JPH04102179A - Integral analysis system for metallic die - Google Patents
Integral analysis system for metallic dieInfo
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Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、金型の設計、調整、成形条件の設定等を行う
プラスチック成形金型の統合解析システムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an integrated analysis system for plastic molding molds that performs mold design, adjustment, setting of molding conditions, etc.
（従来の技術）
従来より、プラスチック成形用の金型において、その設
計、調整、成形条件等を検討する際に、各種解析システ
ムが利用されている。(Prior Art) Conventionally, various analysis systems have been used when considering the design, adjustment, molding conditions, etc. of molds for plastic molding.
すなわち、金型内の溶融樹脂の流動挙動、同樹脂の温度
分布、圧力分布等を予測するために、金型内の樹脂流路
形状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
溶融樹脂の流動解析を行う流動解析システム。また、金
型の強度（応力分布）、変形量等を予測するために、金
型を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差分
法等を含む数値解析法を使用して金型の構造解析を行う
構造解析システム。また、金型の温度分布等を予測する
ために、金型を微小要素に分割し、有限要素法、境界要
素法、差分法等を含む数値解析法を使用して金型の伝熱
解析を行う伝熱解析システム等が、それぞれの状況に応
じて個別に利用されている。That is, in order to predict the flow behavior of the molten resin in the mold, the temperature distribution of the resin, the pressure distribution, etc., the shape of the resin flow path in the mold is divided into minute elements, and the finite element method, boundary element method, A flow analysis system that analyzes the flow of molten resin in a mold using numerical analysis methods including the finite difference method and FAN method. In addition, in order to predict the strength (stress distribution) and amount of deformation of the mold, we divide the mold into minute elements and use numerical analysis methods including the finite element method, boundary element method, and finite difference method. A structural analysis system that performs structural analysis of molds. In addition, in order to predict the temperature distribution etc. of the mold, the mold is divided into minute elements and heat transfer analysis of the mold is performed using numerical analysis methods including the finite element method, boundary element method, and finite difference method. Heat transfer analysis systems, etc. are used individually depending on each situation.
（発明が解決しようとする課題）
ところで、実際の成形状態での金型は、溶融樹脂の圧力
、温度分布による熱応力等で変形しているため、流動解
析では本来それらを考慮する必要がある。また、構造解
析においても、実際の成形状態での溶融樹脂の圧力、金
型温度分布等を考慮する必要があり、伝熱解析において
も溶融樹脂の温度分布等を考慮する必要がある。(Problem to be solved by the invention) By the way, in the actual molding state, the mold is deformed due to the pressure of the molten resin, thermal stress due to temperature distribution, etc., so it is necessary to take these into account in flow analysis. . Further, in structural analysis, it is necessary to consider the pressure of the molten resin in the actual molding state, the temperature distribution of the mold, etc., and in the heat transfer analysis, it is necessary to consider the temperature distribution, etc. of the molten resin.
しかしながら、上記した従来の流動解析、構造解析、伝
熱解析では、これらの要素を考慮することなく、予め設
定された値によってそれぞれの解析を行っていることか
ら、これらの解析結果を基に検討した金型設計、調整、
成形条件の設定は、最適な結果とは言えず、精度の悪い
ものであった。However, in the conventional flow analysis, structural analysis, and heat transfer analysis described above, each analysis is performed using preset values without considering these factors, so it is difficult to conduct studies based on these analysis results. mold design, adjustment,
The setting of molding conditions was not optimal and had poor accuracy.
本発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、流動解析システムと構造解析システムと伝熱解析シ
ステムとをリンクすることにより、成形状態での金型の
流動挙動、変形量、温度分布等を容易に且つ精度良く予
測できる金型の統合解析システムを提供することにある
。The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to link a flow analysis system, a structural analysis system, and a heat transfer analysis system to analyze the flow behavior, deformation amount, and temperature of the mold in the molding state. An object of the present invention is to provide an integrated analysis system for molds that can easily and accurately predict distribution, etc.
