JP4136303B2

JP4136303B2 - 射出成形方法及び射出成形装置

Info

Publication number: JP4136303B2
Application number: JP2000358056A
Authority: JP
Inventors: 浩司久保田; 哲若井; 謙一郎篠原
Original assignee: Toyota Motor Corp; Mitsubishi Heavy Industries Plastic Techonologies Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; U MHI Platech Co Ltd
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2002160277A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形方法及び装置に関し、特には大型で薄肉の成形品を成形するための射出成形方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のバンパー等の比較的大型で薄肉の樹脂製品を射出成形する場合に、金型キャビティ内に溶融樹脂を満遍なく充填する方法として、複数のゲートを設け、各ゲートを開くタイミングに差をつけて、キャビティ内に溶融樹脂を射出注入し、最初に開いたゲートの溶融樹脂が次のゲートの位置に達した直後にそのゲートを開いて溶融樹脂を射出注入し、最初のゲートから射出した溶融樹脂の内部からその流頭の外方に湧出させつつ流動させる方法が公知である（例えば、特開平５−２２８９６７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
射出成形機を用いて大型で薄肉の成形品を射出成形する時に複数のゲートを順番に開いていく上記の方法は、ウェルドマークを無くし、型内圧を均一にする効果がある。
しかし、この射出成形方法においても、冷却時間を短縮するため成形品が薄肉化された場合、充填時間を短くしないと充填の妨げとなるスキン層が生成して圧力損失が増え、型内圧力分布の差が大きくなり、歪、反り、波うちと呼ばれる変形を生じる。
【０００４】
また、充填時間を短くするため高速で射出すると、ゲート及びホットランナの流動抵抗により射出圧が高くなり、充填終了後、ゲート及びホットランナに圧縮された溶融樹脂が、射出スクリュ等の樹脂射出手段、が減速するまでのイナーシャによって押し込まれるので、型内圧にサージ圧力が発生し、このサージ圧力によりバリ、波うち（サージ後の圧力のうねりによる）等の成形不良が生じる。
【０００５】
また、大型で薄肉の成形品において端部に広がった部分、リブ等の突出部、曲がり等がある場合、溶融樹脂が流れ難く引けが起こり易いので、ホットランナを延長し、樹脂ゲートを増やす必要があるが、これは、金型がより複雑となりコストの増大を招く。そこで、キャビティに溶融樹脂を射出充填後に高い型内圧で保圧すると金型の合わせ目が開くためバリができる。また、型内圧の保圧時間を長くするとスキン層が生成されて樹脂通路が狭くなり圧力が伝達され難くなって型内圧がハンチングし、これを解決する保圧パターンを試行錯誤的に求めるのには多大な工数を要する。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、大型で薄肉化された成形品を射出成形するときに、高速で射出充填しても隅々まで材料が行き渡り品質の良好な成形品を得ることができる簡単な射出成形方法及び射出成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、射出手段で型内に押圧射出される溶融材料の型内圧を制御して製品の成形をおこなう射出成形方法であって、
溶融材料が充填中に温度降下して固まり自ら流路を狭めることがないような高速で充填されるように、型内圧が予め定めた制御始点圧力から予め定めた第１昇圧時間で、金型の合わせ面からバリを生じない予め定めた比較的低い第１目標圧力に達するように制御するステップと、
