JP6354780B2 - 射出成形装置および射出成形方法 - Google Patents
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Description
導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出手段を備えた射出成形装置であって、
成形型は、キャビティの形成面の少なくとも一部に互いに絶縁された複数の導電部を有して成り、
導電部間に所定の電圧を印加する通電手段を備え、
キャビティ内に加圧ガスを供給するためのガス供給手段が設けられている
ことを特徴とする射出成形装置が提供される。
導電性材料を成形型内に射出して射出成形品を得るための射出成形方法であって、
加熱射出手段を用いて、導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出ステップと、
射出された導電性材料が成形型のキャビティの形成面の少なくとも一部に互いに絶縁して設けられた複数の導電部に接触したときに通電加熱されるように、導電部間に電圧を印加する通電ステップと、を含み、
キャビティ内に加圧ガスを供給するガス供給ステップを更に含み、
ガス供給ステップを、通電ステップの開始前に実施する
ことを特徴とする射出成形方法が提供される。
まず、本実施形態の射出成形装置における特徴的構成について説明する前に、本実施形態の射出成形装置の一般的構成について図面を参照しながら説明する。
加熱射出装置2は射出シリンダ21を備えている。射出シリンダ21の上部には、成形品の原料となるペレット状の熱可塑性樹脂を射出シリンダ21内に供給するためのホッパ22が取り付けられている。射出シリンダ21の周囲には、熱可塑性樹脂を流動可能温度に加熱溶融するためのバンドヒータ23が巻かれている。射出シリンダ21内には、スクリュ24が回転可能かつ進退可能に設けられている。
型締装置3には、金型装置4が設けられる。かかる金型装置4は、可動金型41と固定金型42とから成り、可動金型41と固定金型42は型締め時に相互に対向する型合わせ面を形成するように構成される。型締め時には可動金型41と固定金型42とにより、加熱射出装置2より射出された溶融樹脂材料を注入するためのキャビティCが形成される。また、可動金型41および固定金型42の内部には、冷却水等の冷却液を流すための流路Fがそれぞれ形成されている。型締装置3は、可動金型41が取り付けられる可動側取付板31と、固定金型42が取り付けられる固定側取付板32と、可動側取付板31を前進、後退させるための駆動源として用いられる型締用シリンダ装置33と、を備えている。
次に、本実施形態における特徴的構成について説明する。
なお、上述の「導電性材料Pの通電加熱」の原理について図3を参照しながら説明する。なお、図3等において、符号PLは、可動金型と固定金型とのパーティングラインを示している。
かかるガス加圧をしなければ、導電性材料Pの先端部P’にかかる圧力p2が導電性材料Pの内側部P’’にかかる圧力p1よりも小さくなるところ、かかるガス加圧により、導電性材料Pの先端部P’にかかる圧力p2と、導電性材料Pの内側部P’’にかかる圧力p1とを実質的に同一にすることができる。
以下、導電部47、48間の絶縁部材49における漏洩電流について図4を参照しながら説明しておく。
以下、制御ユニット100により制御される射出成形装置1の制御動作の流れについて説明しておく。具体的には、かかる射出成形装置1の制御動作の流れについて、図5〜図7のフローチャートと、スクリュ位置、射出圧力、通電ON/OFF、ガス抜出ON/OFF、ガス注入ON/OFF、冷却ポンプのON/OFFの変化を示す図8のタイムチャートと、を参照しながら説明する。
まず、時刻t0において、型締制御部120から出力された型締信号に基づいて型締用シリンダ装置33を駆動させて可動金型41を固定金型42に向かって移動させ、金型装置4を型閉および型締する。この時の型締圧力は、射出時に金型装置4が開かない程度の高い圧力に設定されている。また、型締信号に基づき冷却制御部130は、冷却ポンプ51の駆動を停止する(ONからOFFに切り替える)。なお、圧力制御部150はガス供給手段71を駆動させ、キャビティC内への加圧ガスの供給(ガス注入)を開始させる。かかるガス注入は後刻のステップS5開始前まで行う。
次に、可動金型41と固定金型42の型間絶縁性チェックを実行する。
型締めされた可動金型41と固定金型42とにより形成されるキャビティC内に、ガス供給手段を用いて加圧ガスを供給する。
次に、時刻t1において、加熱射出制御部110が射出信号を出力する。かかる射出信号の出力により、加熱射出装置2の射出用シリンダ装置25により予め設定した射出速度でスクリュ24を前進させ、それにより加圧ガスが供給されたキャビティC内に溶融した導電性材料Pの射出充填を開始する。なお、加圧ガスが供給されたキャビティC内に溶融した導電性材料Pの射出充填を開始させると同時に、キャビティC内を所定の圧力に一定に保持するためにキャビティC内からガス抜きを開始する。かかるガス抜きは後刻のステップS6開始直前まで行う。