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するため、本発明に係わる金型の統合解
析システムは、プラスチック成形用金型の樹脂流路形状
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
樹脂の流動解析を行う流動解析システムと、プラスチッ
ク成形用金型を微小要素に分割し、−有限要素法、境界
要素法、差分法等を含む数値解析法を使用して金型の構
造解析を行う構造解析システムと、プラスチック成形用
金型を微小要素に分割し、有限要素法、境界要素法、差
分法等を含む数値解析法を使用して金型の伝熱解析を行
う伝熱解析システムとを備え、前記流動解析システムに
より出力される樹脂温度データを前記伝熱解析システム
の境界条件として伝熱解析を行うことにより金型温度分
布データを作成し、この金型温度分布データと前記流動
解析システムにより出力される溶融樹脂の圧力データと
を前記構造解析システムの境界条件として構造解析を行
うことにより金型変形データを作成し、この金型変形デ
ータによって前記流動解析システムの入力データである
樹脂流路データを補正するとともに、前記伝熱解析シス
テムによる伝熱解析によって作成された金型温度分布デ
ータを入力データとして前記流動解析を行うようにした
ものである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the integrated analysis system for molds according to the present invention divides the resin flow path shape of a plastic mold into minute elements, uses the finite element method, A flow analysis system that analyzes the flow of molten resin in a mold using numerical analysis methods including the element method, finite difference method, FAN method, etc., and a finite element method that divides plastic molding molds into minute elements. , a structural analysis system that performs structural analysis of molds using numerical analysis methods including the boundary element method, finite difference method, etc., and a structural analysis system that analyzes the structure of molds using numerical analysis methods including the boundary element method, finite difference method, etc.; and a heat transfer analysis system that performs heat transfer analysis of molds using numerical analysis methods including methods, etc., and the resin temperature data output by the flow analysis system is used as a boundary condition for the heat transfer analysis system. By performing an analysis, mold temperature distribution data is created, and by performing a structural analysis using this mold temperature distribution data and the pressure data of the molten resin outputted by the flow analysis system as the boundary conditions of the structural analysis system. Create mold deformation data, use this mold deformation data to correct resin flow path data that is input data to the flow analysis system, and mold temperature distribution data created by heat transfer analysis by the heat transfer analysis system. The flow analysis is performed using the input data as input data.
（作用）
流動解析により出力される樹脂温度データを、伝熱解析
の樟界条件として解析を行うことにより金型温度分布デ
ータを作成し、この金型温度分布データと流動解析によ
り出力される溶融樹脂の圧力データとを構造解析の境界
条件として解析を行うことにより金型変形データを作成
し、この金型変形データによって流動解析の入力データ
である樹脂流路データを補正するとともに、前記伝熱解
析によって作成された金型温度分布データを入力データ
として前記流動解析を行う。このような解析ループを繰
り返し、例えば伝熱解析によって得られる金型温度デー
タの最大偏差がある一定の温度以下になったとき、統合
解析を終了する。(Function) Mold temperature distribution data is created by analyzing the resin temperature data output by flow analysis as the camphor boundary condition for heat transfer analysis, and this mold temperature distribution data and the melting temperature data output by flow analysis are analyzed. Mold deformation data is created by performing an analysis using the resin pressure data as a boundary condition for structural analysis, and this mold deformation data is used to correct the resin flow path data that is the input data for flow analysis. The flow analysis is performed using the mold temperature distribution data created by the analysis as input data. Such an analysis loop is repeated and, for example, when the maximum deviation of mold temperature data obtained by heat transfer analysis falls below a certain temperature, the integrated analysis is terminated.
