JPH01123719A - 溶融材料の金型成形における流動解析の評価方法 - Google Patents
溶融材料の金型成形における流動解析の評価方法Info
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- JPH01123719A JPH01123719A JP28089187A JP28089187A JPH01123719A JP H01123719 A JPH01123719 A JP H01123719A JP 28089187 A JP28089187 A JP 28089187A JP 28089187 A JP28089187 A JP 28089187A JP H01123719 A JPH01123719 A JP H01123719A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、樹脂等の溶融材料を金型成形するに際し、
高品質の成形品を得るための溶融材料の最適成形条件を
評価判定する方法に係り、特に所要の溶融材料による充
填速度の時間的変化の状態を表示して充填速度の適否を
判定並びに評価する方法に関する。
高品質の成形品を得るための溶融材料の最適成形条件を
評価判定する方法に係り、特に所要の溶融材料による充
填速度の時間的変化の状態を表示して充填速度の適否を
判定並びに評価する方法に関する。
従来、樹脂材料による射出成形において金型内の樹脂流
動解析（シミュレーション）を行う場合、第３図に示す
ように、成形品の形状モデルを微小要素に分割して、有
限要素法、境界要素法、差分法、ＦＡＮ法等の数値解析
法を用いて、流体の運動方程式、連続の式およびエネル
ギーの式などを演算する方法が一般に利用されている。
動解析（シミュレーション）を行う場合、第３図に示す
ように、成形品の形状モデルを微小要素に分割して、有
限要素法、境界要素法、差分法、ＦＡＮ法等の数値解析
法を用いて、流体の運動方程式、連続の式およびエネル
ギーの式などを演算する方法が一般に利用されている。
このような金型内での樹脂流動解析方法では、使用する
樹脂の選択と、成形機の運転条件とし２て樹脂温度、金
型温度、充填速度を入力して演算することにより、樹脂
の充填の進行状況（時間）を示す充填パターン（第４図
参照）、温度分布（第５図参照）、圧力分布（第６図参
照）等がそれぞれ所要の計算によって求められる。
樹脂の選択と、成形機の運転条件とし２て樹脂温度、金
型温度、充填速度を入力して演算することにより、樹脂
の充填の進行状況（時間）を示す充填パターン（第４図
参照）、温度分布（第５図参照）、圧力分布（第６図参
照）等がそれぞれ所要の計算によって求められる。
しかしながら、前述した従来の樹脂流動解析方法では、
入力条件が適正であったかどうか、さらにもっと適正な
入力条件はないのか、あるいは幾つかの入力条件のうち
どの条件が最良か等を判定する手段が知られておらず、
従って演算結果の適否の判定は解析結果と実際の成形と
の対比を繰返すことにより得られた経験的ノウハウに頼
らざるを得なかった。
入力条件が適正であったかどうか、さらにもっと適正な
入力条件はないのか、あるいは幾つかの入力条件のうち
どの条件が最良か等を判定する手段が知られておらず、
従って演算結果の適否の判定は解析結果と実際の成形と
の対比を繰返すことにより得られた経験的ノウハウに頼
らざるを得なかった。
このように、従来の金型内での樹脂流動解析方法は、使
用する樹脂に対して経験的に得られている樹脂温度、金
型温度、充填速度等を入力して、成形品の形状（製品肉
厚、ゲートの位置や個数、ランナの寸法等）の適否を判
定することを主な目的として使用され、成形条件の適否
の評価については試みられていない。
用する樹脂に対して経験的に得られている樹脂温度、金
型温度、充填速度等を入力して、成形品の形状（製品肉
厚、ゲートの位置や個数、ランナの寸法等）の適否を判
定することを主な目的として使用され、成形条件の適否
の評価については試みられていない。
しかるに、このような金型内での樹脂流動解析方法は、
樹脂成形品の設計が完成した段階で、金型を製作する前
にプログラム上での演算により成形の可否、難易を判定
し、その成形品を生産するために要求される条件を求め
ることを目的とするものであり、金型形状に関する適否
（製品肉厚、ゲートの位置や個数、ゲートやランナ寸法
等）を判定するだけでなく、適正成形条件範囲や最適成
形条件の算出を行い、最終的には成形機の運転条件を全
て決定することが望まれている。
樹脂成形品の設計が完成した段階で、金型を製作する前
にプログラム上での演算により成形の可否、難易を判定
し、その成形品を生産するために要求される条件を求め
ることを目的とするものであり、金型形状に関する適否
