JP6293198B2 - Thin-walled molding method - Google Patents

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Description

本発明は導光板等の、成形品の大きさに比して肉厚が薄い、いわゆる薄肉成形品を成形する成形方法に関するものである。   The present invention relates to a molding method for molding a so-called thin molded product, such as a light guide plate, which is thinner than the size of the molded product.

射出成形によって得られる成形品のうち、薄肉成形品は、成形品の投影面積に比して肉厚が薄い。このような薄肉成形品を得る金型はキャビティの間隔が狭い上、ゲートからの樹脂の流動長さが長くなり、反ゲート側つまりキャビティ内においてゲートから最も遠い反対側まで精度良く樹脂を充填することは難しい。キャビティへの樹脂の充填は薄肉になればなるほど難度が高くなる。液晶パネルを構成する部品である導光板も代表的な薄肉成形品の一つであり射出成形によって得られるが、液晶パネルに対する大型化と軽量化の要求から、より大型で薄い導光板が要求されるようになってきている。従って、薄肉成形にはますます技術が要求されている状況であると言える。薄肉成形品を得る成形方法には色々あるが、代表的な方法として2つの方法を説明する。まず第1の方法は、樹脂を射出するときに金型をわずかに開きキャビティの間隔が広い状態で射出し、射出中または射出後に型締め動作をして樹脂を潰してキャビティ全体に行き渡らせる、いわゆる圧縮成形方法である。この圧縮成形方法は、射出装置だけでなく型締装置を連動させて精度よく制御する必要があると共に金型構造が特殊になる。第2の方法は、圧縮成形をせずに射出条件の調整によって薄肉成形品を成形する方法であり、この場合には射出装置の制御だけで実施できる。射出成形においては後者の方法が一般的な方法であると言える。後者の方法において従来実施されている周知な方法は次のようにする。まず型締めした金型に樹脂を射出するとき、キャビティの隅々に十分に樹脂が充填されるようにスクリュを高速で駆動して短時間で樹脂を充填する。スクリュを高速で駆動するのでキャビティへの充填が進むにつれて射出圧力が増大する。これは樹脂の弾性によるものであり薄いキャビティに充填されるときに流動抵抗を受けて樹脂が圧縮されるからである。従って充填が完了した瞬間には射出圧力が最高圧力すなわち射出ピーク圧力に達し、ゲート近傍の樹脂に大きな圧力が残留する。仮にこの状態で固化してしまうと成形品のゲート近傍が厚くなって肉厚が不均一になってしまうが、射出工程の後の保圧工程においてスクリュを位置制御から圧力制御に切換える。一般的に薄肉成形においては保圧工程における設定圧力は低く設定されており、射出工程から保圧圧力の圧力制御に切換えられると低い設定圧力まで一気に減圧される。この減圧時にスクリュは後退し、ゲート近傍の樹脂圧力が解放され、残留圧力が小さくなり、比較的厚さが均一な薄肉成形品が得られる。   Among the molded products obtained by injection molding, the thin molded product has a smaller wall thickness than the projected area of the molded product. The mold for obtaining such a thin molded product has a narrow cavity interval and a long resin flow length from the gate, and accurately fills the resin from the opposite gate side, that is, the opposite side farthest from the gate in the cavity. It ’s difficult. Filling the cavity with resin becomes more difficult as the wall becomes thinner. A light guide plate, which is a component of a liquid crystal panel, is one of the typical thin-walled molded products, and can be obtained by injection molding. However, a larger and thinner light guide plate is required due to the demand for larger and lighter liquid crystal panels. It is becoming. Therefore, it can be said that the technology is increasingly required for thin-wall molding. There are various molding methods for obtaining a thin molded article, but two methods will be described as typical methods. First, the first method is to slightly open the mold when injecting the resin and inject the cavity with a wide space, and perform the mold clamping operation during or after the injection to crush the resin and spread the entire cavity. This is a so-called compression molding method. In this compression molding method, it is necessary to control not only the injection device but also the mold clamping device with high precision, and the mold structure becomes special. The second method is a method of forming a thin molded product by adjusting the injection conditions without performing compression molding. In this case, it can be carried out only by controlling the injection device. It can be said that the latter method is a general method in injection molding. A well-known method that is conventionally performed in the latter method is as follows. First, when injecting the resin into the clamped mold, the screw is driven at a high speed so that the resin is sufficiently filled in every corner of the cavity, and the resin is filled in a short time. Since the screw is driven at a high speed, the injection pressure increases as the filling of the cavity proceeds. This is due to the elasticity of the resin, and the resin is compressed due to flow resistance when filled into a thin cavity. Therefore, at the moment when the filling is completed, the injection pressure reaches the maximum pressure, that is, the injection peak pressure, and a large pressure remains in the resin near the gate. If solidified in this state, the vicinity of the gate of the molded product becomes thick and the thickness becomes non-uniform, but the screw is switched from position control to pressure control in the pressure-holding step after the injection step. In general, in thin-wall molding, the set pressure in the pressure holding process is set low, and when the injection process is switched to pressure control of the pressure holding pressure, the pressure is reduced to a low set pressure at once. When the pressure is reduced, the screw moves backward, the resin pressure near the gate is released, the residual pressure is reduced, and a thin molded product having a relatively uniform thickness is obtained.

特開2015−13467号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-13467

特許文献1には、圧縮成形を実施することなく、射出装置の制御のみで薄肉成形品を成形する他の方法が提案されている。特許文献1に記載の方法では、キャビティに樹脂を射出するときに、スクリュ速度を低速に変化させるようにする。具体的にはキャビティに樹脂が充填される前にスクリュ速度を大きく低下させる。例えばスクリュ速度をゼロにする。これによって射出装置から射出される樹脂の圧力が実質的に一定になるようにする。このようにして射出圧力を所定時間維持する。そうすると前記したような従来の射出方法における射出ピーク圧力より低い所定の圧力でキャビティへの充填が進む。このように射出するのでキャビティに完全に樹脂が充填された瞬間においてもゲート近傍の樹脂の圧力は小さい。キャビティへの充填が完了したらスクリュの駆動を圧力制御に切換える保圧工程に移行する。ゲート近傍の樹脂の圧力は小さいので、保圧工程に移行後のスクリュの後退量は少しだけで済む。その後スクリュには所定の押力が印加され樹脂が固化する。このようにすると肉厚が均一な精度の高い成形品が得られる。   Patent Document 1 proposes another method for forming a thin-walled molded article only by controlling an injection device without performing compression molding. In the method described in Patent Document 1, when the resin is injected into the cavity, the screw speed is changed to a low speed. Specifically, the screw speed is greatly reduced before the cavity is filled with resin. For example, the screw speed is set to zero. Thus, the pressure of the resin injected from the injection device is made substantially constant. In this way, the injection pressure is maintained for a predetermined time. Then, filling of the cavity proceeds at a predetermined pressure lower than the injection peak pressure in the conventional injection method as described above. Since injection is performed in this manner, the pressure of the resin in the vicinity of the gate is small even at the moment when the resin is completely filled in the cavity. When the filling of the cavity is completed, the process proceeds to a pressure holding process in which the screw drive is switched to pressure control. Since the pressure of the resin in the vicinity of the gate is small, only a small amount of screw retraction is required after shifting to the pressure holding process. Thereafter, a predetermined pressing force is applied to the screw to solidify the resin. In this way, a highly accurate molded product having a uniform thickness can be obtained.