このような統合解析システムにより、金型の成形状態に
おける変形、温度分布等を考慮した溶融樹脂の流動挙動
解析、成形状態における溶融樹脂の圧力、温度分布等を
考慮した金型強度、変形量の解析、成形状態における溶
融樹脂の温度分布等を考慮した金型の温度分布解析等が
容易に且つ精度良く実行され、成形状態における金型の
状態が予測できる。したがって、このようにして得られ
た解析結果（各変量）に基き、金型の設計、調整、成形
条件の設定等の最適化が可能となる。With this kind of integrated analysis system, we can analyze the flow behavior of molten resin taking into account deformation and temperature distribution in the molding state, and analyze the mold strength and deformation amount by taking into account the pressure and temperature distribution of molten resin in the molding state. Temperature distribution analysis of the mold considering the temperature distribution of the molten resin in the molding state can be easily and accurately performed, and the state of the mold in the molding state can be predicted. Therefore, based on the analysis results (variables) obtained in this way, it is possible to optimize the design and adjustment of the mold, the setting of molding conditions, etc.
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、本発明の統合解析システムの概略構成を示し
、流動解析システム１と構造解析システム２と伝熱解析
システム３とをリンクした構成となっている。FIG. 1 shows a schematic configuration of an integrated analysis system of the present invention, in which a flow analysis system 1, a structural analysis system 2, and a heat transfer analysis system 3 are linked.
すなわち、流動解析システム１は、入力データとして、
樹脂データ、成形条件データ、解析条件データ、金型温
度データ及び樹脂流路データが与えられており、出力デ
ータとして、流動挙動データ、樹脂温度データ及び圧力
データが得られるようになっている。That is, the flow analysis system 1 receives, as input data,
Resin data, molding condition data, analysis condition data, mold temperature data, and resin flow path data are given, and flow behavior data, resin temperature data, and pressure data can be obtained as output data.
伝熱解析システム２は、入力データとして、境界条件デ
ータ、解析条件データ、金型形状データ及び金型物性デ
ータが与えられており、出力データとして、金型温度デ
ータが得られるようになっている。The heat transfer analysis system 2 is provided with boundary condition data, analysis condition data, mold shape data, and mold physical property data as input data, and can obtain mold temperature data as output data. .
構造解析システム３ば、入力データとして、境界条件デ
ータ、解析条件データ、金型形状データ及び金型物性デ
ータが与えられており、出力データとして、変形量デー
タ及び応力データが得られるようになっている。In the structural analysis system 3, boundary condition data, analysis condition data, mold shape data, and mold physical property data are given as input data, and deformation amount data and stress data can be obtained as output data. There is.
上記構成において、流動解析システムｌによる流動解析
を行うに当たって、入力データである金型温度データ及
び樹脂流路データは、初期設計値を適用する。そして、
このような各入力データに基づき、流動解析システム１
による流動解析によって得られた樹脂温度データを、次
の伝熱解析システム２の境界条件データとして取り込み
、この取り込んだ樹脂温度データと他の必要なデータと
によって伝熱解析を行い、金型温度データを得る。In the above configuration, when performing a flow analysis using the flow analysis system 1, initial design values are applied to the mold temperature data and resin flow path data that are input data. and,
Based on such input data, flow analysis system 1
The resin temperature data obtained by the flow analysis is imported as boundary condition data for the next heat transfer analysis system 2, and a heat transfer analysis is performed using this imported resin temperature data and other necessary data, and the mold temperature data is get.
また、流動解析システム１による流動解析によって得ら
れた圧力データと、伝熱解析システム２による伝熱解析
によって得られた金型温度データとを、次の構造解析シ
ステム３の境界条件データとして取り込み、この取り込
んだ圧力データと金型温度データと他の必要なデータと
によって構造解析を行い、変形量データと応力データと
を得る。In addition, the pressure data obtained by the flow analysis by the flow analysis system 1 and the mold temperature data obtained by the heat transfer analysis by the heat transfer analysis system 2 are taken in as boundary condition data for the next structural analysis system 3, Structural analysis is performed using the imported pressure data, mold temperature data, and other necessary data to obtain deformation amount data and stress data.