第１目標圧力に達した型内圧を、金型の内壁に薄くスキン層が形成される予め定めた第１目標圧力維持時間の間維持してから、第１目標圧力より高い予め定めた第２目標圧力まで予め定めた滑らかな昇圧パターンで上昇せしめ、第２目標圧力に達した型内圧が予め定めた第２目標圧力維持時間の間維持されるようにフィードバック制御するステップと、
を含む射出成形方法が提供される。
このような射出成形方法によれば、高速で充填された溶融材料は、第１目標圧力と第２目標圧力の２段階で保圧される。
【０００８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、第１目標圧力から第２目標圧力への昇圧パターンが非線型関数とされる射出成形方法が提供される。
【０００９】
請求項３の発明によれば、型内圧検出手段と型内圧制御装置を備え、射出手段で型内に押圧射出される材料の型内圧を制御して製品の成形をおこなう射出成形機であって、
型内圧制御装置が、
型内圧の制御開始圧力を設定する型内圧制御始点圧力設定器と、
型内圧の比較的低い、金型の合わせ面からバリを生じない第１目標圧力を設定する第１目標圧力設定器と、
溶融材料が充填中に温度降下して固まり自ら流路を狭めることがないような高速で充填されるように制御開始圧力から第１目標圧力への昇圧時間を設定する昇圧時間設定タイマと、
第１目標圧力の維持時間であり、金型の内壁に薄くスキン層が形成される第１目標圧力維持時間を設定する第１目標圧力維持時間設定タイマと、
第１目標圧力よりも高い第２目標圧力を設定する第２目標圧力設定器と、
第１目標圧力から第２目標圧力への昇圧パターンを設定する昇圧パターン設定器と、
第２目標圧力の維持時間を設定する第２目標圧力維持時間設定タイマと、
型内圧が制御開始圧力に達した後に、第１昇圧時間で第１目標圧力へ昇圧され、第１目標圧力を第１目標圧力維持時間の間維持され、第２昇圧パターン設定器の設定した昇圧パターンで第２目標圧力へ昇圧され、第２目標圧力を第２目標圧力維持時間の間維持される、ように溶融材料を射出する射出手段を制御するコントローラとを含む、射出成形機が提供される。
このような射出成形機によれば、昇圧時間設定タイマで設定された時間で第１目標圧力へ、高速で充填された溶融材料は、第１目標圧力で第１目標圧力維持時間の間維持されてから昇圧パターン設定器の設定した昇圧パターンで第２目標圧力へ昇圧され第２目標圧力で第２目標圧力維持時間の間維持される。
【００１０】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明において、射出手段が先端に材料を螺動送給する射出スクリューを油圧で押圧移動せしめて成り、
コントローラは射出スクリューを押圧する油圧シリンダを制御する射出成形機が提供される。
請求項５の発明によれば、請求項３の発明において、射出手段が先端に材料を螺動送給する射出スクリューを電動モータで移動せしめて成り、
コントローラは射出スクリューを移動せしめる電動モータを制御することを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
＜第１の実施の形態＞
初めに、第１の実施の形態について説明する。
図１を参照すると、射出成形機１の射出ユニット本体２は、射出シリンダ２ａと、ガイド部材２ｂと、油圧シリンダ２ｃを備えている。
射出シリンダ２ａの内部には射出スクリュ３が配設されていて、射出スクリュ３は軸１０を介して結合されたモータ５により回転され、また、軸１０に結合されて油圧シリンダ２ｃ内に配置されているピストン４の作動によりモータ５を伴って軸方向に移動される。
【００１２】
ピストン４は、油圧ポンプ２９から配管３２を介して油圧シリンダ２ｃに供給される作動油により作動せしめられ、その制御のために配管３２には油圧切換弁２６、油圧制御弁２７が介装されていて、これらの油圧切換弁２６、油圧制御弁２７は、それぞれ信号配線３６、３７を介し制御装置２５の指令信号により制御される。
【００１３】
