JP7257256B2 - INJECTION MOLDING APPARATUS AND INJECTION MOLDING METHOD - Google Patents
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Description
本発明は、金型を型締めする際における最大型締力よりも小さい任意の型締力によって平板成形品の射出成形を行うための射出成型装置及び射出成型方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an injection molding apparatus and an injection molding method for injection molding a flat plate molded product with an arbitrary mold clamping force smaller than the maximum mold clamping force when clamping a mold.
一般に、射出成形機の型締装置では、最大型締力により高圧型締めを行えば、バリ不良等の発生しない安全な型締めを行うことができる。しかし、その反面、金型に過大な型締力が付加されるため、金型の早期劣化や消費エネルギの無用な増加を招くとともに、ガス抜け不足によるウェルドマーク,焼け,黒条等のキャビティ表面の汚れや痛みの発生及びこれらに対する修復処理が必要となる。したがって、金型の必要最小限となる適正な型締力により型締めを行うことができれば、金型に付加される過大な型締力を回避でき、もって、金型の長寿命化,消費エネルギの低減,生産の中断回避等を図ることができる。 Generally, in a mold clamping device of an injection molding machine, if high-pressure mold clamping is performed with a maximum mold clamping force, mold clamping can be performed safely without causing defects such as burrs. However, on the other hand, since an excessive mold clamping force is applied to the mold, it causes early deterioration of the mold and an unnecessary increase in energy consumption. It becomes necessary to treat stains and pains on the surface, and to repair them. Therefore, if the mold can be clamped with an appropriate minimum mold clamping force, excessive clamping force applied to the mold can be avoided. It is possible to reduce production costs and avoid interruptions in production.
特許文献1にはバリ不良の発生しない必要最小限となる適正型締力を的確に設定するとともに、樹脂の充填に伴う金型の変化に係わるより広範な情報を得ることを課題とし、最大型締力(100〔%〕)から所定の大きさを順次低下させた型締力(100〔%〕,80〔%〕,70〔%〕…)により順次型締めして試し成形を行うとともに、金型の固定型を支持する固定盤及び金型の可動型を支持する可動盤の外面に付設した型位置センサにより射出工程における固定盤に対する可動盤の相対位置を検出し、少なくとも、当該型位置に所定の条件を満たす変化が生じたなら当該変化が生じたときの型締力に対して所定の大きさだけ増加させた型締力を適正型締力として設定する型締力設定方法が開示された。
しかしながら、特許文献1の型締力設定方法では形状・大きさの異なる製品を成形する際に有効であるとしても試し成形工程が存在し、同一形状で同一の大きさの製品を効率的に生産することは容易ではなく生産性が低いという問題があった。
However, even if the mold clamping force setting method of
本発明の目的は、型内圧を低く抑えると共に、高品質な平板成形品を効率的に製造できる平板成形品の射出成型装置及び射出成型方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an injection molding apparatus and an injection molding method for a flat plate molded product that can efficiently manufacture high-quality flat plate molded products while suppressing the pressure inside the mold.
すなわち、本発明の射出成型装置は、射出成形用の金型を用いて、樹脂製の平板成形品を製造する射出成型装置であって、前記金型は、前記平板成形品の形状に対応した略矩形のキャビティ面が形成されるとともに、このキャビティ面に連通する複数のゲートが設けられた固定型板を備え、前記複数のゲートは、千鳥状に配置されると共に、同時に樹脂充填を行う複数のグループに分けられ、各一のグループは共通する充填樹脂流通路に配置されてなることを特徴とする。 That is, the injection molding apparatus of the present invention is an injection molding apparatus for manufacturing a flat plate molded product made of resin using a mold for injection molding, wherein the mold corresponds to the shape of the flat plate molded product. A fixed template having a substantially rectangular cavity surface and provided with a plurality of gates communicating with the cavity surface is provided. and each group is arranged in a common filled resin flow passage.
ここで千鳥状に配置されるとは、複数のゲートの列を並列に配置した場合に、隣接する列における複数のゲートのピッチをずらした配置をいい、換言すれば、所定の列の複数のゲートを、列の延びる方向に対して直交する方向に投影した場合に、その列に隣接する複数のゲートの投影像と一致しない配置である。
これをさらに換言すれば千鳥状に配置されるとは、任意のp列目に配されたゲート、p+1列目に配置されたゲート、p+2列目に配置されたゲート、に着目した時、これら3つのゲートが直線状に配列されず、互い違いに位置する配置を言う。
Here, the term "arranged in a staggered manner" means that when a plurality of rows of gates are arranged in parallel, the pitches of the plurality of gates in adjacent rows are staggered. This is an arrangement in which when a gate is projected in a direction perpendicular to the direction in which the row extends, it does not match the projected images of the gates adjacent to the row.
In other words, "arranged in a zigzag pattern" means that when attention is paid to the gates arranged in the p-th column, the gates arranged in the p+1-th column, and the gates arranged in the p+2-th column, these This refers to an arrangement in which three gates are not arranged in a straight line but staggered.