そして、構造解析システム３による構造解析によって得
られた変形量データによって流動解析システムｌの樹脂
流路データを補正し、また伝熱解析システム２による伝
熱解析によって得られた金型温度データを流動解析シス
テム１の金型温度データとして取り込む、流動解析シス
テム１では、この取り込んだ新たなデータに基づいて再
び流動解析を行い、樹脂温度データを得る。そして、こ
の樹脂温度データを再び伝熱解析システム２の境界条件
データとして取り込む。上記の解析ループを必要回数繰
り返すことより、金型の統合解析を行うようになってい
る。Then, the resin flow path data of the flow analysis system 1 is corrected using the deformation amount data obtained by the structural analysis by the structural analysis system 3, and the mold temperature data obtained by the heat transfer analysis by the heat transfer analysis system 2 is adjusted. The flow analysis system 1, which imports the mold temperature data into the analysis system 1, performs flow analysis again based on this new data to obtain resin temperature data. Then, this resin temperature data is again taken in as boundary condition data of the heat transfer analysis system 2. By repeating the above analysis loop a necessary number of times, an integrated analysis of the mold is performed.
ここで、流動解析システム１の入力データである樹脂デ
ータとは、使用樹脂の粘度、比熱、熱伝導率、熱伝達率
等のデータのことであり、成形条件データとは、押出量
、流入樹脂温度、金型壁面温度、リップクリアランス等
のデータのことであり、解析条件データとは、解析のル
ープをどのような条件で終了させるかといったデータの
ことであり、樹脂流路データとは、金型の樹脂流路を微
小要素に分割して定義した形状データ、および各要素毎
の金型壁面における温度分布データのことである。Here, the resin data, which is the input data of the flow analysis system 1, refers to data such as the viscosity, specific heat, thermal conductivity, and heat transfer coefficient of the resin used, and the molding condition data refers to the extrusion amount, inflow resin, etc. This refers to data such as temperature, mold wall surface temperature, lip clearance, etc. Analysis condition data refers to data such as under what conditions the analysis loop is terminated, and resin flow path data refers to data such as the temperature, mold wall surface temperature, lip clearance, etc. Shape data defined by dividing the resin flow path of the mold into minute elements, and temperature distribution data on the mold wall surface for each element.
また、伝熱解析システム２の入力データである境界条件
データとは、外気温度、内気温度、樹脂温度、金型内部
温度等のデータのことであり、解析条件データとは、解
析のループをどのような条件で終了させるかといったデ
ータのことであり、金型形状データとは、金型を微小要
素に分解して定義した形状データのことであり、金型物
性データとは、金型の材質、ボルトの材質、金型及びボ
ルトのヤング率、ポアソン比等のデータのことである。In addition, boundary condition data, which is input data to the heat transfer analysis system 2, refers to data such as outside air temperature, inside air temperature, resin temperature, mold internal temperature, etc. Analysis condition data refers to how the analysis loop is controlled. Mold shape data is the shape data defined by breaking down the mold into minute elements, and mold physical property data is the data on the mold material. , bolt material, mold and bolt Young's modulus, Poisson's ratio, etc.
また、構造解析システム３の入力データである境界条件
データ（荷重条件データ及び拘束条件デ−夕を含む。）
とは、圧力データ、金型温度データ等のことであり、荷
重条件データは、流動解析により得られる樹脂圧力値を
面荷重として定義している。また、拘束条件データは、
解析上変位がＯであることを定義するデータのことであ
る。また、解析条件データとは、解析のループをどのよ
うな条件で終了させるかといったデータのことである。In addition, boundary condition data (including load condition data and restraint condition data) is input data to the structural analysis system 3.
refers to pressure data, mold temperature data, etc., and the load condition data defines the resin pressure value obtained by flow analysis as a surface load. In addition, the constraint condition data is
This is data that defines that the displacement is O in terms of analysis. Furthermore, the analysis condition data is data indicating under what conditions an analysis loop is to be terminated.
（具体例）
次に、上記構成の統合解析システムを、第２図に示す形
状の押し出しによるバイブ成形金型に適用した場合の具
体例について説明する。(Specific Example) Next, a specific example will be described in which the integrated analysis system having the above configuration is applied to a vibrator mold for extrusion having the shape shown in FIG. 2.