油圧シリンダ２ｃの射出圧側配管３０に設置された圧力センサ３１は射出スクリュ３の射出油圧を検出し、圧力センサ３１の検出信号は信号配線３５を介して制御装置２５へ送られる。モータ５は電気動力線３９を介して制御装置２５により駆動される。射出スクリュ３の軸に取付けられたスクリュ位置センサ９はスクリュ位置を検出し、その検出信号は信号配線３４を介して制御装置２５に伝えられる。
【００１４】
また射出成形機１は固定金型７と可動金型８を有し、この固定金型７と可動金型８が結合したとき、溶融樹脂を受け入れる金型キャビティ１１を形成する。可動金型８は成形品取り出しのとき固定金型７から離れるように移動せしめられる。可動金型８にはキャビティ１１内の溶融樹脂圧を検出する型内圧センサ１６が設けられ、型内圧センサ１６が検出した溶融樹脂圧（型内圧）の検出信号は信号線３３により制御装置２５に伝えられる。
【００１５】
この型内圧制御装置２５は、図２に示されるように、射出速度、射出圧を設定する射出条件設定器６２、制御始点圧力（ＳＳＰ）設定器６３、第１目標圧力（ＳＰ１）を設定する第１目標圧力設定器６４、第１目標圧力（ＳＰ１）への上昇時間（ＳＴ１）を設定する昇圧時間設定タイマ６５、第１目標圧力維持時間（ＨＴ１）を設定する第１目標圧力維持時間設定タイマ６６、第２目標圧力（ＳＰ２）を設定する第２目標圧力設定器６７、第１目標圧力（ＳＰ１）から第２目標圧力（ＳＰ２）への昇圧パターンを設定する昇圧パターン設定器６８、第２目標圧力維持時間（ＨＴ２）を設定する第２目標圧力維持時間設定タイマ６９、コントローラ６１、及び型内圧表示器７０を備えて成る。
そして、制御装置２５のコントローラ６１はスクリュ位置センサ９、圧力センサ３１、型内圧センサ１６から入力される信号を受け、各設定器、タイマの設定値に基づき、油圧制御弁２７、油圧切り換え弁２６を制御して、型内圧制御を行う。
【００１６】
以下、全体の作業工程を説明する。
ホッパ６に投入された樹脂原料のペレットが射出シリンダ２ａに入り、射出スクリュ３の回転により螺動送給されながら加熱され高温の溶融樹脂となり、射出スクリュ３は送られた樹脂量だけ図中右方向へ後退し、溶融樹脂は射出シリンダ２ａの先端の内部に貯溜する。
【００１７】
一方、図示しない型締装置により可動金型８が固定金型７に密着せしめられ、射出シリンダ２ａの先端の内部に貯溜した溶融樹脂は、回転を停止した射出スクリュ３を図中左方への前進させることにより金型のキャビティ１１内に射出される。溶融樹脂の射出充填後、しばらく保圧し、樹脂が冷却固化した後、金型を開いて成形品を取出し、１回分の作業が終了する。
【００１８】
そして、上記の溶融樹脂の射出充填と保圧を、制御装置のコントローラ６１で本発明に基づき以下のように図３に示すように制御する。
まず、油圧切換弁２６により作動油圧を射出駆動側に切換えて射出スクリュ３を射出方向へ送り出すようにし、射出条件設定器６２が指示する射出速度、射出圧になるように油圧制御弁２７を制御する。
【００１９】
そして、型内圧センサ１６が検出するキャビティ１１内の型内圧が制御始点設定圧力（ＳＳＰ）となったＱ₁ 点から型内圧制御が始められる。
まず、キャビティ１１内に溶融樹脂が充填されタイマ６５の設定した昇圧時間（ＳＴ１）で第１目標圧力（ＳＰ１）へ到達するように射出速度を制御するが、この制御は溶融樹脂が温度降下して固まり厚いスキン層が形成されることがないような高速射出が行われるように実行される。
第１目標圧力（ＳＰ１）に到達したら、維持時間設定タイマ６６の設定した第１目標圧力維持時間（ＨＴ１）の間第１目標圧力（ＳＰ１）を維持するように、コントローラ６１が油圧制御弁２７を調節してフィードバック制御する。
【００２０】
そして、第１目標圧力（ＳＰ１）が維持時間設定タイマ６６の設定した第１目標圧力維持時間（ＨＴ１）を経過したＱ₃ 点からＱ₄ 点で示される第２目標圧力（ＳＰ２）へ、予め定めた昇圧曲線にそって型内圧を昇圧せしめる。この時の昇圧曲線は三角関数、２次曲線等の非線型関数として滑らかなものとされ、図のＱ₃からＱ₄ までの時間（ＳＴ２）の間にコントローラ６１が油圧制御弁２７を調節してフィードバック制御でおこなう。Ｑ₄ 点の第２目標圧力（ＳＰ２）に到達したら、Ｑ₅ 点まで維持時間設定タイマ６９の設定した第２目標圧力維持時間（ＨＴ２）の間第２目標圧力（ＳＰ２）を維持するように、コントローラ６１が油圧制御弁２７を調節してフィードバック制御する。
