
【００４７】
また、図２において、特性線Ｂは、図１に示す成形品形状モデル１０を、数値解析法により射出プランジャの前進速度一定の条件で、各要素を構成する節点の溶融樹脂の充填到達時間Ｔを求めた後〔演算式（３）〕、分割数１０で等分割した時の各充填時間の区分毎の体積（Ｖｏｌ）、平均断面積（Ａａｖｅ ）、金型内の溶融樹脂の流動先端の平均進行速度（Ｖｍｆ）を求め〔演算式（１）、（２）〕、その関数として射出速度（Ｖｃｍｆ）を算出したものである〔演算式（４）〕。なお、この場合、溶融樹脂の流動先端の平均進行速度の関数として、平均進行速度一定［ｆ〔Ｖｍｆ（ｉ）〕＝Ｖｍｆ（ｉ）］の条件を使用した〔演算式（５）〕。
【００４８】
さらに、図２において、特性線Ｃは、溶融樹脂の流動先端の平均進行速度の関数として算出した多段の射出速度で数値解析を行い、その時の各充填時間の区分毎に算出した基準点の圧力値と、圧力を考慮した関数の偏差を使用して補正した射出速度（Ｖｍｏｄ ）を示すものである〔演算式（６）〕。この場合、平均進行速度の関数を、平均進行速度一定、基準点をノズル部、圧力を考慮した関数を一定値である平均進行速度一定の時のノズル圧の平均値、補正係数Ｋ＝１として設定した。
【００４９】
前記図２に示す各射出速度プロファイルに基づいて、図１に示す成形品形状モデルにおける溶融樹脂の射出充填状態を示せば、図３ないし図５に示す通りである。すなわち、図３は、図２の特性直線Ａに基づく溶融樹脂の射出充填状態を示す。また、図４は、図２の特性線Ｂに基づく溶融樹脂の射出充填状態を示す。そして、図５は、図２の特性線Ｃに基づく溶融樹脂の射出充填状態を示す。
【００５０】
図６は、射出成形機のノズル圧をそれぞれ比較して示した特性線図である。すなわち、図６において、特性線Ａは、射出プランジャの前進速度一定の充填速度の時のノズル圧の特性を示すものである。また、特性線Ｂは、平均進行速度の関数として演算した射出速度の時のノズル圧の特性を示すものである。さらに、特性線Ｃは、基準点の圧力値と、設定された関数の偏差を使用して補正した射出速度の時のノズル圧の特性を示すものである。
【００５１】
このようにして、本発明によれば、成形品の形状に応じた適正な射出速度プロファイルを容易に設定することができることが確認された。
【００５２】
なお、前述した第１の実施態様と第２の実施態様に基づいて、本発明に係る射出速度プロファイルを設定するための操作プログラムのフローチャートの一例は、図７に示す通りである。また、図７において、中央は処理を示し、左側は設定値入力を示し、そして右側は演算データ出力を示す。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る射出速度プロファイルの設定方法においては、所要の成形品形状モデルに対する、数値解析法による溶融樹脂の充填に伴う流動解析によって、任意の整数に分割した充填時間区分毎の金型内溶融樹脂の流動先端（メルトフロント）の平均進行速度を算出し、この算出値を関数として射出速度プロファイルを設定することにより、成形品の形状に応じた適正な射出速度プロファイル設定を自動化することができる。
【００５５】
また、前記流動解析により、任意の整数に分割した充填時間区分毎の金型内溶融樹脂の基準点の圧力を算出し、この算出値と予め定めた関数との偏差により、射出速度を補正することにより、成形品の形状に応じたさらに適正な射出速度プロファイル設定を自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法を適用し得る成形品形状モデルの一実施例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法により設定された射出速度プロファイルの特性線図である。
【図３】図２に示す特性直線Ａに対応する図１に示す成形品形状モデルにおける溶融樹脂の射出充填状態をそれぞれ示す説明図である。
【図４】図２に示す特性線Ｂに対応する図１に示す成形品形状モデルにおける溶融樹脂の射出充填状態をそれぞれ示す説明図である。
【図５】図２に示す特性線Ｃに対応する図１に示す成形品形状モデルにおける溶融樹脂の射出充填状態をそれぞれ示す説明図である。
【図６】射出成形機のノズル圧をそれぞれ比較して示した特性線図である。
【図７】本発明に係る射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法を実施するための操作プログラムの一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１０ 成形品形状モデル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for setting an injection speed profile in an injection molding machine.