第２図に示す金型において、４は金型本体（ランド）、
５は樹脂流路、６はコア、７は分割ヒータ設置領域、８
はブリッジである。すなわち、金型には、バイブの偏肉
を修正するために、該金型の出口部の周方向に分割され
る形で、個々に温度調整が可能なヒータが設けられてい
る。そして、その分割されたヒータの温度変化に対する
金型出力部の吐出量の変化を、本発明の統合解析システ
ムを利用して検討する。また、第２図に示した形状の金
型によって押し出し成形されるバイブは、外径φ２６７
ｍ、肉厚８＋＋ｗ程度の形状のものである。In the mold shown in Fig. 2, 4 is the mold body (land);
5 is a resin flow path, 6 is a core, 7 is a divided heater installation area, 8
is a bridge. That is, in order to correct uneven thickness of the vibrator, the mold is provided with heaters that are divided in the circumferential direction of the outlet portion of the mold and whose temperature can be adjusted individually. Then, using the integrated analysis system of the present invention, the change in the discharge amount of the mold output section with respect to the temperature change of the divided heaters is examined. In addition, the vibrator extruded using the mold shown in Fig. 2 has an outer diameter of φ267 mm.
It has a shape with a wall thickness of about 8++w.
流動解析システムは、ＦＡＮ法による数値解析により、
流体の運動方程式、連続の式、エネルギーの式を演算す
るものを使用し、金型内の樹脂流路を周方向に４０分割
した総計１０８０の微小要素に分割して定義した。そし
て、この流路モデルと使用樹脂データと稼働中の押出条
件データ及びその他解析に必要な条件データとを人力し
て実行した。The flow analysis system uses numerical analysis using the FAN method.
Using a method that calculates fluid motion equations, continuity equations, and energy equations, the resin flow path in the mold was divided into 40 parts in the circumferential direction to define a total of 1080 minute elements. Then, this flow path model, resin data used, extrusion condition data during operation, and other condition data necessary for analysis were manually executed.
また、構造解析システムは、有限要素法による数値解析
による市販ソフト（ＭＳＣ／ＮＡＳＴＲＡＮ）を使用し
た。また、金型形状は、周方向に４０分割した総計４８
４０の微小要素に分割して定義した。そして、この金型
形状モデルと金型物性データと荷重条件データと拘束条
件データ及びその他解析に必要な条件データとを入力し
て実行した。The structural analysis system used was commercially available software (MSC/NASTRAN) that performs numerical analysis using the finite element method. In addition, the mold shape is divided into 40 parts in the circumferential direction for a total of 48 parts.
It was divided and defined into 40 minute elements. Then, this mold shape model, mold physical property data, load condition data, restraint condition data, and other condition data necessary for analysis were input and executed.
また、伝熱解析システムは、構造解析システムと同様の
ラフ上及び同様の金型形状モデルとし、その金型形状モ
デルと金型物性データと稼働中の押出条件データと境界
条件データ及びその他解析に必要な条件データとを入力
して実行した。In addition, the heat transfer analysis system uses the same rough surface and mold shape model as the structural analysis system, and analyzes the mold shape model, mold physical property data, extrusion condition data during operation, boundary condition data, and other analysis. I entered the necessary condition data and executed it.
ただし、ここで使用した流路モデルの要素（節点）と、
金型形状モデルの要素（節点）とは対応が取れており、
また金型形状モデルのみの作成で流路モデルが定義でき
るようになっている。However, the elements (nodes) of the flow path model used here,
There is correspondence with the elements (nodes) of the mold shape model,
In addition, it is now possible to define a flow path model by creating only a mold shape model.
検討項目としては、分割されたヒータの温度変更に伴う
吐出量の変化を解析により予測すること、及び隣接部の
熱的干渉の影響、温度分布から生じる金型の熱応力変化
、樹脂圧による金型変形等を解析により求め、金型が適
正かどうかを検討した。Items to be considered include predicting by analysis the change in discharge amount due to changes in the temperature of the divided heaters, the effects of thermal interference in adjacent parts, changes in mold thermal stress caused by temperature distribution, and changes in mold pressure due to resin pressure. Mold deformation, etc. was determined through analysis, and it was examined whether the mold was appropriate.