（製品肉厚、ゲートの位置や個数、ゲートやランナ寸法
等）を判定するだけでなく、適正成形条件範囲や最適成
形条件の算出を行い、最終的には成形機の運転条件を全
て決定することが望まれている。
従って、本発明の目的は、所要の成形金型に対する溶融
材料の流動解析のため、従来め金型充填パターンの等時
間線図を応用して金型に充填される溶融材料の平均充填
速度を求めることによって、充填中の速度の変動状態を
表示して先議速度入力の適否を評価判定する溶融材料の
金型成形における流動解析の評価方法を提供するにある
。
材料の流動解析のため、従来め金型充填パターンの等時
間線図を応用して金型に充填される溶融材料の平均充填
速度を求めることによって、充填中の速度の変動状態を
表示して先議速度入力の適否を評価判定する溶融材料の
金型成形における流動解析の評価方法を提供するにある
。
本発明に係る溶融材料の金型成形における流動解析の評
価方法は、 成形品形状モデルを微小要素に分割し、有限要素法、境
界要素法、差分法、ＦＡＮ法等を含む数値解析法を使用
して金型内の溶融材料の流動解析を行うシステムにおい
て、 金型内への溶融材料の充填工程における全所要時間を任
意の数に分割し、各時間における充填進行状況を等時間
線図として表わし、隣接する等時間線によって囲まれる
部分の面積と、当該等時間線の全長の平均値とからそれ
ぞれ隣接する等時間線間の平均距離を求めると共に各平
均距離からそれぞれ平均充填速度を演算し、 これらの平均充填速度の全充填時間に亘る変動状態をデ
ィスプレイ装置にグラフィック表示して適正な均等充填
を行うための充填速度の評価判定を行うことを特徴とす
る。
価方法は、 成形品形状モデルを微小要素に分割し、有限要素法、境
界要素法、差分法、ＦＡＮ法等を含む数値解析法を使用
して金型内の溶融材料の流動解析を行うシステムにおい
て、 金型内への溶融材料の充填工程における全所要時間を任
意の数に分割し、各時間における充填進行状況を等時間
線図として表わし、隣接する等時間線によって囲まれる
部分の面積と、当該等時間線の全長の平均値とからそれ
ぞれ隣接する等時間線間の平均距離を求めると共に各平
均距離からそれぞれ平均充填速度を演算し、 これらの平均充填速度の全充填時間に亘る変動状態をデ
ィスプレイ装置にグラフィック表示して適正な均等充填
を行うための充填速度の評価判定を行うことを特徴とす
る。
前記の流動解析の評価方法において、隣接する等時間線
間の平均充填速度から全充填時間に亘る各平均充填速度
の変動状態を表示すると共に充填速度の設定入力プロフ
ァイルを同一時間軸に同時に表示するようにすれば好適
である。
間の平均充填速度から全充填時間に亘る各平均充填速度
の変動状態を表示すると共に充填速度の設定入力プロフ
ァイルを同一時間軸に同時に表示するようにすれば好適
である。
本発明に係る溶融材料の金型成形における流動解析の評
価方法によれば、金型内への溶融材料の充填進行状況を
表わす等時間線図を利用し、隣接する等時間線間の平均
距離から平均充填速度をそれぞれ求めて、これらを全充
填時間に亘る各平均充填速度の変動状態として表示する
ことにより、適正な均等充填を行うための充垣速度の評
価判定を容易に行うことができる。従って、この場合、
隣接する等時間線間の各平均充填速度の変動状態から高
速度であれば低速となるように、また低速度であれば高
速となるように、それぞれ充填速度の設定入力プロファ
イルを決定することができ、これにより適正な均等充填
を達成することができる。
価方法によれば、金型内への溶融材料の充填進行状況を
表わす等時間線図を利用し、隣接する等時間線間の平均
距離から平均充填速度をそれぞれ求めて、これらを全充
填時間に亘る各平均充填速度の変動状態として表示する
ことにより、適正な均等充填を行うための充垣速度の評
価判定を容易に行うことができる。従って、この場合、
隣接する等時間線間の各平均充填速度の変動状態から高
速度であれば低速となるように、また低速度であれば高
速となるように、それぞれ充填速度の設定入力プロファ
イルを決定することができ、これにより適正な均等充填
を達成することができる。
次に、本発明に係る溶融材料の金型成形における流動解
析の評価方法の実施例につき、添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
析の評価方法の実施例につき、添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。
本発明において、所定の成形品の形状モデルについて金
型・内の樹脂流動解析を行う手順は、従来のシミュレー
ション法と同じである。すなわち、第３図に示すように
、金型内の樹脂流動解析を行うため、成形品の形状モデ
ルの要素分割を行い゛（図示例では三角形要素を用いて