また本発明の射出成型方法は本発明の射出成型装置を用いて行う射出成型方法であって、前記金型の一側の同時に樹脂充填を行う一のグループの複数の前記ゲートから樹脂の射出を開始して、順次前記金型の他側に向かって他のグループの複数の前記ゲートから樹脂の射出を行い、前記一のグループの複数の前記ゲートからの樹脂射出停止前に前記他のグループの複数の前記ゲートから樹脂の射出を開始し、前記他のグループの複数の前記ゲートからの樹脂の射出開始後に、前記一のグループの複数の前記ゲートからの樹脂射出を停止することを特徴とする。 Further, the injection molding method of the present invention is an injection molding method performed by using the injection molding apparatus of the present invention, in which resin is injected from a plurality of gates of one group for simultaneous resin filling on one side of the mold. Then, resin is sequentially injected from the gates of another group toward the other side of the mold, and before the injection of resin from the gates of the one group is stopped, the gates of the other group are injected. Injection of resin from the plurality of gates is started, and after injection of resin from the plurality of gates of the other group is started, injection of resin from the plurality of gates of the one group is stopped. .
さらに本発明の射出成型方法は本発明の射出成型装置を用いて行う射出成型方法であって、前記金型の略中央部の同時に樹脂充填を行う一のグループの複数の前記ゲートから樹脂の射出を開始して、その後前記中央部の同時に樹脂充填を行う一のグループの両側の一対の同時に樹脂充填を行うグループの複数の前記ゲートから樹脂の射出を開始し、前記金型の略中央部の同時に樹脂充填を行う一のグループの複数の前記ゲートからの樹脂射出停止前に前記一対の同時に樹脂充填を行うグループの複数の前記ゲートから樹脂の射出を開始し、前記一対の同時に樹脂充填を行うグループの複数の前記ゲートからの樹脂の射出開始後に、前記金型の略中央部の同時に樹脂充填を行う一のグループの複数の前記ゲートからの樹脂射出を停止することを特徴とする。 Further, the injection molding method of the present invention is an injection molding method performed by using the injection molding apparatus of the present invention, wherein resin is injected from a plurality of gates of one group, which are simultaneously filled with resin at substantially the center of the mold. is started, and then injection of resin is started from a plurality of the gates of a pair of groups on both sides of one group in which resin is filled simultaneously in the central part, Before the injection of resin from the plurality of gates of one group which is simultaneously filled with resin is stopped, the injection of resin is started from the plurality of gates of the pair of groups which are simultaneously filled with resin, and the pair of gates are simultaneously filled with resin. After starting injection of resin from the plurality of gates of the group, injection of resin from the plurality of gates of one group, which simultaneously fills the substantially central portion of the mold with resin, is stopped.
以下、図面を参照して、本発明の射出成型装置の実施形態に係る射出成形用金型及びこれを用いる樹脂製の平板成形品の製造方法について説明する。まず、本実施形態に用いられる射出成形用金型のゲート配置について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An injection mold according to an embodiment of an injection molding apparatus of the present invention and a method for manufacturing a flat plate molded article made of resin using the mold will be described below with reference to the drawings. First, the arrangement of the gates of the injection mold used in this embodiment will be described.
図1に示す本実施の形態の射出成形用金型1は、略矩形形状でその一側が台形状に形成されたキャビティ2を有し、そのキャビティ2にダイレクトゲート3がG1~G38の38点配置とされる。またダイレクトゲート3相互間のピッチは200mmとされてなる。
キャビティの深さは得られる平板成形品の厚みと略一致する。
The
The depth of the cavity substantially matches the thickness of the resulting flat plate product.
図1に示す様にダイレクトゲートG1~G38は千鳥状に配置されており、複数のゲートの列を並列に配置した場合に、隣接する列における複数のゲートのピッチをずらした配置とされている。すなわち、G1~G5の列の複数のゲートG1~G5を、列の延びる方向に対して直交する方向に投影した場合に、G1~G5の列に隣接するG6~G11の列の複数のゲートG6~G11と一致しない配置とされている。
すなわち、任意のp列目に配されたゲートG12~G16、p+1列目に配置されたゲートG17~G22、p+2列目に配置されたゲートG23~G27、に着目した時、これら3つの列のゲートG12,G17、G23が直線状に配列されず、互い違いに位置する。
As shown in FIG. 1, the direct gates G1 to G38 are arranged in a staggered manner, and when a plurality of rows of gates are arranged in parallel, the pitches of the gates in adjacent rows are shifted. . That is, when the plurality of gates G1 to G5 in the columns G1 to G5 are projected in a direction orthogonal to the direction in which the columns extend, the plurality of gates G6 in the columns G6 to G11 adjacent to the columns G1 to G5 are projected. ∼G11 are arranged inconsistently.
That is, when focusing on the gates G12 to G16 arranged in the p-th column, the gates G17 to G22 arranged in the p+1-th column, and the gates G23-G27 arranged in the p+2-th column, these three columns Gates G12, G17 and G23 are not arranged in a straight line but are staggered.
