JPH0465766B2 - - Google Patents

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JPH0465766B2
JPH0465766B2 JP15749885A JP15749885A JPH0465766B2 JP H0465766 B2 JPH0465766 B2 JP H0465766B2 JP 15749885 A JP15749885 A JP 15749885A JP 15749885 A JP15749885 A JP 15749885A JP H0465766 B2 JPH0465766 B2 JP H0465766B2
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JP
Japan
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mold
pressure
compression
internal pressure
injection
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JP15749885A
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JPS6218234A (ja
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Katsuyoshi Shimodaira
Kimio Naito
Masa Tsurumaki
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Churyo Engineering Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Churyo Engineering Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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
    • B29C45/7653Measuring, controlling or regulating mould clamping forces
    • 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
    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、熱硬化成形機、ゴム成形機、セラミ
ツクス成形機等に応用できる金型キヤビテイ内の
型内圧に基づいて、成形品の型内圧力分布をなく
すようにした射出成形方法に関するものである。
(従来の技術) 成形材料、殊に溶融樹脂は、成形に伴つて大き
な材料収縮を生じる。この収縮を補償するために
射出成形においては、金型面では金型キヤビテイ
寸法の修正、成形面では保圧力による溶融樹脂の
圧縮が行なわれている。そして後者では、保圧に
よつてゲート近傍での歪は回避されない。また、
ゲート近傍では充分な圧力であつても、溶融樹脂
は時間とともに粘度が高くなつて流れ、長さ方向
に圧力降下を生じるので、キヤビテイ末端まで充
分な圧力を作用させることができず、ひいては均
一な型内圧を得ることができない。
さらに、金型キヤビテイ内の樹脂よりピンゲー
ト等の部分での樹脂が早く固化する金型構造にお
いては、ゲートシール後に保圧力を作用できない
欠点がある。上記のごとき欠点を解消するために
は、高生産性を有する射出成形とゲートー点だけ
ではなく、成形品全体を同時に加圧する圧縮成形
とを組合せることが適切な方法といえる。
現在のところ圧縮成形、殊に射出圧縮成形は、
圧縮力が型締機構によるものと、型締機構以外の
押出機構によるものとに分類される。型締機構に
よるものとしては、例えばローリンクス社で開発
されたローリンクス法が知られている。この方法
は、低圧で型閉させて射出圧力によつて型開を生
じさせ、充填後に高圧で型締させるものである。
これによれば、型開量は射出圧力などによつて決
まり、型開量の正確な制御ができない欠点があ
る。
また、エンゲル社のトグル機構によるサンドイ
ツチプレス方法が知られている。この方法は、ト
グル機構を完全に伸ばしきらずに射出し、その後
にトグル機構を伸ばして圧縮するものである。ま
た、最近、型開量を設定するために、機械的なス
トツパで可動型の動きを規制する構造のものが開
発されている。
しかしいずれの方法も、充填状況に応じた圧縮
量調整ができない。その結果、充填不足の場合は
充分な圧縮力を加えることができず、過充填の場
合などにおいては、圧縮力によつて金型の損傷を
招く危険があつた。
さらに、押出機構によるものとしては、例えば
マイクロモールデイング法が知られている。この
方法は、金型内に型締機構とは別に油圧シリンダ
を設け、この油圧シリンダの力によつて金型キヤ
ビテイ内の樹脂を圧縮するものである。しかしな
がらこれによれば、射出圧力に対抗するために大
きな油圧シリンダを必要とするうえ、金型構造の
制約を受ける。しかも、型開量が射出圧力によつ
て左右され、正確に型開量が制御できない欠点が
あつた。
ここで注意すべきことは、既に与えられている