[0002]
[Prior art]
Generally, in an injection molding machine, program control is performed on the advance speed of an injection plunger according to a preset profile in accordance with the position of the injection plunger (screw).
[0003]
Therefore, conventionally, this kind of profile setting for injection speed program control is given as a multistage rectangular profile by dividing the filling stroke of the injection plunger into a plurality of sections and directly specifying the moving speed for each section. Is common.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional injection speed profile setting method has the following problems.
[0005]
As described above, the setting of the multistage speed profile is performed based on the experience and intuition of the injection molding engineer, and it is difficult to measure the molten resin temperature distribution in the cavity at the time of filling. Adjustments require a great deal of trial and error, and often have the basic drawback that the desired results cannot be achieved.
[0006]
That is, the appearance defects of the injection molded product often occur at the resin inflow stage into the mold. For example, jetting, flow marks, weld lines, bubbles, surface flaws, etc. Normal resin flow gradually flows as a laminar flow while filling the space inside the mold, but it becomes unrectified due to a rapid change in the traveling speed, and these defects occur when flowing while leaving the space. Yes.
[0007]
However, since the actual molded product changes the cross-sectional area (thickness and length) of the flow front (melt front) of the molten resin, the main purpose is to eliminate the appearance defects of the injection molded product. A profile was proposed. However, the multistage rectangular profile is a setting of the speed of the injection plunger, and in order to set it in accordance with the filling behavior of the molten resin inside the mold, a method by trial is generally performed while actually forming.
[0008]
Further, as a method for controlling the injection speed in the process of filling the molten resin into the mold, a method for detecting the injection pressure of the nozzle or the resin pressure in the cavity and controlling the injection speed so as to reach the target pressure is known. . This control method requires the installation of a pressure detection device in an injection molding machine or a mold, which is expensive and limited to a molded product for a special purpose.
[0009]
Therefore, the object of the present invention is to calculate the traveling speed of the flow front (melt front) for each section of the filling time of the molten resin to the mold, and to set and set the injection speed profile as a function of the traveling speed. By correcting the injection speed profile so that the pressure at the reference point of the molten resin during filling does not change abruptly with respect to the injected injection speed profile, the advancing speed of the molten resin flow front in the mold can be changed smoothly. Another object of the present invention is to provide a method for setting an injection speed profile in an injection molding machine in which a defective state is not generated in the molten resin inflow stage.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the injection speed profile setting method in the injection molding machine according to the present invention is:
In a method for setting an injection speed profile in an injection molding machine that profile-controls the forward speed of the injection plunger according to the position of the injection plunger,
Divide the part shape model including sprue and runner into minute elements,
Under the condition that the forward speed of the injection plunger is constant using a numerical analysis method, the progress of filling the molten material with respect to each microelement of the molded product shape model is obtained as the filling arrival time,
Dividing the time required to fill the entire area of the molded product shape model with the molten material into a predetermined number,
The microelements when straddles divided into said small elements of the filling time, annexed to the micro-elements adjacent to the re-classification or the microelements,
Calculate the average progress speed of the molten material in the mold for each filling time section from the filling amount filled for each filling time section,
The advance speed of the injection plunger for each section of each filling time is set as a function of the average progress speed.
[0011]
In this case, the average progress speed of the molten material over the entire shape of the molded product shape model can be calculated, and the advance speed of the injection plunger can be set as a function of the average progress speed.
[0012]
The setting method of the injection speed profile in the injection molding machine according to the present invention is as follows:
In a method for setting an injection speed profile in an injection molding machine that profile-controls the forward speed of the injection plunger according to the position of the injection plunger,
Divide the part shape model including sprue and runner into minute elements,
Using numerical analysis method, find the filling pressure of the molten material for each microelement of the molded product shape model and the filling arrival time as the filling progress condition under the condition that the advancement speed of the injection plunger changes in a constant or multi-stage. ,
Dividing the time required to fill the entire area of the molded product shape model with the molten material into a predetermined number,
The microelements when straddles divided into said small elements of the filling time, annexed to the micro-elements adjacent to the re-classification or the microelements,
Calculate the reference pressure for each section of the filling time,
The advance speed of the injection plunger for each section of each filling time may be set as a function of a pressure at a preset reference point instead of the reference pressure for each section of each filling time.