この様に千鳥状に配置することにより、図2(a)(b)に示す様に各ゲートG1~G38から射出される樹脂間のガスたまり4を最小にすることが可能となる。
By arranging them in a zigzag manner in this way, it is possible to minimize
これに対して図3(a)(b)に示すように、各ゲートG1~G38をキャビティ面の縦方向に沿った縦線Aと、横方向に沿った横線Bとからなる格子の交点部分Pの位置に設け、複数のゲートG1~G38を、キャビティ面の縦方向および横方向のそれぞれの方向に沿って、略均等な間隔で形成する場合には、各ゲートG1~G38から射出される樹脂間のガスたまり4が大きくなり樹脂の充填効率が悪い。
On the other hand, as shown in FIGS. 3(a) and 3(b), each of the gates G1 to G38 is positioned at the intersection point of a lattice formed by a vertical line A extending in the vertical direction of the cavity surface and a horizontal line B extending in the horizontal direction. In the case where a plurality of gates G1 to G38 are provided at position P and are formed at approximately equal intervals along the vertical and horizontal directions of the cavity surface, each gate G1 to G38 emits A
また本実施の形態の射出成形用金型1では、キャビティ2面に連通する複数のG1~G38のうち相互に隣接する任意の3ゲートが正三角形の頂点位置に配置される。
Further, in the
以上の本発明の実施形態に係る射出成形用金型1では、千鳥配置のダイレクトゲートG1~G38の中で相互に隣接するゲート間の距離は一のゲートから射出される樹脂流動長よりも短いものとして設定される。またその樹脂流動長はゲートからの樹脂射出圧力と射出される樹脂の粘度、温度及び成形品の板厚から解析によって算出される。
In the
またダイレクトゲートG1~G38の一部の複数のゲートの同時開口時に射出圧力が成型機型締め力を超えない様に開口するゲートを設定する。
例えば図1に示す射出成形用金型1で、G1~5を1グループ、G6~11を第2のグループとして開口し樹脂の射出を行う場合に射出圧力が成型機型締め力を超えるときには開口するゲート数を減らし、開口ゲート点数を3点としてグループ化する必要が生じる。
その様な場合には例えば、G1~3もしくはG1,2,6を第1グループとして以下、G4,5,11もしくはG3,7,8を第2グループとして開口を進めて、開口ゲートが蛇行していくようにすることもできる。この様な開口する射出ゲートの選択の自由度はダイレクトゲートG1~G38を千鳥状に配置した結果、樹脂間のガスたまり4を最小にすることができる結果として得られる利点である。
In addition, the gates to be opened are set so that the injection pressure does not exceed the mold clamping force of the molding machine when some of the direct gates G1 to G38 are opened simultaneously.
For example, in the
In such a case, for example, G1 to 3 or G1, 2, 6 are the first group, and G4, 5, 11 or G3, 7, 8 are the second group, and the opening is advanced, and the opening gate meanders. You can also make it so that it goes on. Such a degree of freedom in selection of injection gates that are open is an advantage obtained as a result of the staggered arrangement of the direct gates G1 to G38, which can minimize
尚以上に関連し、ダイレクトゲートG1~G38の一部の複数のゲートを同時開口していく場合に、バルブコントローラーで同時開口の点数の上限を設定することができる。 In relation to the above, when some of the direct gates G1 to G38 are opened simultaneously, the valve controller can set the upper limit of the number of simultaneous opening points.
次に、以上の実施形態に係る射出成形用金型を用いて、実際に樹脂製の平板成形品を製造した実施例について説明する。以下の各実施例では、使用樹脂としてPP-GF30を用い製品体積4658cm3 、製品投影面積19085cm2 の製品を製造した。解析条件設定は、樹脂温度が220℃、金型温度が50℃、射出時間が4.7秒、保圧時間が190秒、保持圧力が40MPa、冷却時間が20秒とした。ホットランナーのダイレクトゲートを用い、型締力2000tonの成形機を用いた。
[実施例1]
図4は、本実施例においてゲートG1~G38から樹脂を射出するタイミングを示す。
まず、型締力を2100tonとして射出成形用金型の型締めを行う。樹脂の充填圧力は787kg/cm2 とした。樹脂の全体の充填時間は5.2秒とし、樹脂温度を217℃とし、樹脂流の先端温度を223℃とした。必要となった射出圧力は1150kg/cm2 であった。
先ず、ゲートG34~G38を開けて、1.8秒間樹脂を射出した。次にゲートG34~G38からの樹脂射出開始後1.6秒経過時点で、ゲートG34~G38を開いた状態でゲートG28~G33を開けて、0.7秒間樹脂を射出した。その間、ゲートG34~G38からの樹脂射出開始後1.8秒経過時点でゲートG34~G38からの樹脂射出を停止した。
Next, an example will be described in which a flat plate molded product made of resin was actually manufactured using the injection mold according to the above embodiment. In each of the following examples, PP-GF30 was used as the resin to produce a product having a product volume of 4658 cm 3 and a product projected area of 19085 cm 2 . Analysis conditions were set to 220° C. resin temperature, 50° C. mold temperature, 4.7 seconds injection time, 190 seconds holding pressure time, 40 MPa holding pressure, and 20 seconds cooling time. A molding machine with a mold clamping force of 2000 tons was used using a hot runner direct gate.