また、分割ヒータの温度変更の設定は、ブランクに対し
１セクシタンの温度を５℃昇温した状態とした。Further, the setting for changing the temperature of the divided heater was such that the temperature of one sexitane was increased by 5° C. with respect to the blank.
次に、第３図に示す動作フローチャートを参照して、統
合解析システムの動作を説明する。Next, the operation of the integrated analysis system will be explained with reference to the operation flowchart shown in FIG.
まず初期値として成形前の金型寸法ご′稼働時の押出条
件、その他解析に々・要なデータを入力する（ステップ
５１１）。そして、次に流動解析システム１において流
動解析を行い（ステップ５１２）、どの流動解析によっ
て得た樹脂温度データを、伝熱解析での樹脂との境界温
度条件として、伝熱解析システム２に与える。そして、
その他解析に必要なデータを入力して伝熱解析を行う（
ステップ５１５）噌そして、この伝熱解析で得られた金
型温度分布データを構造解析の温度荷重とし、またステ
ップ３１２での流動解析で得られた圧力データを荷重条
件とし、その他解析に必要なデータを入力して構造解析
を行う（ステップ５１８）。そして、構造解析によって
得られた金型の変形量から、流動解析の入力データであ
る樹脂流路データの寸法を補正し、再度流動解析を実行
する。このような解析ループを繰り返し実行する。そし
て、ステップ３１６において、伝熱解析により得られた
節点での金型温度データを、前回の出力値と比較し、そ
の最大変化点の温度偏差を基準とし、その値が０．１°
Ｃ以下となったところで安定であると判別し、統合解析
を終了し゛た。First, the dimensions of the mold before molding, the extrusion conditions during operation, and other data necessary for analysis are input as initial values (step 511). Then, a flow analysis is performed in the flow analysis system 1 (step 512), and the resin temperature data obtained by which flow analysis is provided to the heat transfer analysis system 2 as the boundary temperature condition with the resin in the heat transfer analysis. and,
Input other data necessary for analysis and perform heat transfer analysis (
Step 515) Then, the mold temperature distribution data obtained in this heat transfer analysis is used as the temperature load for the structural analysis, the pressure data obtained in the flow analysis in step 312 is used as the load condition, and other information necessary for the analysis is used. Data is input and structural analysis is performed (step 518). Then, based on the amount of mold deformation obtained by the structural analysis, the dimensions of the resin flow path data, which is input data for the flow analysis, are corrected, and the flow analysis is executed again. This analysis loop is executed repeatedly. Then, in step 316, the mold temperature data at the nodes obtained by the heat transfer analysis is compared with the previous output value, and the temperature deviation at the maximum change point is used as a reference, and the value is 0.1°.
When it became C or lower, it was determined that it was stable, and the integrated analysis was terminated.
ステップＳ１６によって判別される収束経過を第４図に
示す。今回の統合解析システムによれば、解析ループを
１５回繰り返すことにって、温度偏差の最大変化量が０
．１″Ｃ以下となっている。そして、その最終での各変
量が成形状態の多値を示している。FIG. 4 shows the convergence progress determined in step S16. According to this integrated analysis system, by repeating the analysis loop 15 times, the maximum change in temperature deviation can be reduced to 0.
．． 1″C or less. Each variable at the end indicates a multi-value of the molding state.
なお、統合解析を終了するかどうかの判別は、ステップ
Ｓ１３において、流動解析によって得られた圧力データ
が所定の値に収束するかどうかによっても行っており、
またステップＳ１９において、構造解析によって得られ
た変形量データが所定の値に収束するかどうかによりで
も行っている。Note that the determination as to whether to end the integrated analysis is also made based on whether or not the pressure data obtained by the flow analysis converges to a predetermined value in step S13.
In step S19, the determination is also made based on whether the deformation amount data obtained by the structural analysis converges to a predetermined value.