このフィードバック制御は、例えば、目標値と現在値の差に比例する比例項、変化分を積分する積分項、変化分を微分する微分項を有する所謂ＰＩＤ制御で行われる。
【００２１】
以下、上記のように作動する本発明の第１の実施の形態の効果について説明する。
図６は低い射出速度Ｖ₁ で金型キャビティ１１内に射出充填する場合の溶融樹脂の流れ状態を示し、図７は第１の実施の形態のように高い射出速度Ｖ₂ で射出充填した場合の溶融樹脂の流れ状態を示している。
低い射出速度Ｖ₁ で射出充填した場合は、図６のように溶融樹脂Ｊは金型キャビティ１１の内壁に接触して固化して厚いスキン層Ｊ_S を生じて樹脂流路が狭くなり、射出圧力が大きくなり、金型に大きい圧力Ｇ₁ がかかり、金型７と金型８の合わせ面に隙間ができ、バリが発生しやすい。
一方、高い射出速度Ｖ₂ で射出充填した場合は、図７に示すように、溶融樹脂Ｊが金型キャビティ１１の内壁に接触して固化しても溶融樹脂速度Ｖ₂ が早いのでスキン層Ｊ_S は薄く、樹脂流路は充分の幅を有しているので射出圧力は低く金型にかかる圧力Ｇ₂ はＧ₁ より小さくて済むので金型の変形も少なくバリが発生しにくい。
【００２２】
ところが、高い速度で射出する場合は、溶融樹脂Ｊの速度が速いため、溶融樹脂の慣性が大きく、小さい圧力で溶融樹脂が押圧された場合は、図８に示すように、流れの途中に存在するキャビティ１１のリブ溝１１ａに溶融樹脂が入り損ねて、そのまま固まったときには成形品にひけｅを生じる。これを防ぐために、大きい圧力で溶融樹脂が押圧した場合は図９に示すように、金型７と金型８の合わせ目に隙間ｓができ、バリＪ_B が発生する。
【００２３】
そこで、図１０に示すように、本発明のように、始めに小さい圧力で溶融樹脂を高速で射出充填して金型の内壁に薄くスキン層Ｊ_S を生じさせ、次いで大きな圧力で押圧することにより、キャビティ１１のリブ溝１１ａに樹脂を押し込むことができるので、成形品のリブにひけを生じることがなくなり、始めの小さい圧力で高速充填したとき、金型の境目に薄いスキン層Ｊ_S ができているので、型内圧力が大きくなって、金型の合わせ面に隙間ができても、薄いスキン層Ｊ_S に阻まれてバリの生成が抑えられる。したがって、ひけ、バリ、あるいは、波うちのない製品を得ることができる。
【００２４】
＜第２の実施の形態＞
次に第２の実施の形態について説明するが、この第２の実施の形態は第１の実施形態で説明した射出成形方法を電動射出成形機を用いておこなうものであって、図４が第２の実施形態の全体の構成を示す図である。
【００２５】
図４を参照すると、電動射出成形機４０は射出駆動機構４１と金型７、８と型内圧制御装置５０から成り、射出駆動機構４１は、電動射出成形機４０の基台４５に固設された固定フレーム４２、及び固定フレーム４２に対し接離可能に移動する移動フレーム４６を有している。固定フレーム４２に、射出駆動用サーボモータ４８Ａ、４８Ｂが取付けられ、固定フレーム４２の水平の中心穴を貫通して射出シリンダ４３の基部が固定フレーム４２の前側面に一体に設けられている。射出シリンダ４３の内周に射出スクリュ４４が回転自在かつ軸方向移動自在に嵌合している。
【００２６】
固定フレーム４２には、射出シリンダ４３の軸を挟んで平行に、回転可能に軸支された一対のボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂが設けられている。ボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂの一方の端部は射出駆動用サーボモータ４８Ａ、４８Ｂの出力軸と直結され、他方の端部にはボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂの回転数を検出する１対のエンコーダ５２Ａ、５２Ｂ（回転数検出センサ）が設置されている。エンコーダ５２Ａ、５２Ｂの検出した回転数信号は配線５４Ａ，５４Ｂを介して制御装置５０に送られる。固定フレーム４２の上面のほぼ中央には、成形用原材料である樹脂のペレットが入っている第１の実施の形態のホッパ６と同じものが配設されているが図示されていない。
