JPH04331125A - 射出成形品における外観不良予測方法 - Google Patents

射出成形品における外観不良予測方法

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JPH04331125A
JPH04331125A JP4653391A JP4653391A JPH04331125A JP H04331125 A JPH04331125 A JP H04331125A JP 4653391 A JP4653391 A JP 4653391A JP 4653391 A JP4653391 A JP 4653391A JP H04331125 A JPH04331125 A JP H04331125A
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JP
Japan
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resin
data
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calculated
mold
Prior art date
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Pending
Application number
JP4653391A
Other languages
English (en)
Inventor
Giichi Ito
義一 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication of JPH04331125A publication Critical patent/JPH04331125A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/768Detecting defective moulding conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7693Measuring, controlling or regulating using rheological models of the material in the mould, e.g. finite elements method

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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】  本発明は、金型設計技術およ
び射出成形法等に適用される射出成形品における外観の
不良を予測する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】  従来の射出成形品における外観不良
を予測する方法としては、樹脂データ,金型の形状デー
タおよび成形条件データを充填解析のモジュールにイン
プットし、その充填解析のモジュールの解析処理を実行
することにより、時々刻々における樹脂の圧力,温度、
せん断速度および粘度を求め、これらの計算結果により
ウェルドラインの位置およびショートショットを予測す
ることが行われている。また、その予測結果はグラフィ
ック端末により図画出力されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】  ところで、射出成
形過程において、外観不良の発生は、成形品の品質に大
きく影響するため、その外観不良を予測する技術は、い
まや必要不可欠のものとなっている。しかし、従来の充
填解析では、上述したようにウェルドラインの位置およ
びショートショットについての品質しか予測することが
できず、ヤケ、フローマーク、シルバー、メラ、ヒケ、
ソリ、バリ等のさまざまな外観不良については予測する
ことができない。
【0004】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、上述の外観不良の中でヤケを予測すること
ができる方法を提供することをその目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】  上記目的を達成する
ため、本発明の射出成形品における外観不良予測方法は
、射出成形品の形状を有限要素に分割し、その各要素に
ついてそれぞれ、樹脂データ,金型の形状データおよび
成形条件データにもとづいて、Navier−Stok
esの運動方程式,連続の式およびエネルギ方程式を用
いて流れ場を求めることにより、その各要素部分への樹
脂の流動過程における刻々の圧力および温度を計算し、
その計算結果から上記樹脂が上記金型へ充填される時間
内における各要素の樹脂温度の最大値をそれぞれ求め、
その各最大値が所定の値以上の場合には、その最大値を
有する要素の位置にヤケが発生すると判定することを特
徴としている。
【0006】
【作用】  成形樹脂のヤケは、樹脂が受ける熱エネル
ギが所定のしきい値を超え、熱劣化することにより生じ
る。したがって、射出成形品の形状を有限の要素に分割
し、その各要素における樹脂が時々刻々としてもつ温度
履歴の最大値が所定の値以上であるか否かをを判定する
ことにより、ヤケが発生する位置を予測することができ
る。
【0007】
【実施例】  図1は本発明実施例のシステムフローチ
ャートである。以下に図面にしたがって本発明実施例を
詳細に説明する。図1における破線は、各ファイルから
のデータの流れを示すものである。流動解析用のデータ
は、データベース4に格納されている形状データ,樹脂
データおよび成形条件データからなり、流動解析モジュ
ールMにおける計算に用いられる。
【0008】ここで、形状データは使用される金型のキ
ャビティ形状におけるデータであり、その金型形状を微
小な有限の要素に分割することによって得られ、後述す
る流動解析モジュールMではこれらの各要素毎の流動解
析を行う。樹脂データには、樹脂の粘度,比熱,密度お
よび固化温度等の物性の情報が組み込まれている。また
、成形条件データは射出成形を行うときの成形条件、す
なわち注入する樹脂の温度,金型の温度および射出時間
等の情報が組み込まれたデータである。
【0009】さて、以上の3種類のデータを、データベ
ース4から流動解析モジュールMに入力する(ST1)
。次に、流動解析モジュールMにおいては、以上の各入
力データを用いて次のようなアルゴリズムで流動解析を
行う。すなわち、(1) 式により与えられる運動方程
式,(2) 式により与えられる連続の式,および(3
) 式により与えられるエネルギ方程式により成形樹脂
の流れ場を求める。流れ場は位置および時間の関数とし
て求められるものであり、したがって、時々刻々樹脂に
与えられる熱量は、位置情報および時間情報とともに求
められる。このようにして求められた熱量により、時々
刻々に変化する樹脂の温度履歴を求めることができる(
ST2)。
【0010】なお、(1) 式,(2) 式および(3
) 式は、キャビティでの薄肉平板部においてはそのま
ま適用することができる。また、流路等の円筒状の形状
においては、これらの式は円筒座標系に変換することに
より適用できる。
【0011】
【数1】
【0012】
【数2】
【0013】
【数3】
【0014】次に、ST2でなされた流動解析の計算結
果を中間ファイル5に出力する(ST3)。次に、中間
ファイル5に格納した流動解析の計算結果に基づき、(
4) 式により与えられるヤケ予測式を用いて、樹脂の
充填過程中のヤケの予測指標を計算する。すなわち、樹
脂が金型へ充填される時間内における各要素の樹脂温度
の最大値ζを要素毎にそれぞれ求め、所定の樹脂温度ζ
0と比較する。その比較による判定は、ζ≧ζ0 の場
合はヤケが発生するとし、一方ζ<ζ0 の場合はヤケ
が発生しないとする。実際、上述した熱履歴すなわち温
度履歴の最大値をとるのは樹脂のせん断層である(ST
4)。
【0015】
【数4】
【0016】このヤケ予測式の計算結果、すなわち外観
不良予測用データと、ST2で得られた流れ場の計算結
果を同時に結果ファイル6に出力する(ST5)。次に
、結果ファイル6に格納したこれらのデータをグラフィ
ックソフト用データとして入力する(ST6)。その後
、そのグラフィックソフト用データをグラフィックファ
イルの様式のフォーマットに一致するようフォーマット
変換をおこない(ST7)、そのフォーマット変換され
たグラフィック処理変換データをグラフィック用ファイ
ル7に出力する(ST8)。
【0017】次に、このグラフィック用ファイル7のデ
ータを用いてグラフィック処理を行い(ST9)、グラ
フィック端末上に外観不良発生位置を図画出力する。出
力された図画は、ヤケの程度を示すレベルは色により識
別できるよう、その位置とともに金型の外観図および正
面図、側面図等に表示される(ST10)。図2は、以
上のような本発明実施例を実現するシステム構成のブロ
ック図である。
【0018】入力端末1は、データベース4から形状デ
ータ,樹脂データおよび成形条件データを入力する。入
力端末1より入力されたデータを用いて、メインコンピ
ュータ2では、上述した流動解析計算、ヤケ予測計算、
およびグラフィック処理を行う。それぞれの処理が行わ
れた後、その結果をそれぞれ中間ファイル5、結果ファ
イル6およびグラフィックファイル7に出力する。グラ
フィック出力端末3ではグラフィック処理が行われた外
観不良予測図画を出力する。
【0019】これまで述べたように、本発明実施例では
、有限要素法により小分割された個々の要素についての
一連の処理が、コンピュータによって正確にかつ迅速に
行われているため、この種のシュミレーションを極めて
容易なものにしている。  以上述べた方法によりシュ
ミレーションを実施した具体例を次に説明する。金型の
形状データは図3に示す箱型のものである。射出成形に
使用する樹脂はPVCにABSを混ぜたものを使用する
。また、成形条件は樹脂温度を210℃、金型温度を5
0℃、充填時間を7秒とする。
【0020】以上の種々の条件をデータとし、図4に示
すメッシュ分割モデルを作成し、各々の要素についてヤ
ケ予測処理を行った。図5(A)にそのシュミレーショ
ンによる外観不良予測図を示す。図5(B)は図5(A
)および後述する図6に表示する温度分布の各温度レベ
ルを示し、1目盛1.5 ℃間隔に区分されている。こ
のヤケ予測処理結果によれば図5(A)に示すように、
Gなる符号で表示された部分は最大熱量を有し、その部
分にはヤケが予測された。このシュミレーションによる
予測結果と実際に成形した成形品について、ヤケが発生
した箇所との照合を行った結果、両者はほぼ一致するこ
とが判明した。
【0021】さらに、この後このヤケ対策として、射出
条件のうち、樹脂温度を200℃に低下させるとともに
充填速度を多段として同様のシュミレーションを行った
ところ、図6に示す外観不良予測図が得られた。すなわ
ち、ヤケの発生は見当たらず、この場合の最大の温度を
有する部分は、Eで表された部分であり、全体として低
温度が保持されているという結果が得られた。
【0022】また、ヤケ対策を施した上述の条件により
実際に成形したところ、上述したシュミレーション結果
と同様にヤケの発生は見られず、シュミレーションの信
憑性が確認された。
【0023】
【発明の効果】  以上述べたように、本発明によれば
射出成形品の形状を有限要素に分割し、その各要素毎に
樹脂が時々刻々としてもつ温度履歴の最大値が所定の値
以上であるか否かをを判定する解析モジュールをシュミ
レーションの方法に組み込むよう構成したから、射出成
形品の外観不良であるヤケを容易に、かつ、正確に予測
できる。また、成形条件についての見直し等も事前に行
うことが可能となる。
【0024】この結果、ヤケが発生しない金型を作成す
ることが可能となり、成形品の品質および歩留りが向上
する。また、金型を修正する場合においても、事前のシ
ュミレーション結果に基づいて修正箇所等を特定するこ
とができるので、修正費が削減でき、しかも修正にかか
る時間の短縮が図れる等により、製造コストを削減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明実施例のシステムフローチャート