また、ステップＳ１４では、伝熱解析を行う必要がある
かどうかの判別を行っており、ステップＳ１７では、構
造解析を行うかどうかの判別も行っている。ただし、こ
こでは具体的な判別方法の明示は省略している。Further, in step S14, it is determined whether or not heat transfer analysis needs to be performed, and in step S17, it is also determined whether or not structural analysis is to be performed. However, the specific determination method is omitted here.
統合解析の結果、分割ヒータの温度変化の設定が５°Ｃ
昇温した場合、そのセクションの吐出量は、第５図の吐
出量分布表に示すように、３．６％増加した。また、分
割ヒータの温度変更に伴う隣接部の熱的干渉については
、約１ ’Ｃ程上昇していた。As a result of integrated analysis, the temperature change setting of the split heater is 5°C.
When the temperature was increased, the discharge rate of that section increased by 3.6%, as shown in the discharge rate distribution table in FIG. Furthermore, thermal interference between adjacent parts due to temperature changes in the divided heaters increased by about 1'C.
さらに、金型の温度の変化、流動挙動の変化に伴って金
型内の樹脂圧カバターンが変化したことにより、金型が
非対称的に変形しており、金型出口部の流路間隙（最大
間隙値−最小間隙値）に約１５μｍ程度の差を生じた。Furthermore, the mold is deformed asymmetrically due to changes in the resin pressure cover turn in the mold due to changes in mold temperature and flow behavior. There was a difference of about 15 μm in gap value−minimum gap value).
このような統合解析結果を基に、分割ヒータ間に設けら
れた熱干渉防止のための断熱溝を拡大し、また金型の変
形を抑えるために金型（ただし、先端部のみ。）の外径
を１．５倍にするように仕様の変更を行った。そして、
仕様変更後の金型に対しても同様の統合解析を行った結
果、熱的干渉は１°Ｃから０．６°Ｃに減少し、変形に
ついても金型出口部の流路間隙差が１５μｍから９μｍ
に減少し、分割ヒータの温度変更（＋５°Ｃ）に伴う吐
出量変化は４．０％と増加し、温度に対する感度は０．
４％向上する金型仕様を解析により導くことができた。Based on these integrated analysis results, we enlarged the insulation grooves between the split heaters to prevent thermal interference, and expanded the outside of the mold (only at the tip) to prevent mold deformation. The specifications were changed to increase the diameter by 1.5 times. and,
As a result of performing a similar integrated analysis on the mold after the specification change, the thermal interference was reduced from 1°C to 0.6°C, and regarding deformation, the difference in the flow path gap at the mold outlet was 15 μm. 9 μm from
The change in discharge amount due to a change in the temperature of the divided heater (+5°C) increased to 4.0%, and the sensitivity to temperature was 0.
Through analysis, we were able to derive mold specifications that improved by 4%.
（発明の効果）
本発明に係わる金型の統合解析システムは、流動解析シ
ステムと伝熱解析システムと構造解析システムとをリン
クすることにより、成形中の金型状態を容易に且つ精度
良く予測することが可能であることから、この統合解析
システムを利用することにより、金型の設計、調整及び
成形条件の設定等の検討が適切に且つ精度良〈実施でき
るといった効果を奏する。(Effects of the Invention) The mold integrated analysis system according to the present invention easily and accurately predicts the state of the mold during molding by linking the flow analysis system, heat transfer analysis system, and structural analysis system. Therefore, by using this integrated analysis system, studies on mold design, adjustment, setting of molding conditions, etc. can be carried out appropriately and with high precision.