[0013]
That is, in the present invention, a numerical analysis method is used to set the injection plunger speed as a function of the average traveling speed of the molten resin flow front (melt front) in the mold, and thereby the injection speed profile. Automatic setting that does not require any know-how is possible.
[0014]
However, with the above method, even if the injection speed is set as a function of the average advance speed of the molten resin flow front (melt front) in the mold, the mold with a drastic change in the thickness in the cavity or the molten resin Depending on the shape of a die such as a die having branching or merging, the pressure at the reference point may fluctuate beyond an allowable value during filling of the molten resin. Thus, it is not preferable that the resin pressure in the mold fluctuates greatly during filling, which adversely affects the quality of the molded product. Therefore, in such a case, it is necessary to reduce the fluctuation of the resin pressure even if the speed of the flow front of the molten resin in the mold fluctuates to some extent.
[0015]
Therefore, in the present invention, without using a pressure detection device for the injection molding machine or the mold, the pressure change at the reference point for each filling time section calculated by the numerical analysis method is used to perform the injection. A method for correcting the speed is obtained.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of an injection speed profile setting method in the injection molding machine according to the present invention will be described.
[0017]
First embodiment First, as a first embodiment, the average advance speed of the flow front (melt front) of the molten resin in the mold in each filling time section is calculated, and the average advance speed is calculated. A method for setting the injection speed profile as a function will be described.
[0018]
(1) sprue, the molded article shape model including runner (see Fig. 1) is divided into small elements, the finite element method, boundary element method, finite difference method, using a numerical analysis method FAN method, the injection plunger Advancement speed Vc (injection speed) Under constant conditions, the molten resin filling arrival time for the nodes constituting each element is obtained.
[0019]
(2) From the filling amount of the molten resin filled in each arbitrarily selected filling time section, the average advance speed of the flow of molten resin in the mold in each filling time section is determined as follows. Calculate.
[0020]
a) Each filling segment time obtained by dividing the filling time T into an arbitrary integer n and the number of divisions n are input, and it is determined to which division the nodes constituting each minute element belong. There microelements, if straddling the plurality of divided segment, or classified and then re-divided into each split division, or by merging the micro elements adjacent to the microelements, and the node of the microelements Adjust the deviation between the filling time categories.
[0021]
b) From the coordinate value of the node constituting each element and the thickness of the element, the volume for each divided section is summed by the following equation (1).
[0022]
[Expression 1]
c) The average traveling speed is obtained by the following equation (2) for each divided section.
[0024]
[Expression 2]
The average cross-sectional area [Aave (i)] can be calculated from the length of the parting line (the length of the flow front of the molten resin) of the element that divides each section and the thickness of the element.
[0026]
Further, the filling time [Δt (i)] of the divided section has a relationship of the filling time T and the following expression (3).
[0027]
[Equation 3]
(3) Using the value of the average traveling speed obtained by the calculation formula as a function, the forward speed (injection speed) of the injection plunger is calculated, and the injection speed profile is set.
[0029]
Using a constant filling speed (Vc) and the overall average advance speed (Vmfmean), the advancement speed of the injection plunger as a function of the average advance speed of the molten resin flow tip in the mold is given by Ask for.
[0030]
[Expression 4]
The correction coefficient (C) is a coefficient for making the entire filling time coincide with a filling time with a constant forward speed.
[0032]
Moreover, the average traveling speed (Vmfmean) at the flow front of the molten resin in the mold in the entire section has the relationship of the following equation (5).
[0033]
[Equation 5]
Further, in the function [f [Vmf (i)]] of the average traveling speed, the average traveling speed at the flow front of the molten resin in the mold is constant when f [Vmf (i)] = Vmf (i). .
[0035]
Second embodiment Next, as a second embodiment, an injection speed profile correction method in consideration of the pressure at the reference point for each divisional section will be described.