圧縮成形によらない従来の射出方法によっても、あるいは特許文献1に記載の方法によっても、射出装置を制御するだけで薄肉成形品は得られる。しかしながら解決すべき問題も見受けられる。まず従来の方法については、高い射出速度で射出するようにしているので射出圧力が高くなってしまい、射出装置や金型に対する負荷が大きく、これらの寿命を短くしてしまうという問題がある。またシリンダ、射出ノズル内の樹脂に高圧が作用するので樹脂の物性が変化する虞もある。さらには、キャビティへの充填の完了のタイミングには高い射出ピーク圧力に達して、キャビティ内部において反ゲート側とゲート側とで大きな圧力差が生じる。そうするとキャビティへの充填完了後に保圧工程に移行してゲート近傍の樹脂の圧力を解放しても圧力差が残り、キャビティ内部の反ゲート側とゲート側の圧力のバラツキは完全には解消しない。この場合、得られる薄肉成形品は肉厚のバラツキが大きい、残留応力が大きい、反りが大きい等の不良が生じ易い。   A thin molded product can be obtained only by controlling the injection device, either by a conventional injection method that does not use compression molding, or by the method described in Patent Document 1. However, there are also problems to be solved. First, the conventional method has a problem in that since the injection is performed at a high injection speed, the injection pressure becomes high, the load on the injection device and the mold is large, and the service life is shortened. Further, since the high pressure acts on the resin in the cylinder and injection nozzle, the physical properties of the resin may change. Furthermore, a high injection peak pressure is reached at the timing of completion of filling the cavity, and a large pressure difference occurs between the non-gate side and the gate side inside the cavity. Then, even after the filling of the cavity is completed, a pressure difference remains even if the pressure of the resin in the vicinity of the gate is released and the pressure difference between the gate and the gate is not completely eliminated. In this case, the obtained thin molded product is likely to have defects such as large variations in thickness, large residual stress, and large warpage.

これに対して、特許文献1に記載の方法は、キャビティへの樹脂の充填の完了間近においてスクリュ速度を小さくして、あるいは実質的にゼロにして所定時間保持してキャビティへの充填を完了するようにしているので、射出圧力は抑制されて射出装置や金型を痛めることがない。また過剰な射出圧力が印加されないので、キャビティ内の反ゲート側とゲート側の樹脂の圧力のバラツキを小さくすることができ、得られる薄肉成形品の肉厚は均一になり前述した不良も発生し難い。しかしながら特許文献1に記載の方法についても解決すべき点がある。具体的には、キャビティへの充填が完了する前から実施する工程、つまり射出圧力を実質的に一定にする工程をどのタイミングから開始し、そしてどの程度の時間保持すればいいのかが不明であり、これが問題であると言える。つまり品質の優れた薄肉成形品を得るために、どのような指標を基準にしてこの工程の開始のタイミングを決定し、保持時間を決定すればいいのかが曖昧になっている。例えばこの工程の開始のタイミングに関しては定性的に次の点が判明している。すなわち、開始のタイミングが遅すぎると射出圧力が高い状態になってからこの工程が開始されるので、充填完了後のゲート近傍の樹脂の圧力は高くなってしまい肉厚の均一な精度の高い成形品は得られなくなる。逆に開始のタイミングが早すぎると、この工程においてキャビティに低い射出圧力で充填されるのでゲート近傍の樹脂の圧力は小さくなるが、キャビティ全体に十分な圧力で樹脂が充填されず、結果的にキャビティ内の反ゲート側とゲート側の樹脂の圧力のバラツキが大きくなり、得られる成形品の肉厚にバラツキが生じてしまう。つまり精度の良い薄肉成形品を得るには、射出圧力を実質的に一定にする工程の開始のタイミングの決定は重要な要素であると言える。またこの工程の保持時間についても、詳しくは説明しないがその長短によっては精度の高い成形ができず色々な問題が発生する。特許文献1に記載の方法では、この工程について、2個の独立した変数である開始のタイミングと保持時間の組合わせについて最適な組合わせを得る方法が記載されていないので、これらの膨大な組合わせを試験して、最適な組合わせを得なければならない。つまり試験に要するコストが大きくなるという問題がある。さらには、樹脂はその温度を変えると流動性が変化するし、使用する射出ノズルを交換すると流動抵抗が変化する。つまり成形条件を変えるとキャビティ内における樹脂の挙動が変化するが、挙動が変化すると射出圧力を実質的に一定にする工程の開始のタイミングと保持時間の最適な組合わせも変化してしまう。そうすると仮に所定の温度と所定の射出ノズルに関して、この工程の開始のタイミングと保持時間について適切な組合わせが判明したとしても、樹脂の温度が変更されたり、射出ノズルが他の射出ノズルに交換される等の成形条件の変更があると、最適な開始タイミングと保持時間の組合わせを調べるために試験を初めからやり直さなければならない。   On the other hand, the method described in Patent Document 1 completes the filling of the cavity by reducing the screw speed near the completion of the filling of the resin into the cavity, or substantially holding it for a predetermined time. Thus, the injection pressure is suppressed and the injection device and the mold are not damaged. In addition, since excessive injection pressure is not applied, it is possible to reduce the variation in pressure between the resin on the opposite gate side and the gate side in the cavity, and the thickness of the thin molded product obtained becomes uniform, causing the above-mentioned defects. hard. However, the method described in Patent Document 1 has a problem to be solved. Specifically, it is unclear when to start and how long to start the process to be performed before filling the cavity, that is, to make the injection pressure substantially constant. This is a problem. In other words, in order to obtain a thin molded article with excellent quality, it is ambiguous what index should be used to determine the start timing of this process and to determine the holding time. For example, the following points have been found qualitatively regarding the start timing of this process. In other words, if the start timing is too late, this process is started after the injection pressure becomes high, so the pressure of the resin near the gate after filling is high, and molding with a uniform and accurate thickness Goods can no longer be obtained. On the other hand, if the start timing is too early, the pressure in the resin near the gate is reduced because the cavity is filled with a low injection pressure in this process, but the resin is not filled with sufficient pressure in the entire cavity, and as a result The variation in pressure between the resin on the opposite gate side and the gate side in the cavity increases, and the thickness of the resulting molded product varies. In other words, it can be said that the determination of the start timing of the process of making the injection pressure substantially constant is an important factor for obtaining a thin molded product with high accuracy. Also, the holding time of this step is not described in detail, but depending on the length, high-precision molding cannot be performed and various problems occur. The method described in Patent Document 1 does not describe a method for obtaining an optimal combination of the start timing and the holding time, which are two independent variables, for this step. The combination must be tested to obtain the optimal combination. That is, there is a problem that the cost required for the test increases. Furthermore, the flowability of the resin changes when the temperature is changed, and the flow resistance changes when the injection nozzle used is changed. That is, if the molding conditions are changed, the behavior of the resin in the cavity changes, but if the behavior changes, the optimum combination of the start timing and the holding time for making the injection pressure substantially constant also changes. Then, even if an appropriate combination of the start timing and holding time of this process is found for a predetermined temperature and a predetermined injection nozzle, the resin temperature is changed or the injection nozzle is replaced with another injection nozzle. If there is a change in the molding conditions such as, the test must be repeated from the beginning to find the optimal combination of start timing and holding time.

本発明は、上記したような問題点を解決した、薄肉成形方法を提供することを目的としており、具体的には型締された金型のキャビティに樹脂を射出するときに、所定の保持時間だけ射出圧力を実質的に一定にしてキャビティへの充填を完了させる薄肉成形方法において、射出圧力を実質的に一定にする工程の開始タイミングと、保持時間とを適切に決定でき、それによって品質の高い薄肉成形品を得られる薄肉成形方法を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a thin-wall molding method that solves the above-described problems. Specifically, when a resin is injected into a cavity of a clamped mold, a predetermined holding time is provided. In the thin wall molding method in which the injection pressure is made substantially constant and the filling of the cavity is completed, it is possible to appropriately determine the start timing of the process for making the injection pressure substantially constant and the holding time, thereby improving the quality. An object of the present invention is to provide a thin-wall molding method capable of obtaining a high thin-wall molded product.