[Example 1]
FIG. 4 shows timings for injecting resin from gates G1 to G38 in this embodiment.
First, the mold for injection molding is clamped with a mold clamping force of 2100 tons. The resin filling pressure was 787 kg/cm 2 . The total resin filling time was 5.2 seconds, the resin temperature was 217°C and the tip temperature of the resin stream was 223°C. The required injection pressure was 1150 kg/cm 2 .
First, the gates G34 to G38 were opened and the resin was injected for 1.8 seconds. Next, 1.6 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, gates G28 to G33 were opened with gates G34 to G38 open, and resin was injected for 0.7 seconds. During this time, the injection of resin from gates G34 to G38 was stopped 1.8 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38.
次にゲートG34~G38からの樹脂射出開始後2.1秒経過時点で、ゲートG28~G33を開いた状態でゲートG23~G27を開けて、0.7秒間樹脂を射出した。その間、ゲートG34~G38からの樹脂射出開始後2.3秒経過時点、すなわちゲートG28~G33からの樹脂射出開始後0.7秒経過時点でゲートG28~G33からの樹脂射出を停止した。 Next, 2.1 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, gates G23 to G27 were opened with gates G28 to G33 open, and resin was injected for 0.7 seconds. During this time, 2.3 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, that is, at 0.7 seconds after the start of resin injection from gates G28 to G33, resin injection from gates G28 to G33 was stopped.
次にゲートG34~G38からの樹脂射出開始後2.7秒経過時点で、ゲートG23~G27を開いた状態でゲートG17~G22を開けて、0.7秒間樹脂を射出した。その間、ゲートG34~G38からの樹脂射出開始後2.8秒経過時点、すなわちゲートG23~G27からの樹脂射出開始後0.7秒経過時点でゲートG23~G27からの樹脂射出を停止した。 Next, 2.7 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, gates G17 to G22 were opened with gates G23 to G27 open, and resin was injected for 0.7 seconds. During this time, 2.8 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, that is, at 0.7 seconds after the start of resin injection from gates G23 to G27, resin injection from gates G23 to G27 was stopped.
次にゲートG34~G38からの樹脂射出開始後3.3秒経過時点で、ゲートG17~G22を開いた状態でゲートG12~G16を開けて、0.7秒間樹脂を射出した。その間、ゲートG34~G38からの樹脂射出開始後3.4秒経過時点、すなわちゲートG17~G22からの樹脂射出開始後0.7秒経過時点でゲートG17~G22からの樹脂射出を停止した。 Next, 3.3 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, gates G12 to G16 were opened with gates G17 to G22 open, and resin was injected for 0.7 seconds. During this time, 3.4 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, that is, at 0.7 seconds after the start of resin injection from gates G17 to G22, resin injection from gates G17 to G22 was stopped.
次にゲートG34~G38からの樹脂射出開始後3.9秒経過時点で、ゲートG12~G16を開いた状態でゲートG6~G11を開けて、0.7秒間樹脂を射出した。その間、ゲートG34~G38からの樹脂射出開始後4.0秒経過時点、すなわちゲートG12~G16からの樹脂射出開始後0.7秒経過時点でゲートG12~G16からの樹脂射出を停止した。 Next, 3.9 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, gates G6 to G11 were opened with gates G12 to G16 open, and resin was injected for 0.7 seconds. During this time, 4.0 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, that is, at 0.7 seconds after the start of resin injection from gates G12 to G16, resin injection from gates G12 to G16 was stopped.
次にゲートG34~G38からの樹脂射出開始後4.5秒経過時点で、ゲートG6~G11を開いた状態でゲートG1~G5を開けて、樹脂を射出した。その間、ゲートG34~G38からの樹脂射出開始後4.6秒経過時点、すなわちゲートG6~G11からの樹脂射出開始後0.7秒経過時点でゲートG6~G11からの樹脂射出を停止した。 Next, 4.5 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, gates G1 to G5 were opened with gates G6 to G11 open, and resin was injected. During this time, 4.6 seconds after the start of resin injection from gates G34 to G38, that is, 0.7 seconds after the start of resin injection from gates G6 to G11, resin injection from gates G6 to G11 was stopped.
以上の実施例では、図1上向かって右側のゲートG34~G38から樹脂射出を開始し、このゲートG34~G38を第1射出ゲート列として、これに近い順に第2ゲート列として、このゲート列の順に樹脂射出のタイミングをずらして樹脂射出を行った。しかも複数のゲートを千鳥状に配置したので、キャビティ内の空気溜りを最小にして、空気溜りによる焼け等の外観不良が生じるのを防止できる。このため、高品質な平板成形品を製造できる。また、このように複数のゲートを千鳥状にかつ均等に配置したので、キャビティ内において、部分的に圧力が上昇することがなく、型内圧を低く抑えることができる。従って、型内圧を低く抑えて、高品質な平板成形品を効率的に製造することができた。 In the above embodiment, resin injection is started from gates G34 to G38 on the right side in FIG. The timing of resin injection was shifted in the order of , and the resin was injected. Moreover, since the plurality of gates are arranged in a zigzag pattern, the amount of air trapped in the cavity can be minimized, thereby preventing appearance defects such as burning caused by the air trapped. Therefore, it is possible to manufacture a high-quality flat plate molded product. In addition, since the plurality of gates are staggered and evenly arranged in this way, the pressure inside the mold can be suppressed to a low level without a partial increase in pressure in the cavity. Therefore, it was possible to suppress the pressure inside the mold to a low level and efficiently manufacture a high-quality flat plate product.