[0036]
(1) Divide the part shape model (see Fig. 1) including sprue and runner into small elements and use multi-stage profiles using numerical analysis methods such as finite element method, boundary element method, difference method, FAN method, etc. And the filling speed [Vcmf (i)] calculated by the calculation formula (4) of the first embodiment as an input, the pressure [Pcae ( i)] is calculated.
[0037]
The reference point can be arbitrarily selected from the nozzle part, the gate part, and the cavity.
[0038]
(2) The pressure of the reference point for each divided section is calculated by the set function [Pfn (i)], and the deviation ratio between the function value and the numerical analysis result is used for each divided section of the injection plunger. Is corrected by the following equation (6). The function can be arbitrarily selected such as a constant value or a straight line.
[0039]
[Formula 6]
【Example】
Next, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0041]
FIG. 1 shows an embodiment of a molded
[0042]
However, in the present invention, the molded
[0043]
Therefore, in calculating the injection speed, first, the conditions of numerical analysis performed by dividing the molded
[0044]
Volume 491.1cm 3
Screw diameter 6.0cm
Screw stroke 17.4cm
Injection time 3.0 sec
Constant speed filling speed 5.8cm / sec
[0045]
Based on the above numerical analysis conditions, the profile of the injection speed calculated by the above-described arithmetic expressions (1) to (5) is as shown in FIG.
[0046]
However, in FIG. 2, a straight line A shows a filling speed characteristic with a constant forward speed of the injection plunger.
[0047]
Further, in FIG. 2, the characteristic line B shows the time T of filling the molten resin at the nodes constituting each element of the molded
[0048]
Further, in FIG. 2, the characteristic line C shows the pressure at the reference point calculated for each section of the filling time at which the numerical analysis is performed with the multistage injection speed calculated as a function of the average traveling speed at the flow front of the molten resin. It shows the injection speed (Vmod) corrected using the value and the deviation of the function taking pressure into consideration (calculation equation (6)). In this case, the function of the average traveling speed is assumed to be a constant average traveling speed, the reference point is the nozzle portion, and the function taking the pressure into account is an average value of the nozzle pressure when the average traveling speed is a constant value, a correction coefficient K = 1 Set.
[0049]
The injection filling state of the molten resin in the molded product shape model shown in FIG. 1 based on each injection speed profile shown in FIG. 2 is as shown in FIGS. That is, FIG. 3 shows the injection filling state of the molten resin based on the characteristic straight line A of FIG. FIG. 4 shows an injection filling state of the molten resin based on the characteristic line B of FIG. And FIG. 5 shows the injection filling state of the molten resin based on the characteristic line C of FIG.
[0050]
FIG. 6 is a characteristic diagram showing comparison of nozzle pressures of the injection molding machine. That is, in FIG. 6, the characteristic line A shows the characteristic of the nozzle pressure when the injection plunger is at a constant filling speed. A characteristic line B shows the characteristic of the nozzle pressure at the injection speed calculated as a function of the average traveling speed. Furthermore, the characteristic line C shows the characteristic of the nozzle pressure at the injection speed corrected using the pressure value of the reference point and the deviation of the set function.
[0051]
Thus, according to the present invention, it was confirmed that an appropriate injection speed profile corresponding to the shape of the molded product can be easily set.
[0052]
Incidentally, based on the first embodiment and the second embodiment described above, an example of a flowchart of an operation program for setting the injection speed profile according to the present invention is as shown in FIG. In FIG. 7, the center indicates processing, the left side indicates set value input, and the right side indicates calculation data output.
[0053]
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, in the injection speed profile setting method according to the present invention, the filling time section divided into arbitrary integers by the flow analysis accompanying the filling of the molten resin by the numerical analysis method for the required molded product shape model. By calculating the average speed of the flow front (melt front) of the molten resin in each mold and setting the injection speed profile as a function of this calculated value, setting the appropriate injection speed profile according to the shape of the molded product Can be automated.
[0055]
Moreover, the pressure of the reference point of the molten resin in the mold for each filling time segment divided into arbitrary integers is calculated by the flow analysis, and the injection speed is corrected by the deviation between the calculated value and a predetermined function. This makes it possible to automate the setting of a more appropriate injection speed profile according to the shape of the molded product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a molded product shape model to which an injection speed profile setting method in an injection molding machine according to the present invention can be applied.