いるが、四角形要素を用いる場合もある）、有限要素法
を適用する。この成形品の形状モデルに対し、ゲートの
位置と個数を設定し、必要に応じてランチを設けること
により流動解析のための金型側形状の設定を完了する。
型・内の樹脂流動解析を行う手順は、従来のシミュレー
ション法と同じである。すなわち、第３図に示すように
、金型内の樹脂流動解析を行うため、成形品の形状モデ
ルの要素分割を行い゛（図示例では三角形要素を用いて
いるが、四角形要素を用いる場合もある）、有限要素法
を適用する。この成形品の形状モデルに対し、ゲートの
位置と個数を設定し、必要に応じてランチを設けること
により流動解析のための金型側形状の設定を完了する。
ここで、使用する樹脂を選定して樹脂物性データを入力
した後、樹脂温度、金型温度、充填速度等の入力条件を
入力して、金型に充填される樹脂の進行状況を示す充填
パターンすなわち等時間線図（第４図参照）の解析に移
行する。ここまでの手順は、従来の金型内の樹脂流動解
析と同様である。
した後、樹脂温度、金型温度、充填速度等の入力条件を
入力して、金型に充填される樹脂の進行状況を示す充填
パターンすなわち等時間線図（第４図参照）の解析に移
行する。ここまでの手順は、従来の金型内の樹脂流動解
析と同様である。
そこで、本実施例においては、前述した第３図に示す成
形品形状モデルの要素分割表示図と、第４図に示す充填
パターンとしての等時間線図とを重ね合せることにより
、第１図に示すような充填パターン図を得ることができ
る。第１図において、特性線ｔ、〜ｔｔｓは充填の順序
を示す等時間線図を表わしている。従って、これら各等
時間線ｔ、〜ｔ１９の間隔が均等であれば、全体的に充
填速度が変動少なく金型へ樹脂の充填を行うことができ
る。この充填時間の変動を数値で表示するには、隣接す
る２つの等時間線の間隔の平均値すなわち平均距離を求
めることにより達成することができる。
形品形状モデルの要素分割表示図と、第４図に示す充填
パターンとしての等時間線図とを重ね合せることにより
、第１図に示すような充填パターン図を得ることができ
る。第１図において、特性線ｔ、〜ｔｔｓは充填の順序
を示す等時間線図を表わしている。従って、これら各等
時間線ｔ、〜ｔ１９の間隔が均等であれば、全体的に充
填速度が変動少なく金型へ樹脂の充填を行うことができ
る。この充填時間の変動を数値で表示するには、隣接す
る２つの等時間線の間隔の平均値すなわち平均距離を求
めることにより達成することができる。
例えば、隣接する任意の等時間線Ｌｎ （−Ｌ ２
） ＋Ｌｎ＋＋ （−＊ ｓ ）によって囲まれる部
分の面積Ｓｎ （＝Ｓｓ）と、各等時間線ｔｎ ｌ
ｊｆｉ＋１ の全長の平均値Ｔｎ （＝ ｔｎ ＋
ｔｙ＋＋＋ ／ ２）とを演算する。従って、これら
の演算値ＳｈとＴｎとから、Ｓ、／Ｔ、を求めることに
よ・す、等時間線ｔ７ とｔ７ヤ１間の平均距離を算
出することができる。そこで、このようにして得られた
平均距離をｔｎ とｔｎ＋ｌ 間の時間で割算すると
、この間の平均充填速度ｖ７ を求めることができる。
） ＋Ｌｎ＋＋ （−＊ ｓ ）によって囲まれる部
分の面積Ｓｎ （＝Ｓｓ）と、各等時間線ｔｎ ｌ
ｊｆｉ＋１ の全長の平均値Ｔｎ （＝ ｔｎ ＋
ｔｙ＋＋＋ ／ ２）とを演算する。従って、これら
の演算値ＳｈとＴｎとから、Ｓ、／Ｔ、を求めることに
よ・す、等時間線ｔ７ とｔ７ヤ１間の平均距離を算
出することができる。そこで、このようにして得られた
平均距離をｔｎ とｔｎ＋ｌ 間の時間で割算すると
、この間の平均充填速度ｖ７ を求めることができる。
このようにして、第１図に示す特性線図のｔ、〜ｔ１９
までのそれぞれ平均充填速度Ｖ。
までのそれぞれ平均充填速度Ｖ。
〜ｖｔｓを求めることができる。この時の充填速度の設
定入力プロファイルはＶＩ であり、ＶＩに対する各
等時間線間の平均充填速度Ｖ、〜ｖｓｓの変動状態を示
せば、第２図に示すようになる。
定入力プロファイルはＶＩ であり、ＶＩに対する各
等時間線間の平均充填速度Ｖ、〜ｖｓｓの変動状態を示
せば、第２図に示すようになる。
第２図から朗らかなように、本実施例によれば、全充填
工程をＶｌ で示す一定速度の設定入力により、充填
した場合における速度の変動状態を示したものであり、
等時間分割点９〜１７の間において実充填速度が低下し
ていることが示されている。従って、第２図に示す特性
線図から、第２図に破線で示すように、特に前記等時間
分割点９〜１７の間の充填速度を増大させるようプログ
ラムした充填速度特性ＶＩＩ とすることにより、均
等な充填を行うことが可能となる。
工程をＶｌ で示す一定速度の設定入力により、充填
した場合における速度の変動状態を示したものであり、
等時間分割点９〜１７の間において実充填速度が低下し