図2】  本発明実施例を実現するシステム構成のブロ
ック図
【図3】  本発明実施例で使用した金型の斜視図
【図
4】  本発明実施例で使用した金型のメッシュ分割モ
デル
【図5】  本発明実施例を説明する図
【図6】  本
発明実施例を説明する図
【符号の説明】
1・・・・入力端末 2・・・・メインコンピュータ 3・・・・グラフィック出力端末 4・・・・データベース 5・・・・中間ファイル 6・・・・結果ファイル 7・・・・グラフィックファイル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  射出成形品の形状を有限要素に分割し
    、その各要素についてそれぞれ、樹脂データ,金型の形
    状データおよび成形条件データにもとづいて、Navi
    er−Stokesの運動方程式,連続の式およびエネ
    ルギ方程式を用いて流れ場を求めることにより、上記各
    要素部分への樹脂の流動過程における刻々の圧力および
    温度を計算し、その計算結果から上記樹脂が上記金型へ
    充填される時間内における各要素の樹脂温度の最大値を
    それぞれ求め、その各最大値が所定の値以上の場合には
    、その最大値を有する要素の位置にヤケが発生すると判
    定する、射出成形品における外観不良予測方法。
JP4653391A 1991-03-12 1991-03-12 射出成形品における外観不良予測方法 Pending JPH04331125A (ja)

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