【００２７】
移動フレーム４６の中央部分には射出スクリュ４４を回転駆動するスクリュ回転駆動モータ４７が取り付けられ、両側にはボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂのボール雄ねじに螺合するボールねじナット５８Ａ、５８Ｂが設置されている。
ボールねじナット５８Ａは、図に示すように、射出圧力検出センサ( ロードセル) ５１を介して移動フレーム４６に取り付けられ、射出スクリュ４４が射出移動するとき、その射出圧力は、ボールねじナット５８Ａ、５８Ｂがボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂから受ける軸方向の力となり、この軸方向の力は、射出圧力検出センサ５１により検出され、信号線５５を介して制御装置５０へ伝えられるようになっている。
一対のボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂは、射出スクリュの中心線に対称に設けられているので、射出圧力は、射出圧力検出センサ５１の検出圧力の２倍と計算することができる。
【００２８】
制御装置５０は、スクリュ回転駆動モータ４７と、一対の射出駆動用サーボモータ４８Ａ、４８Ｂを制御し、射出工程のときに、射出駆動用サーボモータ４８Ａ、４８Ｂの回転を制御装置５０で同期制御し、ボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂは引張り力を受けつつこれに螺合するボールねじナット５８Ａ、５８Ｂを直進動作させ、移動フレーム４６を移動させることにより、射出スクリュ４４を前進させ射出動作をさせる。
【００２９】
金型の構成は第１の実施形態と同じで、固定金型７、可動金型８を有し、両金型が合わせられるとキャビティ１１が形成され、また、型内圧を検出する型内圧検出センサ１６が設けられており、型内圧検出センサ１６が検出した型内圧信号は配線３３を介して制御装置５０に送られる。
また、５７Ａ、５７Ｂは制御装置５０からの制御配線、５６Ａ、５６Ｂは射出駆動用サーボモータ４８Ａ、４８Ｂへの動力配線である。
【００３０】
図５に示される型内圧制御装置５０は、第１の実施の形態における型内圧制御装置２５と基本的には同じであって、射出スクリューの位置信号としてエンコーダ５２Ａ、５２Ｂの信号が、射出圧の信号として射出圧力検出センサ５１の信号がコントローラ６１に入力される点、また、、コントローラ６１の出力信号が射出駆動用サーボモータ４８Ａ、４８Ｂに駆動電流を送るサーボアンプ５３Ａ、５３Ｂに送られる点以外は全て同一となっている。
なお、コントローラ６１は射出駆動用サーボモータ４８Ａ、４８Ｂを同期回転させるべく両エンコーダ５２Ａ、５２Ｂの回転数の差が無くなるようにサーボアンプ５３Ａ、５３Ｂの出力を制御している。
【００３１】
以下、電動射出成形機４０の作用を説明する。まず、図示略のホッパに投入された樹脂原料のペレットが射出シリンダ４３に入り、射出スクリュ４４の回転により送られながら加熱され高温の溶融樹脂となり、ボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂ、ボールねじナット５８Ａ、５８Ｂによる移動フレーム４６の作動で、図４に実線で示した移動フレーム４６の位置に、射出スクリュ４４送られる樹脂量だけゆっくり後退し、溶融樹脂は射出シリンダ４３の先端の内部に貯溜する。
【００３２】
図示しない型締装置により可動金型８が固定金型７に締付けられ、射出シリンダ４３の先端の内部に貯溜された溶融樹脂が、回転を停止した射出スクリュ４４を、ボールねじ軸４９Ａ、４９Ｂ、ボールねじナット５８Ａ、５８Ｂにより図４に２点鎖線で示した移動フレーム４６位置まで前進させることにより金型のキャビティ１１内に射出される。
溶融樹脂の本発明にしたがって、射出充填、保圧し、樹脂が冷却固化した後、金型を開いて成形品を取出し、次工程の型締と射出の前段階の樹脂送り、加熱、溶融樹脂貯溜を開始する。
【００３３】