また、本実施例によれば、キャビティ面10において、複数のゲートを千鳥状にかつ均等に配置したので、キャビティ内のどの位置でも型内圧が略同程度になる。このため、型内圧を低く抑えることができることから、型締力の小さい型締装置を用いることができ、省スペース化を図ることができる。 Further, according to this embodiment, since the plurality of gates are arranged in a zigzag pattern and evenly on the cavity surface 10, the pressure inside the mold is approximately the same at any position in the cavity. Therefore, since the pressure inside the mold can be kept low, a mold clamping device with a small mold clamping force can be used, and space can be saved.
また、図1上向かって右側のゲートG34~G38から樹脂射出を開始し、このゲートG34~G38を第1射出ゲート列として、これに近い順に第2ゲート列として、このゲート列の順に樹脂射出のタイミングをずらして一側から他側の一方向に向けて樹脂射出を行ったので、キャビティ内に空気溜りが生じることがない。このため、得られる平板成形品に、空気溜りによって生じる焼け等の外観不良が生じないため、高品質な平板成形品を効率的に製造できる。 In addition, resin injection is started from gates G34 to G38 on the right side in FIG. Since the resin is injected in one direction from one side to the other side with the timing of . As a result, the resulting flat plate molded product does not have appearance defects such as burning caused by air pockets, so that a high quality flat plate molded product can be efficiently manufactured.
図5~図8は実施例1に於ける樹脂充填過程の射出成形用金型1の解析結果を示す。
図5は射出成形用金型1のウエルドライン5を示す。第1列のゲートG34~G38を開き樹脂を充填することで、第1列のゲート間には溶融樹脂が合流する部分にウエルド5が発生する。第1列で発生したウエルド5とゲート位置との間に樹脂が充填されるまでに千鳥状に配列した第2列のゲートG28~G33に樹脂が到達する。このタイミングで第2列のゲートG28~G33を開くことにより、第2列のゲートG28~G33の間にはウエルドが生じない解析結果が得られた。さらに第2列のゲートG28~G33から充填される樹脂が、第3列のゲートG23~G27の位置まで到達した時に、第3列のゲートG23~G27を開くことで第2列と同様に第3列のゲートG23~G27間においてもウエルドが生じない。以後、これを繰り返すことによって、金型1内に樹脂を充填させる。
この様に千鳥状に配置したゲートG1~G38から射出されキャビティに充填される樹脂は任意の単一のゲートに着目した場合には、そのゲートを中心として同心円状にキャビティ内に射出される。その結果、キャビティに充填される樹脂はゲートG1~G38のそれぞれを中心とする円弧を描くように流れることがわかっている。また、相互に隣接するゲート間の距離は一のゲートから射出される樹脂流動長よりも短く、ほぼ一致する様にゲートG1~G38は配列されているために、樹脂の充填速度を充填の途中で変更しないという条件下で、ゲートを開く時間の制御のみで容易に成形条件を設定することが可能である。
5 to 8 show analysis results of the injection molding die 1 during the resin filling process in Example 1. FIG.
FIG. 5 shows the
When focusing on an arbitrary single gate, the resin injected from the gates G1 to G38 arranged in a staggered manner and filled into the cavity is injected into the cavity concentrically with that gate as the center. As a result, it is known that the resin filling the cavity flows in an arc around each of the gates G1 to G38. In addition, the distance between adjacent gates is shorter than the flow length of the resin injected from one gate, and since the gates G1 to G38 are arranged so as to be almost the same, the resin filling speed is It is possible to easily set the molding conditions only by controlling the time to open the gate under the condition that the conditions are not changed in .