FIG. 2 is a characteristic diagram of an injection speed profile set by an injection speed profile setting method in an injection molding machine according to the present invention.
3 is an explanatory view showing an injection filling state of molten resin in the molded product shape model shown in FIG. 1 corresponding to the characteristic line A shown in FIG.
4 is an explanatory view showing an injection filling state of a molten resin in the molded product shape model shown in FIG. 1 corresponding to the characteristic line B shown in FIG. 2;
5 is an explanatory view showing an injection filling state of molten resin in the molded product shape model shown in FIG. 1 corresponding to the characteristic line C shown in FIG.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing comparison of nozzle pressures of an injection molding machine.
FIG. 7 is a flowchart showing an example of an operation program for carrying out an injection speed profile setting method in the injection molding machine according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Molded product shape model
Claims (3)
スプル、ランナを含む成形品形状モデルを微小要素に分割し、
数値解析法を使用して射出プランジャの前進速度を一定とした条件で、前記成形品形状モデルの各微小要素に対する溶融材料の充填進行状況を充填到達時間として求め、
前記成形品形状モデルの全域に溶融材料を充填するのに要した時間を所定の個数に区分し、
前記充填時間の区分が前記微小要素に跨がるときは当該微小要素を、再区分または当該微小要素に隣接する微小要素に併合し、
前記充填時間の区分毎に充填される充填量から各充填時間の区分毎の成形型内の溶融材料の平均進行速度を演算し、
前記各充填時間の区分毎の前記射出プランジャの前進速度を前記平均進行速度の関数として設定する、
ことを特徴とする射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法。In a method for setting an injection speed profile in an injection molding machine that profile-controls the forward speed of the injection plunger according to the position of the injection plunger,
Divide the part shape model including sprue and runner into minute elements,
Under a condition in which the forward speed of the injection plunger is constant using a numerical analysis method, the progress of filling the molten material with respect to each minute element of the molded product shape model is obtained as the filling arrival time,
The time required to fill the molten material over the entire area of the molded article shape model divided into a predetermined number,
When the section of the filling time spans the microelements, the microelements are re-segmented or merged with microelements adjacent to the microelements ,
Calculate the average progress speed of the molten material in the mold for each filling time section from the filling amount filled for each filling time section,
Setting the forward speed of the injection plunger for each section of each filling time as a function of the average travel speed;
An injection speed profile setting method in an injection molding machine.
スプル、ランナを含む成形品形状モデルを微小要素に分割し、
数値解析法を使用して射出プランジャの前進速度を一定または多段階に変化する条件で、前記成形品形状モデルの各微小要素に対する溶融材料の充填圧力と、充填進行状況としての充填到達時間として求め、
前記成形品形状モデルの全域に溶融材料を充填するのに要した時間を所定の個数に区分し、
前記充填時間の区分が前記微小要素に跨がるときは当該微小要素を、再区分または当該微小要素に隣接する微小要素に併合し、
前記充填時間の区分毎に基準圧力を演算し、
前記各充填時間の区分毎の前記射出プランジャの前進速度を、前記各充填時間の区分毎の前記基準圧力に代えて予め設定した基準点での圧力の関数として設定する、
ことを特徴とする射出成形機における射出速度プロファイルの設定方法。In a method for setting an injection speed profile in an injection molding machine that profile-controls the forward speed of the injection plunger according to the position of the injection plunger,
Divide the part shape model including sprue and runner into minute elements,
Using numerical analysis method , find the filling pressure of the molten material for each microelement of the molded product shape model and the filling arrival time as the filling progress condition under the condition that the advancement speed of the injection plunger changes in a constant or multi-stage. ,
The time required to fill the molten material over the entire area of the molded article shape model divided into a predetermined number,
The microelements when straddles divided into said small elements of the filling time, annexed to the micro-elements adjacent to the re-classification or the microelements,
Calculate the reference pressure for each section of the filling time,
Setting the forward speed of the injection plunger for each section of each filling time as a function of pressure at a preset reference point instead of the reference pressure for each section of each filling time;
An injection speed profile setting method in an injection molding machine.
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