JP6550347B2 - 可塑化シミュレーション装置、その可塑化シミュレーション方法および可塑化シミュレーションプログラム - Google Patents
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Description
図2は、本実施の形態に係る可塑化シミュレーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図2に示されるように、可塑化シミュレーション装置10は、CPU(Central Processing Unit)11、記憶部12、入力部13、表示部14、HDD(Hard disk drive)15、を有する。
次に、可塑化シミュレーション装置10の機能構成を説明する。図3は、本実施の形態に係る可塑化シミュレーション装置の機能構成を示す機能ブロック図である。図3に示されるように、可塑化シミュレーション装置10は、取得部101と、解析部102と、判定部103と、出力部104とを、機能として有する。これら機能は、CPU11や記憶部12等の前述したハードウェア資源が協働することにより実現され、これらの機能により後述する可塑化解析処理が実施される。
理解を容易にするために、本実施の形態に係る可塑化解析処理の概要を簡単に説明する。図4は、3ゾーンモデルを説明するための図であり、スクリュ3の溝内の樹脂材料の状態を示している。また、図5は、3ゾーンモデルにおける流動制限を説明するための図である。本実施の形態に係る可塑化シミュレーション装置10が行う可塑化解析処理では、溶融樹脂量(適宜、溶融量とも称する)、樹脂温度、固相率、メルトフィルム厚み、スクリュ動力、圧力等の各種物理量の算出をTadmorモデルに倣い、図4に示されるような3ゾーンモデルを導入して適宜ゾーン毎に分けて行われる。図4に示される参照符号51は、スクリュ3及びスクリュ3のメインフライト32からなる領域において樹脂材料が固形で存在するソリッドベッドを示し、参照符号52は、樹脂材料の溶融が促進されるメルトフィルムを示し、参照符号53は、溶融状態にある樹脂材料である溶融樹脂が滞留するメルトプールを示している。
以下、図面を用いて本実施の形態に係る可塑化シミュレーション装置10の動作の詳細を説明する。図8は、本実施の形態に係る可塑化解析処理を示すフローチャートである。なお、この処理において算出される各値は、出力部104により適宜記憶部12またはHDD15に格納される。そのため、本フロー内においては各値の格納処理は割愛する。図8に示されるように、本実施の形態に係る可塑化解析処理は、先ず、物理量の算出やせん断速度分布の算出等の処理で用いられる初期値の可塑化能力である初期可塑化能力を算出するための初期可塑化能力算出処理が実行される(S1)。その後、各物理量を解析結果として算出する解析処理が実行され(S2)、本フローは終了となる。以下、これら各処理の詳細を順次説明する。
Claims (5)
- バリアフライトスクリュ式の可塑化装置におけるシリンダ内の樹脂材料がソリッドベッド、メルトフィルム、およびメルトプールの何れかの状態にある3ゾーンモデルに基づいて可塑化能力を算出する可塑化シミュレーション装置であって、
前記樹脂材料の樹脂物性と前記可塑化装置の運転条件とサブフライトの構成データを有する該可塑化装置の構成データとを含むパラメータと、初期可塑化能力を取得する情報取得部と、
前記初期可塑化能力、前記パラメータ、質量保存の式およびエネルギー保存の式に基づいて、計算上のソリッドベッド高さと溶融量を含む物理量とを算出するとともに、該溶融量の算出において、前記計算上のソリッドベッド高さがシリンダ高さ以内にある第1状態では、第1時間刻みを用い、該計算上のソリッドベッド高さがシリンダ高さを超える第2状態では、第1時間刻みを所定の値で除した第2時間刻みを用いる物理量算出部と、
前記溶融量に基づいて、前記樹脂材料の単位時間当たりの溶融量である最大流量を算出する最大流量算出部と、
前記パラメータ、前記物理量、および前記最大流量に基づき、3次元流動計算を用いて可塑化能力を算出する可塑化能力算出部と、