図6はV/P切替時の圧力分布を示す。第1列のゲートG34~G38から順に最終列のゲート群までのゲートを開くことにより金型1内に樹脂が充填される。各ゲートを開くタイミングでの解析で求められる金型1内の樹脂圧力と、同時に樹脂が射出されるゲート群からの射出樹脂の流動面積の投影面積積分値を用いて、型締め力を解析によって算出することができる。この解析で算出される型締め力を確認しながら射出成形機の能力を超えないように、金型設計上のゲート間距離や開くゲート点数を決定する。ここでは、型締め力の最大値である2100tonを超えないように設定した。最後にVP切り替え圧力を確認する事で、最終列の各ゲートから出てくる樹脂の流動末端が製品の端末にほぼ同時に到達することを確認した。
FIG. 6 shows the pressure distribution during V/P switching. The
図7は充填時間5.184秒時点の射出成形用金型1の圧力分布を示す。図7は金型内の各場所に樹脂が到達する時間を示し、樹脂を完全に充填するまでの樹脂の流れのパターンが確認できる。5.184秒で充填が完了し成形品の片側から順に樹脂が流れていったことが確認できる。
FIG. 7 shows the pressure distribution of the
図8は充填樹脂先端部の温度を示す。樹脂の流れのパターンを確認すると、第p+1列のゲートを開く直前のタイミングでは、第p+1列のゲート部分の樹脂圧力は低い。ランナー内の樹脂溶融体は連結した連続流路にあるためそれまで樹脂が流れていた第p列のゲート部分のランナー内の樹脂圧力は第p+1列のゲートを開くと低下する。この結果、第p列のゲートからの樹脂の流量は低下する。そのように樹脂の流量が低下すると、それまでの流動先端の部分の流速が下がり急激にその部分の樹脂温度が下がる。そのように樹脂温度が下がった場合、樹脂の流動性が低下することから各ゲートを中心とする円弧状の充填ができなくなり、また、僅かにガスだまりやウエルドが発生した場合に充填不良や成形品の強度不良が起こる。そこで、流動先端がその流速が下がる場所に来たときに当該樹脂が流動性を持って流動できるように一定以上の温度であることを確保する必要がある。ここでは該樹脂が流動性を持って流動できる200℃以上であることを確認した。 FIG. 8 shows the temperature at the tip of the filled resin. When checking the resin flow pattern, the resin pressure at the gate portion of the p+1th row is low at the timing immediately before the gate of the p+1th row is opened. Since the melted resin in the runner is in a connected continuous channel, the resin pressure in the runner at the gate portion of the p-th row, through which the resin has flowed until then, decreases when the gate of the p+1-th row is opened. As a result, the flow rate of resin from the pth row gate is reduced. When the flow rate of the resin decreases in this manner, the flow velocity at the tip of the flow until then decreases, and the resin temperature at that portion rapidly decreases. When the resin temperature drops like that, the fluidity of the resin decreases, making it impossible to fill in an arc around each gate. Product strength failure occurs. Therefore, it is necessary to ensure that the temperature is above a certain level so that the resin can flow with fluidity when the flow tip reaches a place where the flow velocity decreases. Here, it was confirmed that the resin has fluidity and can flow at 200°C or higher.
[実施例2]
次に、本発明の樹脂製の平板成形品の製造方法の他の実施例について説明する。
実施例1と同様に図示しない型締装置を用いて、型締力を2800tonとして射出成形用金型の型締めを行った。樹脂の充填圧力は688kg/cm2 とした。樹脂の全体の充填時間は6.2秒として、樹脂温度を186℃とし、樹脂流の先端温度を221℃とした。必要となった射出圧力は1000kg/cm2 であった。
[Example 2]
Next, another embodiment of the method for manufacturing a flat plate molded article made of resin according to the present invention will be described.
The mold for injection molding was clamped with a mold clamping force of 2800 tons using a mold clamping device (not shown) in the same manner as in Example 1. The resin filling pressure was 688 kg/cm 2 . The total resin fill time was 6.2 seconds, the resin temperature was 186°C, and the tip temperature of the resin stream was 221°C. The required injection pressure was 1000 kg/cm 2 .
図9は、本実施例においてゲートG1~G38から樹脂を射出するタイミングを示す。 先ず、金型の略中央部のゲートG17~G22を開けて、1.8秒間樹脂を射出した。
次にゲートG17~G22からの樹脂射出開始後1.7秒経過時点で、ゲートG17~G22を開いた状態でゲートG17~G22の両側の一対の同時に樹脂充填を行うグループであるゲートG12~G16及びゲートG23~G27を開けて、1.3秒間樹脂を射出した。その間、ゲートG17~G22からの樹脂射出開始後1.8秒経過時点でゲートG17~G22からの樹脂射出を停止した。
FIG. 9 shows timings for injecting resin from gates G1 to G38 in this embodiment. First, gates G17 to G22 in the approximate center of the mold were opened to inject resin for 1.8 seconds.
Next, 1.7 seconds after the start of resin injection from the gates G17 to G22, the gates G12 to G16, which are a pair of gates G17 to G22 on both sides of the gates G17 to G22, are simultaneously filled with resin while the gates G17 to G22 are open. Then, the gates G23 to G27 were opened and the resin was injected for 1.3 seconds. During this time, the injection of resin from gates G17 to G22 was stopped 1.8 seconds after the start of resin injection from gates G17 to G22.
次にゲートG17~G22からの樹脂射出開始後2.9秒経過時点で、ゲートG12~G16及びゲートG23~G27を開いた状態でゲートG6~G11及びゲートG28~G33を開けて、1.1秒間樹脂を射出した。その間、ゲートG17~G22からの樹脂射出開始後3.0秒経過時点、すなわちゲートG12~G16及びゲートG23~G27からの樹脂射出開始後1.3秒経過時点でゲートG12~G16及びゲートG23~G27からの樹脂射出を停止した。 Next, 2.9 seconds after the start of resin injection from gates G17 to G22, gates G12 to G16 and gates G23 to G27 are opened, gates G6 to G11 and gates G28 to G33 are opened, and 1.1 The resin was injected for seconds. During this time, 3.0 seconds after the start of resin injection from gates G17 to G22, that is, at the time of 1.3 seconds after the start of resin injection from gates G12 to G16 and gates G23 to G27, gates G12 to G16 and gates G23 to Resin injection from G27 was stopped.