制御装置５０がおこなう射出充填、保圧時の型内圧制御は、前述したように入力信号の発信元、出力信号の送り先が異なるだけで、第１の実施形態のそれと全く同じであるので説明は省略する。また、効果も同じであるのでその説明も省略する。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の発明は、射出手段で型内に押圧射出される溶融材料の型内圧を制御して製品の成形をおこなう射出成形方法であって、溶融材料が充填中に温度降下して固まり自ら流路を狭めることがないような高速で充填されるように、型内圧が予め定めた制御始点圧力から予め定めた第１昇圧時間で、金型の合わせ面からバリを生じない予め定めた比較的低い第１目標圧力に達するように制御するステップと、第１目標圧力に達した型内圧を、金型の内壁に薄くスキン層が形成される予め定めた第１目標圧力維持時間の間維持してから、第１目標圧力より高い予め定めた第２目標圧力まで予め定めた滑らかな昇圧パターンで上昇せしめ、第２目標圧力に達した型内圧が予め定めた第２目標圧力維持時間の間維持されるようにフィードバック制御するステップと含むものであって、溶融材料は高速で充填され薄いスキン層しか形成されず隅々まで溶融材料が到達する、そして比較的低い第１目標圧力で維持されるので型に大きな圧力がかからずバリができない、その後、第１目標圧力よりも高い第２目標圧力で保圧されるが、薄いスキン層が形成されているので型が拡がってもバリはできない。
【００３５】
請求項３の発明は、型内圧検出手段と型内圧制御装置を備え、射出手段で型内に押圧射出される材料の型内圧を制御して製品の成形をおこなう射出成形機であって、型内圧制御装置が、型内圧の制御開始圧力を設定する型内圧制御始点圧力設定器と、型内圧の比較的低い、金型の合わせ面からバリを生じない第１目標圧力を設定する第１目標圧力設定器と、溶融材料が充填中に温度降下して固まり自ら流路を狭めることがないような高速で充填されるように制御開始圧力から第１目標圧力への昇圧時間を設定する昇圧時間設定タイマと、第１目標圧力の維持時間であり、金型の内壁に薄くスキン層が形成される第１目標圧力維持時間を設定する第１目標圧力維持時間設定タイマと、第１目標圧力よりも高い第２目標圧力を設定する第２目標圧力設定器と、第１目標圧力から第２目標圧力への昇圧パターンを設定する昇圧パターン設定器と、第２目標圧力の維持時間を設定する第２目標圧力維持時間設定タイマと、型内圧が制御開始圧力に達した後に、第１昇圧時間で第１目標圧力へ昇圧され、第１目標圧力を第１目標圧力維持時間の間維持され、第２昇圧パターン設定器の設定した昇圧パターンで第２目標圧力へ昇圧され、第２目標圧力を第２目標圧力維持時間の間維持される、ように溶融材料を射出する射出手段を制御するコントローラとを含むものであり、昇圧時間設定タイマで設定された時間で第１目標圧力へ、高速で充填された溶融材料は、第１目標圧力で第１目標圧力維持時間の間維持されてから昇圧パターン設定器の設定した昇圧パターンで第２目標圧力へ昇圧され第２目標圧力で第２目標圧力維持時間の間維持され、溶融材料は高速で充填され薄いスキン層しか形成されず隅々まで溶融材料が到達する、そして比較的低い第１目標圧力で維持されるので型に大きな圧力がかからずバリができない、その後、第１目標圧力よりも高い第２目標圧力で保圧されるが、薄いスキン層が形成されているので型が拡がってもバリはできない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の型内圧制御装置を備えた射出成形装置を示す模式図である。
【図２】図１の射出成形装置の型内圧制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態における型内圧の制御を示すグラフである。
【図４】第１の実施形態の型内圧制御装置を備えた射出成形装置を示す模式図である。
【図５】図４の射出成形装置の型内圧制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】金型キャビティ内に溶融樹脂を低速で射出する時の溶融樹脂の流れ状態を説明する図である。