ていることが示されている。従って、第２図に示す特性
線図から、第２図に破線で示すように、特に前記等時間
分割点９〜１７の間の充填速度を増大させるようプログ
ラムした充填速度特性ＶＩＩ とすることにより、均
等な充填を行うことが可能となる。
従って、本発明によれば、第２図に示す特性線図を液晶
、ＣＲＴ、プラズマ、ＥＬなどのディスプレイ装置にグ
ラフィック表示することにより、全平均充填速度ｖ１
に対する各等時間線毎の変動状態を容易に評価判定する
ことができると共に、これに基づいて均等充填を行うた
めの適正なプログラム充填速度Ｖｌ の設定を簡便に実
現することができる。
、ＣＲＴ、プラズマ、ＥＬなどのディスプレイ装置にグ
ラフィック表示することにより、全平均充填速度ｖ１
に対する各等時間線毎の変動状態を容易に評価判定する
ことができると共に、これに基づいて均等充填を行うた
めの適正なプログラム充填速度Ｖｌ の設定を簡便に実
現することができる。
前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
所要の形状モデルからなる金型内へ溶融樹脂を充填する
場合の流動解析に際し、その充填パターンを示す等時間
線図に基づいて隣接する等時間線間の平均充填速度を求
めると共に全充填時間に亘る充填速度の変動状態を求め
ることができ、これにより充填パターンの適否を容易Ｃ
ご評価判定する゛ことができる。そして、このような隣
接する等時間線間の平均充填速度の変動状態に基づいて
、均等充填を行うための適正なプログラム充填速度の設
定も可能となる。
所要の形状モデルからなる金型内へ溶融樹脂を充填する
場合の流動解析に際し、その充填パターンを示す等時間
線図に基づいて隣接する等時間線間の平均充填速度を求
めると共に全充填時間に亘る充填速度の変動状態を求め
ることができ、これにより充填パターンの適否を容易Ｃ
ご評価判定する゛ことができる。そして、このような隣
接する等時間線間の平均充填速度の変動状態に基づいて
、均等充填を行うための適正なプログラム充填速度の設
定も可能となる。
従って、本発明によれば、成形品形状モデルに関する樹
脂の流動解析に際し、高品質の成形品を得るための成形
条件を簡単なグラフィック表示で容易に１判定すること
ができると共に、この判定結果に基づいて各種の適正な
成形条件の選択を行うことができ、溶融樹脂の金型成形
プログラムの作成に資する効果は極めて大きい。
脂の流動解析に際し、高品質の成形品を得るための成形
条件を簡単なグラフィック表示で容易に１判定すること
ができると共に、この判定結果に基づいて各種の適正な
成形条件の選択を行うことができ、溶融樹脂の金型成形
プログラムの作成に資する効果は極めて大きい。
なお、前述した実施例においでは、溶融樹脂の金型成形
における流動解析の評価方法について説明したが、本発
明はこの実施例に限定されることなく、樹脂以外の溶融
材料の金型成形、例えばダイカストマシンへの応用も可
能であり、その信奉発明の精神を逸脱しない範囲内にお
いて種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
における流動解析の評価方法について説明したが、本発
明はこの実施例に限定されることなく、樹脂以外の溶融
材料の金型成形、例えばダイカストマシンへの応用も可
能であり、その信奉発明の精神を逸脱しない範囲内にお
いて種々の設計変更をなし得ることは勿論である。
第１図は本発明に係る溶融材料の金型成形における流動
解析の評価方法を実施する金型の要素分割とその充填パ
ターンとしての等時間線との関係を示すグラフィック表
示図、第２図は本発明方法を実施する平均充填速度の特
性線図、第３図は成形品の形状モデルを２次元の微小要
素に分割した状態のグラフィック表示図、第４図は第３
図に示す形状モデルにおける充填パターンの等時間線図
、第５図は第３図に示す形状モデルにおける充填パター
ンの等温度線図、第６図は第３図に示す形状モデルにお
ける充填パターンの等圧力線図である。 ｔ１〜ｔ、 ９−００等時間線 Ｓ１０．隣接する等時間線に囲まれた部分の面積Ｔ００
．隣接する等時間線の全長の平均値■、〜ｖ１！ 、、
、各等時間線間の平均充愼速度ｖ工、、、全充填時間に
亘る平均充填速度ＶＩＥ 、、、均等充填を行うため
のプログラム充填速度 ｇｏｏ、ゲート位置 特許出願人 東芝機械株式会社 Ｕ− ミ＝
解析の評価方法を実施する金型の要素分割とその充填パ
ターンとしての等時間線との関係を示すグラフィック表
示図、第２図は本発明方法を実施する平均充填速度の特
性線図、第３図は成形品の形状モデルを２次元の微小要
素に分割した状態のグラフィック表示図、第４図は第３
図に示す形状モデルにおける充填パターンの等時間線図
、第５図は第３図に示す形状モデルにおける充填パター