本発明は、上記目的を達成するために、スクリュを位置制御により軸方向に駆動して樹脂を射出する射出工程と、スクリュを圧力制御により駆動して圧力を保持する保圧工程とにより薄肉成形品を得る薄肉成形方法を対象とする。そして薄肉成形方法は、試験的に成形を実施する試験成形段階と、薄肉成形品を成形する本成形段階とから構成する。試験成形段階は、射出工程をその完了時に少なくとも所定の大きさのスクリュ速度になるようにして完了して保圧工程に切換えるようにし、このとき最大の射出圧力である射出ピーク圧力と射出工程に要する射出工程時間とを得るようにする。一方、本成形段階は、射出工程を試験成形段階における射出工程と同様にして開始すると共に所定の切換タイミングでスクリュ速度をゼロに切換えて所定の保持時間だけ保持して完了させ、その後保圧工程に切換えるようにする。切換タイミングは、射出工程が射出工程時間で完了するように予め保持時間分だけ前倒したタイミングとする。射出ピーク圧力と、最適な保持時間は相関関係があり、これらは1次関数で表せる。本発明は、1次関数に基づいて最適な保持時間を射出ピーク圧力で与える。   In order to achieve the above object, the present invention achieves thin-wall molding by an injection process in which a screw is driven in the axial direction by position control to inject resin and a pressure holding process in which the screw is driven by pressure control to hold pressure. It is intended for thin-wall molding methods for obtaining products. The thin-wall molding method includes a test molding stage in which molding is performed on a trial basis and a main molding stage in which a thin-wall molded product is molded. In the test molding stage, the injection process is completed so that at least a screw speed of a predetermined size is completed, and the pressure-holding process is completed. At this time, the injection peak pressure and the injection process, which are the maximum injection pressure, are changed. The required injection process time is obtained. On the other hand, in the main molding stage, the injection process is started in the same manner as the injection process in the test molding stage, and the screw speed is switched to zero at a predetermined switching timing to be completed for a predetermined holding time. Switch to. The switching timing is assumed to be advanced in advance by the holding time so that the injection process is completed in the injection process time. There is a correlation between the injection peak pressure and the optimum holding time, which can be expressed by a linear function. The present invention provides an optimal retention time at the injection peak pressure based on a linear function.

かくして、請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、加熱シリンダと該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能なスクリュとからなる射出装置によって、前記スクリュを位置制御により軸方向に駆動して型締めされた金型のキャビティ内に樹脂を射出する射出工程と、該射出工程後に前記スクリュを圧力制御に切換えて所定の圧力を保持する保圧工程とを実施して薄肉成形品を得る薄肉成形方法であって、前記薄肉成形方法は、試験的に成形を実施する試験成形段階と、薄肉成形品を成形する本成形段階とからなり、前記試験成形段階は、射出工程をその完了時に少なくとも所定の大きさのスクリュ速度になるようにして完了して保圧工程に切換えるようにし、このとき最大の射出圧力である射出ピーク圧力と射出工程に要する時間である射出工程時間とを得るようにし、このとき最大の射出圧力である射出ピーク圧力と射出工程に要する時間である射出工程時間とを得るようにし、前記本成形段階は、射出工程を前記試験成形段階における射出工程と同様にして開始すると共に所定の切換タイミングでスクリュ速度をゼロに切換えて所定の保持時間だけ保持して完了させ、その後保圧工程に切換えるようにし、前記切換タイミングは、射出工程が前記射出工程時間で完了するように予め前記保持時間分だけ前倒しして決定することを特徴とする薄肉成形方法として構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、所定の金型に対して第1の成形条件下で前記試験成形段階を実施して前記射出ピーク圧力である第1の射出ピーク圧力を得、そして前記第1の成形条件下で前記保持時間を色々と変えて前記本成形段階を複数回繰り返し、得られる薄肉成形品の寸法精度が最も高いときの前記保持時間を第1の最適保持時間とし、前記金型に対して第2の成形条件下で前記試験成形段階を実施して前記射出ピーク圧力である第2の射出ピーク圧力を得、そして前記第2の成形条件下で前記保持時間を色々と変えて前記本成形段階を複数回繰り返し、得られる薄肉成形品の寸法精度が最も高いときの前記保持時間を第2の最適保持時間とし、前記第1、2の射出ピーク圧力と、前記第1、2の最適保持時間とから、前記射出ピーク圧力を変数として前記保持時間の最適値を与える1次関数を決定し、前記金型に対して前記第1、2の成形条件と異なる成形条件によって薄肉成形品を得るとき、前記試験成形段階を実施して得られる前記射出ピーク圧力と前記1次関数とから前記保持時間を決定することを特徴とする薄肉成形方法として構成される。
Thus, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 controls the position of the screw by an injection device comprising a heating cylinder and a screw that can be driven in the rotation direction and the axial direction in the heating cylinder. An injection process for injecting resin into a mold cavity that is driven in the axial direction and clamped, and a pressure holding process for maintaining a predetermined pressure by switching the screw to pressure control after the injection process. A thin-wall molding method for obtaining a thin-walled molded article, wherein the thin-wall molding method comprises a test molding stage for performing molding on a test basis and a main molding stage for molding a thin-wall molded article, the test molding stage comprising: When the injection process is completed, the screw speed is completed so that at least a predetermined screw speed is obtained, and the pressure holding process is completed. At this time, the injection peak pressure, which is the maximum injection pressure, and the injection process The injection process time, which is the time required, is obtained. At this time, the injection peak pressure, which is the maximum injection pressure, and the injection process time, which is the time required for the injection process, are obtained. It starts in the same manner as the injection process in the test molding stage, and at a predetermined switching timing, the screw speed is switched to zero and held for a predetermined holding time to complete, and then the pressure holding process is switched. The thin-wall forming method is characterized in that it is determined in advance by the holding time so that the injection process is completed in the injection process time.
According to a second aspect of the present invention, in the method according to the first aspect, the first injection which is the injection peak pressure by performing the test molding step under a first molding condition on a predetermined mold. A peak pressure is obtained, and the main molding step is repeated a plurality of times while changing the holding time under various conditions under the first molding condition, and the holding time when the dimensional accuracy of the thin molded product obtained is the highest is the first. The test molding step is performed on the mold under the second molding condition to obtain the second injection peak pressure which is the injection peak pressure, and the second molding condition. The holding time is changed variously and the main molding step is repeated a plurality of times. The holding time when the dimensional accuracy of the thin molded product obtained is the highest is the second optimum holding time, and the first and second injections are performed. Peak pressure and optimal holding of the first and second A linear function that gives the optimum value of the holding time is determined from the injection peak pressure as a variable, and a thin-walled molded product is obtained by molding conditions different from the first and second molding conditions for the mold. The thin molding method is characterized in that the holding time is determined from the injection peak pressure obtained by performing the test molding step and the linear function.