次にゲートG17~G22からの樹脂射出開始後3.9秒経過時点で、ゲートG6~G11及びゲートG28~G33を開いた状態でゲートG1~G5及びゲートG34~G8を開けて、樹脂を射出した。その間、ゲートG17~G22からの樹脂射出開始後4.0秒経過時点、すなわちゲートG6~G11及びゲートG28~G33からの樹脂射出開始後1.1秒経過時点でゲートG6~G11及びゲートG28~G33からの樹脂射出を停止した。 Next, 3.9 seconds after the start of resin injection from gates G17 to G22, open gates G1 to G5 and gates G34 to G8 with gates G6 to G11 and gates G28 to G33 open to inject resin. bottom. During that time, 4.0 seconds after the start of resin injection from gates G17 to G22, that is, at 1.1 seconds after the start of resin injection from gates G6 to G11 and gates G28 to G33, gates G6 to G11 and gates G28 to Resin injection from G33 was stopped.
本実施例2において用いる射出成形用金型は、上述の実施例1と同様に、固定型板と可動型板とを備え、固定型板と可動型板との空隙によりキャビティ2が形成されており、キャビティ2の深さは、得られる平板成形品の厚みと略一致している。
The injection mold used in Example 2 includes a fixed mold plate and a movable mold plate in the same manner as in Example 1 described above, and a
図10~図13は実施例2に於ける樹脂充填過程の射出成形用金型1の解析結果を示す。
図10は射出成形用金型1のウエルドライン6を示す。金型の略中央部のゲートG17~G22を第1列として、ゲートG17~G22を開き樹脂を充填することで、第1列のゲート間には溶融樹脂が合流する部分にウエルド6が発生する。第1列で発生したウエルド6とゲート位置との間に樹脂が充填されるまでに千鳥状に配列した一対の第2列のゲートG12~G16及びゲートG23~G27に樹脂が到達する。このタイミングで各第2列のゲートG12~G16及びゲートG23~G27を開くことにより、各第2列のゲートG12~G16及びゲートG23~G27の間にはウエルドが生じない解析結果が得られた。さらに第2列のゲートG12~G16及びゲートG23~G27から充填される樹脂が、一対の第3列のゲートG6~G11及びゲートG28~G33の位置まで到達した時に、各第3列のゲートG6~G11及びゲートG28~G33を開くことで第2列と同様に第3列のゲートG6~G11及びゲートG28~G33間においてもウエルドが生じない。以後、これを繰り返すことによって、金型1内に樹脂を充填させる。
この様に千鳥状に配置したゲートG1~G38は、充填中の樹脂が当該ゲートG1~G38のそれぞれを中心とする円弧を描くように流れるため、また、相互に隣接するゲート間の距離は一のゲートから射出される樹脂流動長よりも短く、ほぼ一致する様にゲートG1~G38は配列されているために、樹脂の充填速度を充填の途中で変更しないという条件下で、ゲートを開く時間の制御のみで容易に成形条件を設定することが可能である。また、第1ゲート群のゲートG17~G22間にはウエルドが発生するが、同一ゲート配置であっても、正三角形の頂点のゲートを基準に流動解析を用いてゲート位置の微調整を行うことによって、外観や製品強度の必要な部分のウエルドを避けることが、成形条件の変更で容易に行うことが可能である。
10 to 13 show analysis results of the injection molding die 1 during the resin filling process in Example 2. FIG.
FIG. 10 shows the
The gates G1 to G38 arranged in a zigzag manner in this manner allow the resin being filled to flow in an arc centering on each of the gates G1 to G38. Since the gates G1 to G38 are arranged so that the flow length of the resin injected from the gate is shorter than the flow length of the resin injected from the gate of , and the gates G1 to G38 are arranged so that the resin filling speed is not changed during filling, the gate opening time It is possible to easily set molding conditions only by controlling . In addition, a weld occurs between the gates G17 to G22 of the first gate group, but even if the gates are the same, fine adjustment of the gate position should be performed using flow analysis based on the gate at the vertex of the equilateral triangle. Therefore, it is possible to easily avoid welds in areas where appearance and product strength are required by changing the molding conditions.