を備えることを特徴とする可塑化シミュレーション装置。 - 前記初期可塑化能力、前記パラメータ、前記質量保存の式およびエネルギー保存の式に基づいて、ソリッドベッド幅を算出し、算出された計算上のソリッドベッド幅がサブフライト幅以下であるか否かを判定し、計算上のソリッドベッド幅がサブフライト幅以下でないと判定された場合、前記計算上のソリッドベッド高さおよび前記パラメータに基づいて、該計算上のソリッドベッド高さが前記第1状態であるか、前記第2状態であるかを判定する判定部を更に備え、
計算上のソリッドベッド幅がサブフライト幅以下であると判定された場合、前記物理量算出部は前記溶融量の算出において前記第1時間刻みを用いる
ことを特徴とする請求項1記載の可塑化シミュレーション装置。 - 前記計算上のソリッドベッド高さが前記第2状態にあると判定された場合、
前記物理量算出部は、溶融量が算出される度に、計算上のソリッドベッド高さを算出し、
前記判定部は、計算上のソリッドベッド高さが算出される度に、該計算上のソリッドベット高さがシリンダ高さを超えるか否かを判定し、
前記物理量算出部は、計算上のソリッドベット高さがシリンダ高さを超えると判定された場合、前記第2時間刻みを所定の値で除して第2時間刻みの再設定を行い、再度溶融量を算出する一方、計算上のソリッドベット高さがシリンダ高さを超えないと判定され且つ前記第2時間刻みの値が前記第1時間刻み未満の場合は、前記第2時間刻みに所定の値を乗じて再度溶融量を算出し、計算上のソリッドベット高さがシリンダ高さを超えないと判定され且つ前記第2時間刻みの値が前記第1時間刻み以上の場合は、直近の第2時間刻み再設定後に算出した各溶融量の合計を真の溶融量として算出することを特徴とする請求項2記載の可塑化シミュレーション装置。 - バリアフライトスクリュ式の可塑化装置におけるシリンダ内の樹脂材料がソリッドベッド、メルトフィルム、およびメルトプールの何れかの状態にある3ゾーンモデルに基づいて可塑化能力を算出する可塑化シミュレーション装置が実行する可塑化シミュレーション方法であって、
前記樹脂材料の樹脂物性と前記可塑化装置の運転条件とサブフライトの構成データを有する該可塑化装置の構成データとを含むパラメータと、初期可塑化能力とを取得するステップと、
前記初期可塑化能力、前記パラメータ、質量保存の式およびエネルギー保存の式に基づいて、計算上のソリッドベッド高さと溶融量を含む物理量とを算出するとともに、該溶融量の算出において、前記計算上のソリッドベッド高さがシリンダ高さ以内にある第1状態では、第1時間刻みを用い、該計算上のソリッドベッド高さがシリンダ高さを超える第2状態では、第1時間刻みを所定の値で除した第2時間刻みを用いるステップと、
前記溶融量に基づいて、前記樹脂材料の単位時間当たりの溶融量である最大流量を算出するステップと、
前記パラメータ、前記物理量、および前記最大流量に基づき、3次元流動計算を用いて可塑化能力を算出するステップと、
を有することを特徴とする可塑化シミュレーション方法。 - バリアフライトスクリュ式の可塑化装置におけるシリンダ内の樹脂材料がソリッドベッド、メルトフィルム、およびメルトプールの何れかの状態にある3ゾーンモデルに基づいて可塑化能力を算出することをコンピュータに実行させる可塑化シミュレーションプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記樹脂材料の樹脂物性と前記可塑化装置の運転条件とサブフライトの構成データを有する該可塑化装置の構成データとを含むパラメータと、初期可塑化能力とを取得する情報取得部と、
前記初期可塑化能力、前記パラメータ、質量保存の式およびエネルギー保存の式に基づいて、計算上のソリッドベッド高さと溶融量を含む物理量とを算出するとともに、該溶融量の算出において、前記計算上のソリッドベッド高さがシリンダ高さ以内にある第1状態では、第1時間刻みを用い、該計算上のソリッドベッド高さがシリンダ高さを超える第2状態では、第1時間刻みを所定の値で除した第2時間刻みを用いる物理量算出部と、
前記溶融量に基づいて、前記樹脂材料の単位時間当たりの溶融量である最大流量を算出する最大流量算出部と、
前記パラメータ、前記物理量、および前記最大流量に基づき、3次元流動計算を用いて可塑化能力を算出する可塑化能力算出部
として機能させるための可塑化シミュレーションプログラム。
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