以上のように、本発明の薄肉成形方法は、試験的に成形を実施する試験成形段階と、薄肉成形品を成形する本成形段階とから構成されている。本成形段階は、射出工程を試験成形段階における射出工程と同様にして開始すると共に所定の切換タイミングでスクリュ速度をゼロに切換えて所定の保持時間だけ保持して完了させ、その後保圧工程に切換えるようにしている。このように本成形段階では、射出工程の途中からスクリュ速度をゼロにして射出工程を完了するようにしているので、切換タイミング後はゲートからキャビティ内に流入する樹脂はわずかになる。切換タイミング前にキャビティ内に射出された樹脂は圧縮されているので、樹脂はキャビティ内で膨張しながらキャビティ内に充?される。これによってゲート近傍の樹脂の圧力は以後高くならずに実質的に一定、あるいは緩やかに低下することになる。そうすると、キャビティ内の樹脂は全体として圧力が均一になる。これは肉厚の均一な精度の高い薄肉成形品を得るための必要条件であると言える。ところで、精度の高い薄肉成形品を得るには切換タイミングと保持時間とについて最適なものを探し出す必要があり、これらは独立した2個の変数であるのでそのために実施すべき試験の回数は膨大になるはずである。しかしながら本発明によると、試験成形段階は、射出工程をその完了時に少なくとも所定の大きさのスクリュ速度になるようにして完了して保圧工程に切換えるようにし、このとき最大の射出圧力である射出ピーク圧力と射出工程に要する時間である射出工程時間とを得るようにしている。そして切換タイミングは、射出工程が射出工程時間で完了するように予め前記保持時間分だけ前倒しして決定するように構成されている。つまり本発明によると切換タイミングは、保持時間を決定したら一意的に決定できるようになっている。そうすると切換タイミングは保持時間の従属変数として扱うことができ、精度の高い薄肉成形品を得るための成形条件を決定するとき、保持時間を決定するだけで済む。つまり最適な成形条件を決定するために実施する試験の回数が少なくて済み、コストが小さい。   As described above, the thin-wall molding method of the present invention includes a test molding stage in which molding is performed on a trial basis and a main molding stage in which a thin-wall molded product is molded. In the main molding stage, the injection process is started in the same manner as the injection process in the test molding stage, and the screw speed is switched to zero at a predetermined switching timing to be completed for a predetermined holding time, and then switched to the pressure holding process. I am doing so. Thus, in the main molding stage, the screw speed is made zero during the injection process so that the injection process is completed. Therefore, the amount of resin flowing from the gate into the cavity is small after the switching timing. Since the resin injected into the cavity before the switching timing is compressed, the resin is filled in the cavity while expanding in the cavity. As a result, the pressure of the resin in the vicinity of the gate does not increase thereafter and decreases substantially or gently. As a result, the pressure of the resin in the cavity becomes uniform as a whole. This can be said to be a necessary condition for obtaining a thin-walled molded product with uniform thickness and high accuracy. By the way, in order to obtain a highly accurate thin-walled molded product, it is necessary to find the optimum switching timing and holding time. Since these are two independent variables, the number of tests to be performed for that purpose is enormous. Should be. However, according to the present invention, the test molding step is such that at the completion of the injection process, the screw speed is at least a predetermined magnitude and is switched to the pressure-holding process. The peak pressure and the injection process time, which is the time required for the injection process, are obtained. The switching timing is determined in advance by the holding time so that the injection process is completed in the injection process time. That is, according to the present invention, the switching timing can be uniquely determined once the holding time is determined. Then, the switching timing can be handled as a dependent variable of the holding time, and when determining the molding conditions for obtaining a highly accurate thin molded product, it is only necessary to determine the holding time. In other words, the number of tests to be performed to determine the optimum molding conditions is small, and the cost is low.

他の発明によると、所定の金型に対して第1の成形条件下で試験成形段階を実施して射出ピーク圧力である第1の射出ピーク圧力を得、そして第1の成形条件下で保持時間を色々と変えて本成形段階を複数回繰り返し、得られる薄肉成形品の寸法精度が最も高いときの保持時間を第1の最適保持時間とし、金型に対して第2の成形条件下で試験成形段階を実施して射出ピーク圧力である第2の射出ピーク圧力を得、そして第2の成形条件下で保持時間を色々と変えて本成形段階を複数回繰り返し、得られる薄肉成形品の寸法精度が最も高いときの保持時間を第2の最適保持時間とし、第1、2の射出ピーク圧力と、第1、2の最適保持時間とから、射出ピーク圧力を変数として保持時間の最適値を与える1次関数を決定し、金型に対して第1、2の成形条件と異なる成形条件によって薄肉成形品を得るとき、試験成形段階を実施して得られる射出ピーク圧力と1次関数とから保持時間を決定するように構成されている。つまり、所定の金型に対しては、本成形段階における保持時間の最適値は、試験成形段階において得られる射出ピーク圧力の1次関数として与えることができるので、1次関数が決定されたら、以後は試験成形段階を1回実施して射出ピーク圧力だけを測定すれば、格別に試験することなく最適な保持時間を決定することができる。そして保持時間が決定されたら前記した発明によって必然的に切換タイミングも決定される。従って、成形条件を変更しても、具体的には射出ノズルを交換したり樹脂の温度を変更したりしてその結果樹脂の挙動が変化しても、試験成形段階を実施して射出ピーク圧力と射出工程時間とを得るだけで、直ちに本成形段階における切換タイミングと保持時間とを決定でき、切換タイミングと保持時間の最適値の組合わせを決定するのに要するコストは実質的にゼロである。本発明によると、成形条件が変化して樹脂の流動性や挙動が変化したとしても、切換タイミングと保持時間の最適な組合わせを決定できるので、肉厚が均一な精度の高い薄肉成形品が得られることが保証できる。   According to another invention, a test molding step is performed on a given mold under a first molding condition to obtain a first injection peak pressure, which is an injection peak pressure, and held under the first molding condition. The molding process is repeated several times at various times, and the holding time when the dimensional accuracy of the thin molded product obtained is the highest is the first optimum holding time, and the mold is subjected to the second molding conditions. A test molding step is performed to obtain a second injection peak pressure which is an injection peak pressure, and the molding step is repeated a plurality of times while changing the holding time under the second molding conditions. The holding time when the dimensional accuracy is the highest is the second optimum holding time, and the optimum value of the holding time using the injection peak pressure as a variable from the first and second injection peak pressures and the first and second optimum holding times. Determine the linear function that gives the first When you get a thin molded article by a different molding conditions and 2 of the molding condition, it is configured to determine the retention time of the test molding step from an injection peak pressure and the linear function obtained by implementation. That is, for a given mold, the optimum value of the holding time in the main molding stage can be given as a linear function of the injection peak pressure obtained in the test molding stage, so once the linear function is determined, Thereafter, if the test molding step is carried out once and only the injection peak pressure is measured, the optimum holding time can be determined without any special test. When the holding time is determined, the switching timing is inevitably determined by the above-described invention. Therefore, even if the molding conditions are changed, specifically, even if the injection nozzle is changed or the temperature of the resin is changed, and as a result the behavior of the resin changes, the test molding stage is performed and the injection peak pressure is And the injection process time, the switching timing and holding time in the main molding stage can be immediately determined, and the cost required to determine the optimal combination of switching timing and holding time is substantially zero. . According to the present invention, even if the molding conditions change and the flowability and behavior of the resin change, the optimum combination of switching timing and holding time can be determined. It can be guaranteed that it will be obtained.

本発明の実施の形態に係る射出成形機を断面で示す正面図である。It is a front view which shows the injection molding machine which concerns on embodiment of this invention in a cross section. 本実施の形態に係る薄肉成形方法について、その試験成形段階と本成形段階のそれぞれにおけるスクリュ速度と射出圧力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the screw speed in each of the test shaping | molding stage and this shaping | molding stage, and injection pressure about the thin-wall shaping | molding method which concerns on this Embodiment. その(ア)、(イ)は、本実施の形態に係る薄肉成形方法を実施して得られた実験結果を示すグラフである。The (a) and (b) are graphs showing experimental results obtained by carrying out the thin-wall molding method according to the present embodiment.