図11はV/P切替時の圧力分布を示す。第1列のゲートG17~G22から順に最終列のゲート群までのゲートを開くことにより金型1内に樹脂が充填される。各ゲートを開くタイミングでの解析で求められる金型1内の樹脂圧力と、同時に樹脂が射出されるゲート群からの射出樹脂の流動面積の投影面積積分値を用いて、型締め力を解析によって算出することができる。この解析で算出される型締め力を確認しながら射出成形機の能力を超えないように、金型設計上のゲート間距離や開くゲート点数を決定する。ここでは、型締め力の最大値である2100tonを超えないように設定した。最後にVP切り替え圧力を確認する事で、最終列の各ゲートから出てくる樹脂の流動末端が製品の端末にほぼ同時に到達することを確認した。これらの充填途中の圧力分布を確認して、必要に応じて充填途中の型締め力が所定の成形機の制限を超えないように各ゲート位置を解析結果を用いて調整する。
FIG. 11 shows the pressure distribution during V/P switching. The
図12は充填時間6.180秒時点の射出成形用金型1の圧力分布を示す。図12は金型内の各場所に樹脂が到達する時間を示しており、樹脂を完全に充填するまでの樹脂の流れのパターンが確認できる。6.180秒で充填が完了し成形品の中央部から両側に向けて順に樹脂が流れていったことが確認できる。
FIG. 12 shows the pressure distribution of the
図13は充填樹脂先端部の温度を示す。樹脂の流れのパターンを確認すると、第p+1列のゲートを開く直前のタイミングでは、第p+1列のゲート部分の圧力は低く、樹脂溶融体は連結した連続流路にあるためそれまで樹脂が流れていた第p列のゲート部分の樹脂圧力は低下する。この結果、第p列のゲートからの樹脂の流量は低下する。そのように樹脂の流量が低下すると、それまでの流動先端の部分の流速が下がり急激にその部分の樹脂温度が下がる。そのように樹脂温度が下がった場合、樹脂の流動性が低下することから各ゲートを中心とする円弧状の充填ができなくなり、また、僅かにガスだまりやウエルドが発生した場合に充填不良や成形品の強度不良が起こる。そこで、流動先端がその流速が下がる場所に来たときに当該樹脂が流動性を持って流動できるように一定以上の温度であることを確保する必要がある。ここでは該樹脂が流動性を持って流動できる200℃以上であることを確認した。
実施例2では、製品中央にウエルドラインを移動させると型締め力が増え、樹脂が金型に充填する時間は増加するが、ゲート位置を変更せずにウエルド位置を変えた製品を得ること可能である。
一方、実施例2の場合において、実施例1のゲート位置の解析結果を用いてゲート位置やゲート群を調整して成形することも可能である。
FIG. 13 shows the temperature at the tip of the filled resin. Checking the flow pattern of the resin, just before opening the p+1-th row gate, the pressure at the p+1-th row gate is low, and the resin melt is in the connected continuous flow path, so the resin does not flow until then. In addition, the resin pressure at the gate portion of the p-th row is lowered. As a result, the flow rate of resin from the pth row gate is reduced. When the flow rate of the resin decreases in this manner, the flow velocity at the tip of the flow until then decreases, and the resin temperature at that portion rapidly decreases. When the resin temperature drops like that, the fluidity of the resin decreases, making it impossible to fill in an arc around each gate. Product strength failure occurs. Therefore, it is necessary to ensure that the temperature is above a certain level so that the resin can flow with fluidity when the flow tip reaches a place where the flow velocity decreases. Here, it was confirmed that the resin has fluidity and can flow at 200°C or higher.
In Example 2, moving the weld line to the center of the product increases the mold clamping force and increases the time it takes for the resin to fill the mold, but it is possible to obtain a product with a different weld position without changing the gate position. is.
On the other hand, in the case of the second embodiment, it is also possible to shape by adjusting the gate positions and gate groups using the gate position analysis results of the first embodiment.
以下に以上の各実施例についての解析結果について説明する。
実施例1は右側から充填している。実施例2は中央から充填している。
充填圧力は、実施例2で12%低くすることができた。
型締力は実施例1が25%低くすることができた。
実施例2の開き方では中央から2番目のゲートで短手方向への流動長が長く、ゲートを開いている時間が長くなり、型締力が上昇する。
一方、反りは、外周の変形量は、実施例1が小さくなった。
断面の変形量は実施例2が小さくなった。
以上の各実施例の結果、ゲート点数を増やした方が、変形量は小さくなると言える。また長手方向に流すと断面で変形量が大きくなる。
Analysis results for each of the above examples will be described below.
Example 1 is filled from the right side. Example 2 is filled from the center.
The filling pressure could be lowered by 12% in Example 2.
The mold clamping force was able to be lowered by 25% in Example 1.
In the opening method of Example 2, the flow length in the lateral direction is long at the second gate from the center, and the gate is open for a long time, increasing the mold clamping force.
On the other hand, as for the warp, the amount of deformation of the outer periphery was small in Example 1.
The amount of cross-sectional deformation was smaller in Example 2.
As a result of each of the above examples, it can be said that the amount of deformation becomes smaller as the number of gates is increased. In addition, if it is flowed in the longitudinal direction, the amount of deformation in the cross section increases.
本発明の平板成形品の製造方法は、金型を用いた平板成形品の製造に好適であり、平板成形品の製造に応用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The method for manufacturing a flat plate molded product of the present invention is suitable for manufacturing a flat plate molded product using a mold, and can be applied to manufacturing a flat plate molded product.
1・・・射出成形用金型、2・・・キャビティ、3・・・ダイレクトゲート(G1~G38)、4・・・ガスたまり、5,6・・・ウエルドライン。 1... Injection mold, 2... Cavity, 3... Direct gate (G1 to G38), 4... Gas pool, 5, 6... Weld line.
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