【図７】金型キャビティ内に溶融樹脂を高速で射出する時の溶融樹脂の流れ状態を説明する図である。
【図８】金型キャビティ内に溶融樹脂を高速で射出する時の溶融樹脂の流れ状態を説明する図である。
【図９】金型キャビティ内に溶融樹脂を高速、かつ、高圧で射出する時の溶融樹脂の流れ状態を説明する図である。
【図１０】金型キャビティ内に溶融樹脂を本発明のように制御しながら射出する時の溶融樹脂の流れ状態を説明する図である。
【符号の説明】
１…射出成形機
２…射出ユニット本体
２ａ…射出シリンダ
３…射出スクリュ
７…固定金型
８…可動金型
９…スクリュ位置センサ
１１…キャビティ
１１ａ…（キャビティの）リブ空間部
１６…型内圧センサ
２５…制御装置
２６…切換バルブ
２７…油圧制御弁
４０…電動射出成形機
４１…射出スクリュ駆動装置
５０…制御装置
５３Ａ、５３Ｂ…サーボアンプ
６１…コントローラ
６３…型内圧制御始点圧力設定器
６４…第１目標圧力設定器
６5 …昇圧時間設定タイマ、
６６…第１目標圧力維持時間設定タイマ
６７…第２目標圧力設定器
６８…昇圧パターン設定器
６９…第２目標圧力維持時間設定タイマ
7 ０…型内圧表示器
Ｊ…溶融樹脂
Ｊ_B …樹脂のバリ
Ｊ_S …スキン層
ｅ…ひけ
ｓ…隙間

Claims

射出手段で型内に押圧射出される溶融材料の型内圧を制御して製品の成形をおこなう射出成形方法であって、
溶融材料が充填中に温度降下して固まり自ら流路を狭めることがないような高速で充填されるように、型内圧が予め定めた制御始点圧力から予め定めた第１昇圧時間で、金型の合わせ面からバリを生じない予め定めた比較的低い第１目標圧力に達するように制御するステップと、
第１目標圧力に達した型内圧を、金型の内壁に薄くスキン層が形成される予め定めた第１目標圧力維持時間の間維持してから、第１目標圧力より高い予め定めた第２目標圧力まで予め定めた滑らかな昇圧パターンで上昇せしめ、第２目標圧力に達した型内圧が予め定めた第２目標圧力維持時間の間維持されるようにフィードバック制御するステップと、
を含むことを特徴とする射出成形方法。
第１目標圧力から第２目標圧力への昇圧パターンが非線型関数であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形方法。
型内圧検出手段と型内圧制御装置を備え、射出手段で型内に押圧射出される材料の型内圧を制御して製品の成形をおこなう射出成形機であって、
型内圧制御装置が、
型内圧の制御開始圧力を設定する型内圧制御始点圧力設定器と、
型内圧の比較的低い、金型の合わせ面からバリを生じない第１目標圧力を設定する第１目標圧力設定器と、
溶融材料が充填中に温度降下して固まり自ら流路を狭めることがないような高速で充填されるように制御開始圧力から第１目標圧力への昇圧時間を設定する昇圧時間設定タイマと、
第１目標圧力の維持時間であり、金型の内壁に薄くスキン層が形成される第１目標圧力維持時間を設定する第１目標圧力維持時間設定タイマと、
第１目標圧力よりも高い第２目標圧力を設定する第２目標圧力設定器と、
第１目標圧力から第２目標圧力への昇圧パターンを設定する昇圧パターン設定器と、
第２目標圧力の維持時間を設定する第２目標圧力維持時間設定タイマと、
型内圧が制御開始圧力に達した後に、第１昇圧時間で第１目標圧力へ昇圧され、第１目標圧力を第１目標圧力維持時間の間維持され、昇圧パターン設定器の設定した昇圧パターンで第２目標圧力へ昇圧され、第２目標圧力を第２目標圧力維持時間の間維持される、ように溶融材料を射出する射出手段を制御するコントローラとを含む、ことを特徴とする射出成形機。
射出手段が先端に材料を螺動送給する射出スクリューを油圧で押圧移動せしめて成り、
コントローラは射出スクリューを押圧する油圧シリンダを制御することを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
射出手段が先端に材料を螺動送給する射出スクリューを電動モータで移動せしめて成り、
コントローラは射出スクリューを移動せしめる電動モータを制御することを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。