本実施の形態に係る薄肉成形方法は、一般的な射出成形機であればどのような射出成形機であっても実施でき、特別な装置は不要である。従って本実施の形態に係る射出成形機1について、図1を参照しながら簡略的に説明する。本実施の形態に係る射出成形機1は、射出装置2と、図示されていない型締装置とから構成されている。射出装置2は、加熱シリンダ4、この加熱シリンダ4内に設けられているスクリュ5等から構成され、加熱シリンダ4の先端には射出ノズル7が設けられている。この射出ノズル7は従来の射出装置2と同様に交換することができ、内径の異なる射出ノズル7に交換すると流動抵抗が変化してキャビティ内における樹脂の挙動が変化するようになっている。加熱シリンダ4の後端寄りにはホッパ8が設けられ、図には示されていないが外周面には加熱シリンダ4を加熱するバンドヒータが設けられている。スクリュ5は、スクリュ駆動機構10によって回転方向と軸方向とに駆動できるようになっている。射出成形機1の型締装置は、トグル式型締装置であっても直圧式型締装置であっても、あるいは他の種類の型締装置であってもよい。本実施の形態に係る薄肉成形品を得る金型11は、型締装置に設けられて型開閉されるようになっている。射出装置2の射出ノズル7は、このような金型11のスプルに当接しており、射出装置2から射出される樹脂は、ゲート13から金型11内のキャビティ14に充填されるようになっている。   The thin-wall molding method according to the present embodiment can be implemented by any injection molding machine as long as it is a general injection molding machine, and no special device is required. Therefore, the injection molding machine 1 according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG. An injection molding machine 1 according to the present embodiment includes an injection device 2 and a mold clamping device (not shown). The injection device 2 includes a heating cylinder 4 and a screw 5 provided in the heating cylinder 4. An injection nozzle 7 is provided at the tip of the heating cylinder 4. The injection nozzle 7 can be replaced in the same manner as the conventional injection apparatus 2. When the injection nozzle 7 is replaced with an injection nozzle 7 having a different inner diameter, the flow resistance changes and the behavior of the resin in the cavity changes. A hopper 8 is provided near the rear end of the heating cylinder 4, and a band heater that heats the heating cylinder 4 is provided on the outer peripheral surface, although not shown in the drawing. The screw 5 can be driven in the rotational direction and the axial direction by the screw driving mechanism 10. The mold clamping device of the injection molding machine 1 may be a toggle type mold clamping device, a direct pressure type mold clamping device, or another type of mold clamping device. A mold 11 for obtaining a thin molded product according to the present embodiment is provided in a mold clamping device so as to be opened and closed. The injection nozzle 7 of the injection device 2 is in contact with such a sprue of the mold 11, and the resin injected from the injection device 2 is filled from the gate 13 into the cavity 14 in the mold 11. ing.

このような本実施の形態に係る射出成形機1によって薄肉成形品を成形する本実施の形態に係る薄肉成形方法も、射出装置2の制御のみで薄肉成形品を成形する従来の成形方法と同様に、型締めされた金型11に対してそのキャビティ14に樹脂を射出する射出工程と、射出工程後にヒケを防止するために樹脂に圧力を印加する保圧工程とから構成する。そしてスクリュ駆動装置10によるスクリュ5の制御は、従来と同様に射出工程においては位置制御、換言すると速度制御を実施する。つまりスクリュ5について目標位置あるいは目標速度を与え、スクリュ5の位置を検出してフィードバック制御する。そして保圧工程においては圧力制御つまりトルク制御を実施する。つまりスクリュ5を軸方向に駆動するとき、目標トルクを与え、トルクを検出してフィードバック制御するようにする。しかしながら本実施の形態に係る薄肉成形方法は、射出工程について、その途中から完了時にかけて特徴的な制御を実施するようにする。すなわち本実施の形態に係る薄肉成形方法は、所定の速度でスクリュを駆動している射出工程の途中において、スクリュ速度を実質的にゼロに低下させる。そしてその状態で所定の保持時間だけ保持して射出工程を完了するようにする。射出工程の完了後は従来と同様にスクリュを圧力制御、すなわちトルク制御に切換える。   The thin-wall molding method according to the present embodiment for molding a thin-wall molded product by the injection molding machine 1 according to the present embodiment is the same as the conventional molding method for molding a thin-wall molded product only by controlling the injection device 2. In addition, the mold 11 is clamped by an injection process for injecting resin into the cavity 14 and a pressure holding process for applying pressure to the resin to prevent sink marks after the injection process. The screw 5 is controlled by the screw drive device 10 in the same manner as in the prior art in the position control, in other words, the speed control. That is, a target position or target speed is given to the screw 5, and the position of the screw 5 is detected and feedback controlled. In the pressure holding process, pressure control, that is, torque control is performed. That is, when the screw 5 is driven in the axial direction, a target torque is applied, and the torque is detected to perform feedback control. However, in the thin-wall molding method according to the present embodiment, characteristic control is performed from the middle to the completion of the injection process. That is, the thin-wall forming method according to the present embodiment reduces the screw speed to substantially zero during the injection process in which the screw is driven at a predetermined speed. In this state, the injection process is completed by holding for a predetermined holding time. After the injection process is completed, the screw is switched to pressure control, that is, torque control, as in the conventional case.

本実施の形態に係る薄肉成形方法は、このように射出工程の途中から完了まで実質的にスクリュ速度をゼロにするが、このスクリュ速度をゼロに切換えたときのキャビティ14内の樹脂の挙動は次のようになる。すなわちスクリュ速度をゼロに切換えるタイミング、すなわち切換タイミングにおいてはキャビティ14内には樹脂が未充填の空間が残っている。しかしながらこの直前まで所定の大きさのスクリュ速度で射出されているので樹脂は薄いキャビティ14内で強い流動抵抗を受けて圧縮されてゲート13近傍には所定の大きさの圧力が発生している。この圧力と同等の大きさの圧力が加熱シリンダ4内のスクリュ5の先端の樹脂にも発生しておりこの樹脂も圧縮されている。従って切換タイミング後においては加熱シリンダ4内の樹脂は膨張して圧力が実質的に一定の状態で、あるいはわずかに圧力が減少しながらゲート13から少しずつ供給され、キャビティ14内の樹脂も膨張してキャビティ14内に充?されることになる。つまり、射出工程において切換タイミング後は、実質的に圧力が一定、もしくは圧力がわずかに減少する状態でキャビティ14内に完全に充填されるので、樹脂の射出圧力は比較的低く抑制される。スクリュ5を圧力制御つまりトルク制御に切換えて保圧工程に移行すると、スクリュ5は必要に応じてわずかに後退してゲート13近傍の樹脂の圧力を解放し、その後所定の圧力を印加することになる。本実施の形態に係る薄肉成形方法は、このようにして射出工程と保圧工程とを実施するので、キャビティ14内の樹脂の圧力のバラツキは小さく、肉厚が均一な精度の高い薄肉成形品が得られる。   In the thin-wall molding method according to the present embodiment, the screw speed is substantially zero from the middle to the completion of the injection process as described above. The behavior of the resin in the cavity 14 when the screw speed is switched to zero is as follows. It becomes as follows. That is, at the timing when the screw speed is switched to zero, that is, at the switching timing, a space not filled with resin remains in the cavity 14. However, since the resin is injected at a screw speed of a predetermined size until just before this, the resin receives a strong flow resistance in the thin cavity 14 and is compressed, and a pressure of a predetermined size is generated in the vicinity of the gate 13. A pressure equivalent to this pressure is also generated in the resin at the tip of the screw 5 in the heating cylinder 4, and this resin is also compressed. Therefore, after the switching timing, the resin in the heating cylinder 4 expands and the pressure is supplied little by little from the gate 13 while the pressure is substantially constant or slightly decreased, and the resin in the cavity 14 also expands. Thus, the cavity 14 is filled. That is, after the switching timing in the injection process, the cavity 14 is completely filled in a state where the pressure is substantially constant or slightly reduced, so that the injection pressure of the resin is suppressed to be relatively low. When the screw 5 is switched to pressure control, that is, torque control, and the process proceeds to the pressure holding process, the screw 5 is slightly retracted as necessary to release the resin pressure in the vicinity of the gate 13 and then apply a predetermined pressure. Become. Since the thin-wall molding method according to the present embodiment performs the injection process and the pressure-holding process in this manner, the pressure variation of the resin in the cavity 14 is small, and the thin-wall molded product with high accuracy and uniform thickness. Is obtained.