ンの等温度線図、第６図は第３図に示す形状モデルにお
ける充填パターンの等圧力線図である。 ｔ１〜ｔ、 ９−００等時間線 Ｓ１０．隣接する等時間線に囲まれた部分の面積Ｔ００
．隣接する等時間線の全長の平均値■、〜ｖ１！ 、、
、各等時間線間の平均充愼速度ｖ工、、、全充填時間に
亘る平均充填速度ＶＩＥ 、、、均等充填を行うため
のプログラム充填速度 ｇｏｏ、ゲート位置 特許出願人 東芝機械株式会社 Ｕ− ミ＝
Claims (2)
- （１）成形品形状モデルを微小要素に分割し、有限要素
法、境界要素法、差分法、ＦＡＮ法等を含む数値解析法
を使用して金型内の溶融材料の流動解析を行うシステム
において、 金型内への溶融材料の充填工程における全 所要時間を任意の数に分割し、各時間における充填進行
状況を等時間線図として表わし、隣接する等時間線によ
って囲まれる部分の 面積と、当該等時間線の全長の平均値とからそれぞれ隣
接する等時間線間の平均距離を求めると共に各平均距離
からそれぞれ平均充填速度を演算し、 これらの平均充填速度の全充填時間に亘る 変動状態をディスプレイ装置にグラフィック表示して適
正な均等充填を行うための充填速度の評価判定を行うこ
とを特徴とする溶融材料の金型成形における流動解析の
評価方法。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の溶融材料の金型成形
における流動解析の評価方法において、隣接する等時間
線間の平均充填速度から全 充填時間に亘る各平均充填速度の変動状態を表示すると
共に充填速度の設定入力プロファイルを同一時間軸に同
時に表示してなる溶融材料の金型成形における流動解析
の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28089187A JPH01123719A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 溶融材料の金型成形における流動解析の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28089187A JPH01123719A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 溶融材料の金型成形における流動解析の評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01123719A true JPH01123719A (ja) | 1989-05-16 |
| JPH0469856B2 JPH0469856B2 (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=17631382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28089187A Granted JPH01123719A (ja) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | 溶融材料の金型成形における流動解析の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01123719A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008044511A (ja) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Riken Light Metal Ind Co Ltd | ウイング車輌におけるキャンバスシートの端部取付構造 |
-
1987
- 1987-11-09 JP JP28089187A patent/JPH01123719A/ja active Granted
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| INJECTION MOLDING HANDBOOK=1986 * |
| PR MFLINT=1985 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008044511A (ja) * | 2006-08-15 | 2008-02-28 | Riken Light Metal Ind Co Ltd | ウイング車輌におけるキャンバスシートの端部取付構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0469856B2 (ja) | 1992-11-09 |
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