また、時刻t1において、射出信号に基づき通電制御部140は通電装置61を制御する。かかる通電装置61の制御により、導電部47、48間に所定の電圧を印加し、キャビティC内に充填された導電性材料Pに通電加熱を行う。
次に、スクリュ24がキャビティC内に導電性材料Pが完全充填されるスクリュ位置A1まで前進した時刻t2において、加熱射出制御部110は保圧信号を出力する。かかる保圧信号に基づき加熱射出装置2が制御され、キャビティCに充填した導電性材料Pに対して、予め設定した保圧時間が経過するまで射出充填時の最大圧力よりも低圧である保圧力が付与される。
次に、保圧時間が経過し、スクリュ24のスクリュ位置がA2まで前進した時刻t3において、予め設定した冷却時間分保圧した導電性材料Pを冷却させる。同時に、加熱射出装置2では、次なるショットのためにバンドヒータ23により導電性材料Pを流動可能温度に加熱溶融すると共に、スクリュ24を回転させ、所定の位置まで後退させる。この際、ホッパ22から供給された導電性材料Pは、射出シリンダ21内において加熱溶融させられ、スクリュ24の後退に伴いスクリュ24の前方に保持される。
次に、冷却完了の時刻t4において、型締制御部120により型締装置3を制御し、型締用シリンダ装置33の型締用ピストン33aを後退させて金型装置4の型開きを行う。
次に、エジェクタ装置によりキャビティC内から成形品を突き出して取り出す。
最後に、成形終了の是非を判定し、成形終了である判定すれば、かかる射出成形サイクルを終了する。
2 加熱射出装置(加熱射出手段)
4 金型装置(成形型)
47、48 導電部
49 絶縁部材
61 通電装置(通電手段)
71 ガス供給手段
72 圧力センサ
150 圧力制御部
C キャビティ
P 導電性材料
Claims (9)
- 導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出手段を備えた射出成形装置であって、
前記成形型は、キャビティの形成面の少なくとも一部に互いに絶縁された複数の導電部を有して成り、
前記導電部間に所定の電圧を印加する通電手段を備え、
前記キャビティ内に加圧ガスを供給するためのガス供給手段が設けられており、および
前記加圧ガスにより、前記キャビティ内の前記導電性材料の先端部が加圧される
ことを特徴とする射出成形装置。 - 前記ガス供給手段は、前記キャビティ内への前記導電性材料の充填が開始される前に前記加圧ガスを供給するように制御されている
ことを特徴とする、請求項1記載の射出成形装置。 - 前記キャビティに前記導電性材料が充填されるに際して、前記加圧ガスを徐々に抜き出して前記キャビティ内の圧力を一定にするためのガス抜き手段を更に有して成る
ことを特徴とする請求項1又は2記載の射出成形装置。 - 前記キャビティに前記導電性材料が充填されるに際して、前記キャビティ内の圧力を測定するための圧力センサを更に有して成る
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の射出成形装置。 - 前記加圧ガスが不活性ガスである
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の射出成形装置。 - 導電性材料を成形型内に射出して射出成形品を得るための射出成形方法であって、
加熱射出手段を用いて、前記導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、前記成形型内に射出する加熱射出ステップと、
射出された前記導電性材料が前記成形型のキャビティの形成面の少なくとも一部に互いに絶縁して設けられた複数の導電部に接触したときに通電加熱されるように、前記導電部間に電圧を印加する通電ステップと、を含み、
前記キャビティ内に加圧ガスを供給するガス供給ステップを更に含み、
前記ガス供給ステップを、前記キャビティ内への前記導電性材料の充填を開始する前に実施し、および
前記加圧ガスにより、前記キャビティ内の前記導電性材料の先端部を加圧する
ことを特徴とする射出成形方法。 - 前記キャビティに前記導電性材料を充填するに際して、前記加圧ガスを徐々に抜き出して前記キャビティ内の圧力を一定にする
ことを特徴とする請求項6記載の射出成形方法。 - 前記ガス供給ステップにより、前記キャビティに対する前記導電性材料の先端部の接触圧の低減を回避させる
ことを特徴とする請求項6又は7記載の射出成形方法。 - 前記加圧ガスとして不活性ガスを用いる
ことを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の射出成形方法。
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