ところで、上記の本実施の形態に係る薄肉成形方法においては、切換タイミングをどのように決定するか、保持時間をどのように決定するかが問題になる。そこでこれらを決定するために、本実施の形態に係る薄肉成形方法では、最初に試験的に成形する試験成形段階を実施する。そしてその後、上記の薄肉成形方法である本成形段階を実施するようにする。   By the way, in the thin-wall forming method according to the above-described embodiment, how to determine the switching timing and how to determine the holding time becomes a problem. Therefore, in order to determine these, in the thin-wall molding method according to the present embodiment, a test molding stage in which a test molding is first performed is performed. After that, the main forming step, which is the above thin-wall forming method, is carried out.

試験成形段階について説明する。試験成形段階は、従来の成形方法を実施する。すなわち射出工程では、図2において点線のグラフ21によって示されているように、スクリュ5の速度を一定にして実施し、この速度で射出工程を完了させるようにする。そうすると樹脂の圧力すなわち射出圧力は点線のグラフ22によって示されているように射出工程において上昇し、完了時において最大値23に達する。射出成形機1は、この最大値23を射出ピーク圧力23として記録する。同様に、試験成形段階においては射出ピーク圧力23に達するまでの時間、すなわち射出工程に要する時間を射出工程時間24として記録する。試験成形段階において射出工程完了後にスクリュ5を圧力制御に切換えて保圧工程に移行すると、スクリュ5は逆向きに駆動されてゲート13近傍の樹脂の圧力が急速に解放され、それによって射出圧力は射出ピーク圧力23から急速に低下する。そしてスクリュ5には一定のトルクが付加されて射出圧力つまり樹脂の圧力は一定になる。   The test molding stage will be described. In the test molding step, a conventional molding method is carried out. That is, in the injection process, as shown by the dotted line graph 21 in FIG. 2, the speed of the screw 5 is kept constant, and the injection process is completed at this speed. As a result, the pressure of the resin, that is, the injection pressure, increases in the injection process as indicated by the dotted line graph 22 and reaches the maximum value 23 at the completion. The injection molding machine 1 records this maximum value 23 as the injection peak pressure 23. Similarly, in the test molding stage, the time required to reach the injection peak pressure 23, that is, the time required for the injection process is recorded as the injection process time 24. When the screw 5 is switched to pressure control after the injection process is completed in the test molding stage and the process proceeds to the pressure holding process, the screw 5 is driven in the opposite direction, and the pressure of the resin in the vicinity of the gate 13 is rapidly released, whereby the injection pressure is reduced. It drops rapidly from the injection peak pressure 23. A constant torque is applied to the screw 5 so that the injection pressure, that is, the resin pressure becomes constant.

本実施の形態に係る薄肉成形方法の本成形段階では、切換タイミング28は保持時間25の従属変数として扱い、保持時間25によって決定されるようにする。まずスクリュ速度をゼロにする保持時間25を任意の時間で決定する。そして切換タイミング28は、試験成形段階で得られた射出工程時間24から保持時間25だけ前倒ししたタイミングとし、射出工程が射出工程時間24で完了するようにする。つまり本成形段階においては射出工程は、射出工程時間24で完了するようにすることになる。このようにして実施する本成形段階による射出成形の様子が図2の実線のグラフ26で示されている。本成形段階は試験成形段階と同様に開始し、切換タイミング28においてスクリュ5の速度を実質的にゼロにする。そしてこの状態で保持時間25だけ保持する。射出工程は射出工程時間24で完了する。このとき射出工程における射出圧力は、切換タイミング28に達するまでは試験成形段階と同様に上昇し、切換タイミング28以降は一定になる、もしくはわずかに低下する。射出工程時間24に達して射出工程を完了するとスクリュ5を圧力制御すなわちトルク制御に切換えて保圧工程にする。そうするとスクリュ5は必要に応じてわずかに後退し、射出圧力は減少し、その後スクリュ5によって一定の射出圧力、すなわち樹脂の圧力が印加されて保圧工程が完了する。本成形段階の射出工程が完了した時点では、ゲート13近傍の樹脂の圧力は高くないので、保圧工程においてスクリュ5が後退するとしても試験成形段階に比して後退量は小さい。あるいはスクリュ5は後退しないこともある。   In the main forming stage of the thin wall forming method according to the present embodiment, the switching timing 28 is treated as a dependent variable of the holding time 25 and is determined by the holding time 25. First, the holding time 25 for setting the screw speed to zero is determined at an arbitrary time. The switching timing 28 is set to a timing that is advanced by the holding time 25 from the injection process time 24 obtained in the test molding stage so that the injection process is completed at the injection process time 24. That is, the injection process is completed in the injection process time 24 in the main molding stage. The state of injection molding in the main molding stage thus performed is shown by a solid line graph 26 in FIG. The main molding stage starts in the same manner as the test molding stage, and at the switching timing 28, the speed of the screw 5 is made substantially zero. In this state, the holding time is 25. The injection process is completed at the injection process time 24. At this time, the injection pressure in the injection process increases in the same manner as in the test molding stage until the switching timing 28 is reached, and becomes constant or slightly decreases after the switching timing 28. When the injection process time 24 is reached and the injection process is completed, the screw 5 is switched to pressure control, that is, torque control, and the pressure holding process is performed. Then, the screw 5 is slightly retracted as necessary, and the injection pressure is reduced. Thereafter, a constant injection pressure, that is, a resin pressure is applied by the screw 5 to complete the pressure holding process. When the injection process in the main molding stage is completed, the pressure of the resin near the gate 13 is not high. Therefore, even if the screw 5 is retracted in the pressure holding process, the retraction amount is small as compared with the test molding stage. Alternatively, the screw 5 may not retreat.

このようにすると、保持時間25を決定するだけで必然的に切換タイミング28が決定されるので本成形段階は容易に実施できる。しかしながらキャビティ14に樹脂が適切に充填できるか否かが不明である。本成形段階の射出工程では試験成形段階より低い射出圧力で完了するのに、試験成形段階の射出工程と同じ射出工程時間24しか射出工程を実施しないので、キャビティ14に十分に樹脂が充填されない可能性、つまりショートショットが発生する可能性があるからである。しかしながら、以下で説明する実験でも明らかなように、本実施の形態に係る本成形段階ではショートショットは発生しないことが判明している。ところで、ショートショットの問題は無いとしても保持時間25については最適な時間をどのように決定していいのか依然として不明である。しかしながら本発明者等は、最適な保持時間25は、射出ピーク圧力23によって一意的に決定できることを見いだした。具体的には最適な保持時間25は、射出ピーク圧力23を変数とする1次式で決定することができることを見いだした。これらの点を確認するため次の実験を実施した。   In this way, since the switching timing 28 is inevitably determined only by determining the holding time 25, the main forming step can be easily performed. However, it is unclear whether the cavity 14 can be properly filled with resin. Although the injection process in the main molding stage is completed at an injection pressure lower than that in the test molding stage, the injection process is performed only for the same injection process time 24 as the injection process in the test molding stage, so that the cavity 14 may not be sufficiently filled with the resin. This is because a short shot may occur. However, as is apparent from the experiments described below, it has been found that no short shot occurs in the main forming stage according to the present embodiment. By the way, even if there is no short shot problem, it is still unclear how to determine the optimum time for the holding time 25. However, the inventors have found that the optimum holding time 25 can be uniquely determined by the injection peak pressure 23. Specifically, it has been found that the optimum holding time 25 can be determined by a linear expression using the injection peak pressure 23 as a variable. The following experiment was conducted to confirm these points.