第１図は本発明に係わる金型の統合解析システムの概略
構成図、第２図は本発明の統合解析システムが適用され
るパイプ成形金型の形状を示す断面図、第３図は同シス
テムの動作を示すフローチャート、第４図は同統合解析
システムによる収束経過を示すグラフ、第５図は同統合
解析システムによる吐出量分布を示すグラフである。
第２図
■・・・流動解析システム
２・・・伝熱解析システム
３・・・構造解析システム
第
３図
第４図
統合解析ルー１回数
第５図Figure 1 is a schematic configuration diagram of an integrated analysis system for molds according to the present invention, Figure 2 is a sectional view showing the shape of a pipe mold to which the integrated analysis system of the present invention is applied, and Figure 3 is the same system. FIG. 4 is a graph showing the convergence process by the integrated analysis system, and FIG. 5 is a graph showing the discharge amount distribution by the integrated analysis system. Fig. 2■...Flow analysis system 2...Heat transfer analysis system 3...Structural analysis system Fig. 3 Fig. 4 Integrated analysis rule 1 times Fig. 5
Claims (1)
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樹脂の流動
解析を行う流動解析システムと、 プラスチック成形用金型を微小要素に分割 し、有限要素法、境界要素法、差分法等を含む数値解析
法を使用して金型の構造解析を行う構造解析システムと
、 プラスチック成形用金型を微小要素に分割 し、有限要素法、境界要素法、差分法等を含む数値解析
法を使用して金型の伝熱解析を行う伝熱解析システムと
を備え、 前記流動解析システムにより出力される樹 脂温度データを前記伝熱解析システムの境界条件として
伝熱解析を行うことにより金型温度分布データを作成し
、この金型温度分布データと前記流動解析システムによ
り出力される溶融樹脂の圧力データとを前記構造解析シ
ステムの境界条件として構造解析を行うことにより金型
変形データを作成し、この金型変形データによって前記
流動解析システムの入力データである樹脂流路データを
補正するとともに、前記伝熱解析システムによる伝熱解
析によって作成された金型温度分布データを入力データ
として前記流動解析を行うようにしたことを特徴とする
金型の統合解析システム。[Claims] 1) The shape of the resin flow path in a plastic mold is divided into minute elements, and the mold is developed using numerical analysis methods including the finite element method, boundary element method, finite difference method, FAN method, etc. We use a flow analysis system to analyze the flow of molten resin inside the mold, and we divide plastic molds into minute elements and use numerical analysis methods including the finite element method, boundary element method, and finite difference method to determine the structure of the mold. A heat transfer system that analyzes the heat transfer of molds using a structural analysis system that performs analysis, and numerical analysis methods that divide plastic molding molds into minute elements and use numerical analysis methods including the finite element method, boundary element method, and finite difference method. an analysis system, the mold temperature distribution data is created by performing a heat transfer analysis using the resin temperature data outputted by the flow analysis system as a boundary condition of the heat transfer analysis system, and the mold temperature distribution data and the mold temperature distribution data are Mold deformation data is created by performing structural analysis using the pressure data of the molten resin outputted by the flow analysis system as a boundary condition of the structural analysis system, and this mold deformation data is used as input data for the flow analysis system. The integration of molds is characterized in that the resin flow path data is corrected, and the flow analysis is performed using mold temperature distribution data created by heat transfer analysis by the heat transfer analysis system as input data. Analysis system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220448A JP2540232B2 (en) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | Integrated mold analysis system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220448A JP2540232B2 (en) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | Integrated mold analysis system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04102179A true JPH04102179A (en) | 1992-04-03 |
| JP2540232B2 JP2540232B2 (en) | 1996-10-02 |
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ID=16751278
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2220448A Expired - Lifetime JP2540232B2 (en) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | Integrated mold analysis system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540232B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005283539A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Mahle Tennex Corp | Analysis method for filler resin composition, analysis program and recording medium recording analysis program |
| WO2012068363A1 (en) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | The Procter & Gamble Company | Method for designing extrusion dies |
| JP2013184367A (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Method and device for simulation of plastic material extrusion |
-
1990
- 1990-08-21 JP JP2220448A patent/JP2540232B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005283539A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Mahle Tennex Corp | Analysis method for filler resin composition, analysis program and recording medium recording analysis program |
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| US8682620B2 (en) | 2010-11-19 | 2014-03-25 | The Procter And Gamble Company | Method for designing extrusion dies |
| JP2013184367A (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-19 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Method and device for simulation of plastic material extrusion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2540232B2 (en) | 1996-10-02 |
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