○ 装置、金型、樹脂について
図1に示されている、本実施の形態に係る射出成形機1を使用し、交換可能な射出ノズル7として第1〜3の射出ノズル7A、7B、7Cを用意した。金型11として、厚さ430μmで大きさが12.5cm×7cmの導光板を形成する金型を使用した。樹脂はポリカーボネート樹脂を使用した。
○ 実験の内容
(1)射出成形機1に第1の射出ノズル7Aを取付けて、試験成形段階を実施して導光板を成形した。このときに得られた射出ピーク圧力は410MPaであった。これを第1の射出ピーク圧力とする。成形された導光板にはショートショットは見られなかった。導光板のゲート13近傍の肉厚を測定したところ447μmであった。
(2)次に、第1の射出ノズル7Aを使用して、保持時間を0.02秒、0.03秒、0.04秒、0.05秒として、本成形段階を4回実施した。それぞれの保持時間で成形された導光板を調べたところ、いずれもショートショットは見られなかったが、ゲート13近傍の肉厚は、それぞれ439μm、437μm、435μm、443μmであった。
(3)第1の射出ノズル7Aによる試験成形段階と本成形段階のそれぞれのデータを図3の(ア)においてグラフ31として示す。ゲート13近傍の肉厚が、導光板の理想的な肉厚430μmに最も近づいたのは、保持時間が0.04秒であったことがわかった。これにより第1の射出ノズル7Aを使用する場合における最適な保持時間、つまり第1の最適保持時間は0.04秒であることが分かった。なお、保持時間を0.02〜0.05秒で変更して本実施の形態に係る薄肉成形方法の本成形段階を実施してもショートショットが発生しないことも確認した。
(4)次に、射出成形機1に第2の射出ノズル7Bを取付けて試験成形段階を実施し、保持時間を変えて4回本成形段階を実施して、グラフ32を得た。第2の射出ノズル7Bによる試験成形段階で得られた射出ピーク圧力つまり第2の射出ピーク圧力は405MPaであった。最適な保持時間つまり第2の最適保持時間は、ゲート13近傍の肉厚が、理想的な肉厚である430μmに最も近づいた0.03秒であることが分かった。なお、試験成形段階、および4回の本成形段階で得られた導光板はいずれもショートショットが発生していないことを確認した。
(5)最後に、射出成形機1に第3の射出ノズル7Cを取付けて試験成形段階を実施し、保持時間を変えて3回本成形段階を実施して、グラフ33を得た。第3の射出ノズル7Bによる試験成形段階で得られた射出ピーク圧力つまり第3の射出ピーク圧力は390MPaであった。最適な保持時間つまり第3の最適保持時間は、ゲート13近傍の肉厚が、理想的な肉厚である430μmに最も近づいた0.02秒であることが分かった。なお、試験成形段階、および3回の本成形段階で得られた導光板はいずれもショートショットが発生していないことを確認した。
(6)第1〜3の射出ノズル7A、7B、7Cのそれぞれについて得られた第1〜3の射出ピーク圧力と、第1〜3の最適保持時間とをプロットして図3の(イ)のグラフ35を得た。グラフ35は1次関数になっていることが確認できた。
Apparatus, mold, and resin As shown in FIG. 1, the first to third injection nozzles 7A, 7B, and 7C are used as exchangeable injection nozzles 7 using the injection molding machine 1 according to the present embodiment. Prepared. As the mold 11, a mold for forming a light guide plate having a thickness of 430 μm and a size of 12.5 cm × 7 cm was used. Polycarbonate resin was used as the resin.
Description of Experiment (1) The first injection nozzle 7A was attached to the injection molding machine 1, and a test molding step was performed to mold a light guide plate. The injection peak pressure obtained at this time was 410 MPa. This is the first injection peak pressure. No short shot was seen on the molded light guide plate. It was 447 micrometers when the thickness of the gate 13 vicinity of a light-guide plate was measured.
(2) Next, using the first injection nozzle 7A, the holding time was set to 0.02 seconds, 0.03 seconds, 0.04 seconds, and 0.05 seconds, and this molding step was performed four times. When the light guide plates molded with the respective holding times were examined, no short shot was observed, but the thickness in the vicinity of the gate 13 was 439 μm, 437 μm, 435 μm, and 443 μm, respectively.
(3) Data of the test molding stage and the main molding stage by the first injection nozzle 7A are shown as a graph 31 in FIG. It was found that the thickness in the vicinity of the gate 13 was closest to the ideal thickness of 430 μm of the light guide plate was the holding time of 0.04 seconds. Thus, it was found that the optimum holding time when using the first injection nozzle 7A, that is, the first optimum holding time is 0.04 seconds. It was also confirmed that no short shot occurred even if the holding time was changed from 0.02 to 0.05 seconds and the main forming step of the thin wall forming method according to the present embodiment was performed.
(4) Next, the second injection nozzle 7B was attached to the injection molding machine 1 and the test molding stage was carried out, and the main molding stage was carried out four times while changing the holding time, whereby a graph 32 was obtained. The injection peak pressure obtained in the test molding stage by the second injection nozzle 7B, that is, the second injection peak pressure was 405 MPa. It was found that the optimum holding time, that is, the second optimum holding time, was 0.03 seconds when the thickness near the gate 13 was closest to the ideal thickness of 430 μm. In addition, it was confirmed that the light guide plate obtained in the test molding stage and the four main molding stages did not generate short shots.
(5) Finally, the third injection nozzle 7C was attached to the injection molding machine 1 and the test molding stage was performed, and the main molding stage was performed three times with different holding times to obtain a graph 33. The injection peak pressure obtained in the test molding stage by the third injection nozzle 7B, that is, the third injection peak pressure was 390 MPa. It was found that the optimum holding time, that is, the third optimum holding time was 0.02 seconds when the thickness near the gate 13 was closest to the ideal thickness of 430 μm. In addition, it was confirmed that the light guide plate obtained in the test molding stage and the three main molding stages did not generate short shots.
(6) The first to third injection peak pressures obtained for each of the first to third injection nozzles 7A, 7B, and 7C and the first to third optimum holding times are plotted, and FIG. The graph 35 was obtained. It was confirmed that the graph 35 is a linear function.

本来は、射出ノズル7を交換したり、あるいは樹脂の種類を変更したり樹脂温度を変更するような成形条件の変更を行うと、同一の金型を使用する成形であっても、肉厚が均一で精度の高い薄肉成形品を得るための最適な切換タイミング28と保持時間25との組合わせを調べるために、試験を繰り返す必要がある。しかしながら本発明に係る薄肉成形方法では、上記したような実験によって、グラフ35に示されているような1次関数を得た後は、成形条件が変化してそれによってキャビティ14内に射出される樹脂の挙動が変化しても、最適な切換タイミング28と保持時間25の組合わせは簡単に決定できる。つまり、その成形条件の下で試験成形段階を実施し、射出ピーク圧力23と射出工程時間24を得る。最適な保持時間25は、グラフ35の1次関数にこの射出ピーク圧力23を代入して得る。最適な切換えタイミング28は、射出工程時間24から、決定された保持時間25を前倒ししたタイミングとする。なお、グラフ35の1次式を得るために、上記した実験では第1〜3の射出ノズル7A、7B、7Cを使用して実験した。つまり射出ピーク圧力が異なる3種類の成形条件によって実験した。しかしながら1次関数を決定するには、射出ピーク圧力が異なる2種類の成形条件の下で試験を実施すれば十分である。   Originally, if the injection nozzle 7 is replaced, or if the molding conditions are changed such as changing the type of resin or changing the resin temperature, the wall thickness is increased even in molding using the same mold. It is necessary to repeat the test in order to examine the optimal combination of the switching timing 28 and the holding time 25 in order to obtain a uniform and highly accurate thin molded product. However, in the thin-wall molding method according to the present invention, after obtaining the linear function as shown in the graph 35 by the experiment as described above, the molding conditions are changed and thereby injected into the cavity 14. Even if the behavior of the resin changes, the optimal combination of the switching timing 28 and the holding time 25 can be easily determined. That is, the test molding stage is performed under the molding conditions, and the injection peak pressure 23 and the injection process time 24 are obtained. The optimum holding time 25 is obtained by substituting the injection peak pressure 23 for the linear function of the graph 35. The optimum switching timing 28 is a timing in which the determined holding time 25 is advanced from the injection process time 24. In addition, in order to obtain the linear expression of the graph 35, in the above experiment, it experimented using the 1st-3rd injection nozzles 7A, 7B, and 7C. That is, the experiment was performed under three types of molding conditions with different injection peak pressures. However, to determine the linear function, it is sufficient to perform the test under two types of molding conditions with different injection peak pressures.

本実施の形態に係る薄肉成形方法は色々な変形が可能である。例えば、上記した説明では、試験成形段階はスクリュ5の速度が一定として射出工程を実施し、本成形段階も切換タイミング28まではスクリュ5の速度が一定として実施している。しかしながらスクリュ5の速度は変更してもよい。例えば、試験成形段階において、スクリュ5の速度を2段にして途中で変更してもよい。この場合、試験成形段階の射出工程において、スクリュ5が非ゼロの所定の大きさの速度で完了するようにすればよい。また、このとき本成形段階の射出工程はスクリュ5の速度は3段に変更されることになる。すなわち本成形段階の射出工程は、試験成形段階の射出工程と同様にスクリュ5の速度が2段に変更後、切換タイミング28においてスクリュ5の速度を実質的にゼロにすることになるので、スクリュ5の速度は3段に変更されるからである。   The thin wall molding method according to the present embodiment can be variously modified. For example, in the above description, the injection molding process is performed in the test molding stage with the speed of the screw 5 being constant, and the speed of the screw 5 is also constant in the main molding stage until the switching timing 28. However, the speed of the screw 5 may be changed. For example, in the test molding stage, the speed of the screw 5 may be changed to two stages and changed midway. In this case, in the injection process at the test molding stage, the screw 5 may be completed at a non-zero predetermined speed. At this time, the speed of the screw 5 is changed to three stages in the injection process in the main molding stage. That is, in the injection process in the main molding stage, the speed of the screw 5 is substantially zero at the switching timing 28 after the speed of the screw 5 is changed to two stages in the same manner as the injection process in the test molding stage. This is because the speed of 5 is changed to 3 stages.

1 射出成形機 2 射出装置
4 加熱シリンダ 5 スクリュ
7 射出ノズル 11 金型
13 ゲート 14 キャビティ
23 射出ピーク圧力 24 射出工程時間
25 保持時間 28 切換タイミング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection molding machine 2 Injection apparatus 4 Heating cylinder 5 Screw 7 Injection nozzle 11 Mold 13 Gate 14 Cavity 23 Injection peak pressure 24 Injection process time 25 Holding time 28 Switching timing

Claims (2)

加熱シリンダと該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能なスクリュとからなる射出装置によって、前記スクリュを位置制御により軸方向に駆動して型締めされた金型のキャビティ内に樹脂を射出する射出工程と、該射出工程後に前記スクリュを圧力制御に切換えて所定の圧力を保持する保圧工程とを実施して薄肉成形品を得る薄肉成形方法であって、
前記薄肉成形方法は、試験的に成形を実施する試験成形段階と、薄肉成形品を成形する本成形段階とからなり、
前記試験成形段階は、射出工程をその完了時に少なくとも所定の大きさのスクリュ速度になるようにして完了して保圧工程に切換えるようにし、このとき最大の射出圧力である射出ピーク圧力と射出工程に要する時間である射出工程時間とを得るようにし、
前記本成形段階は、射出工程を前記試験成形段階における射出工程と同様にして開始すると共に所定の切換タイミングでスクリュ速度をゼロに切換えて所定の保持時間だけ保持して完了させ、その後保圧工程に切換えるようにし、
前記切換タイミングは、射出工程が前記射出工程時間で完了するように予め前記保持時間分だけ前倒しして決定することを特徴とする薄肉成形方法。
Resin is injected into the cavity of the mold that is clamped by driving the screw in the axial direction by position control by an injection device comprising a heating cylinder and a screw that can be driven in the rotational direction and the axial direction within the heating cylinder. A thin-wall molding method for obtaining a thin-walled molded article by performing an injection step of injecting, and a pressure-holding step of maintaining a predetermined pressure by switching the screw to pressure control after the injection step,
The thin-wall molding method comprises a test molding stage for performing molding on a trial basis and a main molding stage for molding a thin-wall molded product,
In the test molding step, the injection process is completed so that the screw speed is at least a predetermined magnitude at the time of completion, and the pressure holding process is completed. At this time, the injection peak pressure that is the maximum injection pressure and the injection process are performed. The injection process time, which is the time required for
In the main molding stage, the injection process is started in the same manner as the injection process in the test molding stage, and the screw speed is switched to zero at a predetermined switching timing to be completed for a predetermined holding time. To switch to
The switching timing is determined in advance by the holding time so that the injection process is completed in the injection process time.
請求項1に記載の方法において、
所定の金型に対して第1の成形条件下で前記試験成形段階を実施して前記射出ピーク圧力である第1の射出ピーク圧力を得、そして前記第1の成形条件下で前記保持時間を色々と変えて前記本成形段階を複数回繰り返し、得られる薄肉成形品の寸法精度が最も高いときの前記保持時間を第1の最適保持時間とし、
前記金型に対して第2の成形条件下で前記試験成形段階を実施して前記射出ピーク圧力である第2の射出ピーク圧力を得、そして前記第2の成形条件下で前記保持時間を色々と変えて前記本成形段階を複数回繰り返し、得られる薄肉成形品の寸法精度が最も高いときの前記保持時間を第2の最適保持時間とし、
前記第1、2の射出ピーク圧力と、前記第1、2の最適保持時間とから、前記射出ピーク圧力を変数として前記保持時間の最適値を与える1次関数を決定し、
前記金型に対して前記第1、2の成形条件と異なる成形条件によって薄肉成形品を得るとき、前記試験成形段階を実施して得られる前記射出ピーク圧力と前記1次関数とから前記保持時間を決定することを特徴とする薄肉成形方法。
The method of claim 1, wherein
The test molding step is performed on a predetermined mold under a first molding condition to obtain a first injection peak pressure which is the injection peak pressure, and the holding time is set under the first molding condition. The main molding stage is repeated several times with various changes, and the holding time when the dimensional accuracy of the thin molded product obtained is the highest is the first optimum holding time,
The test molding step is performed on the mold under a second molding condition to obtain a second injection peak pressure that is the injection peak pressure, and the holding time is varied under the second molding condition. The main molding step is repeated a plurality of times, and the holding time when the dimensional accuracy of the thin molded product obtained is the highest is the second optimum holding time,
From the first and second injection peak pressures and the first and second optimum holding times, determine a linear function that gives the optimum value of the holding time using the injection peak pressure as a variable,
When a thin molded product is obtained for the mold by molding conditions different from the first and second molding conditions, the holding time is calculated from the injection peak pressure and the linear function obtained by performing the test molding step. A thin-wall molding method characterized by determining the thickness.
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