充填状況は、シヨツト毎に均一ではなく、多少相
違していることである。溶融樹脂の収縮状況は、
上記充填状況の影響を受けるうえ、金型温度、圧
縮機構の油圧等の成形条件に左右される。しか
も、これらの成形条件は、外乱の影響を避けられ
ず、シヨツト毎に一定ではない、従つて溶融樹脂
の収縮状況は、一定になるとは言えない。このよ
うな溶融樹脂の収縮状況を知らずして一定の圧縮
力を付与したとしても、成形品の高度な再現性は
達成されない。前述したいずれの圧縮機構におい
ても、圧縮力は一定に与えられており、収縮状況
に即応して圧縮力を調整する方法が皆無である。
そこで問題となるのは、溶融樹脂の充填状況と
収縮状況とをいかなる観点から把握するかに尽き
る。テクノプラス社は、特開昭52−14658号公報
でプラスチツクの状態関数から樹脂圧に着目し、
この樹脂圧を金型の樹脂通路部において連続的な
型内圧波形として把握することに成功している。
この型内圧波形は、金型の樹脂通路部に設けたセ
ンサによつて、溶融樹脂の充填開始から保圧終了
までの溶融樹脂の充填状況と収縮状況として表わ
される。これに対して、金形キヤビテイにセンサ
を設けて検出される型内圧は、キヤビテイに樹脂
が充填されて初めて検出されるものであつて、キ
ヤビテイにおける溶融樹脂の充填状況と収縮状況
として表わされる。従つて、収縮状況の変化はキ
ヤビテイの型内圧波形の変化として把握できるこ
ととなる。
ゲートから成形品の流動方向の充填、および射
出圧縮の圧力勾配が存在するまま型締力による圧
縮成形をすると、その履歴が残る。したがつて、
圧縮成形後も、この充填および射出圧縮、圧力分
布が残留応力分布となる。特にこの傾向はゲート
付近に強い。これらの成形品では、残留応力によ
る割れ、そり、光学的性質不良の問題が発生す
る。
この充填圧力分布プは、射出成形の宿命であ
る。すなわち、射出成形では、溶融樹脂を成形品
の末端にまで流し込む必要があり、成形品の肉厚
が薄い程、金型温度および樹脂温度が低い程、こ
の充填圧力が高くなる。また一般にこの充填圧力
より高い型締圧で成形品に圧縮を加えるが、成形
品各部の冷却速度は末端が速く、ゲート付近が遅
いので、従来の圧縮成形品はこの面からもゲート
付近の残留応力が大きくなる。
従来の圧縮成形では、低圧型締状態中に射出充
填するので、シヨツト毎の充填量のばらつきが大
きい。すなわち、射出成形では、一般に射出力よ
りも大きい型締力の状態にし、射出充填後樹脂を
急速に圧縮し、その射出圧縮量の制御により、シ
ヨツト毎の充填量を制御している。したがつて、
低圧型締状態中への射出充填では、樹脂を金型内
へ流し込むだけの作用であるので、シヨツト毎の
機械的なばらつきが射出充填量のばらつきとな
る。
このようにシヨツト毎に射出充填量がばらつい
ている状態で、型締圧による圧縮を加えても、成
形品の品質がばらついてしまう。すなわち、型締
圧による圧縮量を型内圧一定で制御すると、成形
品の平均肉厚がシヨツト毎にばらつき、また圧縮
量を成形品の平均肉厚で制御すると、成形品の残
留応力がシヨツト毎にばらつくことになる。
型締圧による一段階の圧縮では、新たな圧縮力
不良による残留応力を発生させたり、金型を損傷
させたりする場合がある。すなわち、この型締圧
による圧縮工程では、成形品が冷却固化し始める
タイミングであり、一段階の圧力レベルおよび時
間では、調整の自由度が低い。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、従来の射出成形方法における残留応
力による割れ、そり、品質のばらつき等の問題点
を解決しようとするものである。
(問題点を解決するための手段及び作用) このため本発明は、金型キヤビテイの型内圧を
検出し、射出圧による圧縮後型締圧を低下させる
と共にスクリユを後退させ、次いで型内圧を減圧
し、成形品の流動方向の型内圧力勾配を小さく又
はなくした後、型締圧による圧縮を多段階に与え
るようにしてなるものである。
(実施例) 以下本発明の実施例を図面について説明する
と、第1図は本発明の実施例を示し、図中1はス
クリユで、油圧モータ2によつて回転し、ホツパ
3内の原料樹脂を溶融して、スクリユシリンダ4
内の先端に溶融樹脂を貯める。この溶融樹脂5
は、射出油圧シリンダ6の室7側に射出駆動機構
19からの油圧力がかけられて、スクリユ1が移
動することにより、キヤビテイ8内に射出され
る。
また固定側金型9は固定型盤10に保持され、
可動側金型11は可動型盤12に保持されてキヤ
ビテイ8を形成する。可動側金型11は、可動型
盤12を介し、型締機構13の型締ラム14によ
つて固定型盤10に向つて型締される。また可動
側金型11には、型内圧検出ピン15aを介して
型内圧センサ(ゲート付近)16aおよび成形品
流動末端付近にも、型内圧検出ピン15bを介し
て型内圧センサ16bが設置されている。この型
内圧センサ16a化16bによつて得られる型内
圧の時々刻々の情報は、型内圧制御装置17に入
力される。型内圧制御装置17は、型内圧の情報
と、予じめ型内圧制御装置17に設定された型内
圧波形とを比較して、射出機構18とその射出制
御機構19、および型締機構13とその型締制御
機構20を作動させる閉ループ制御を行なう。な
お、図中21はゲートである。
第2図に本発明の1実施例の工程を示し、第3
図〜第5図に型内圧減圧状態を示す。型内圧制御
装置17は、型内圧センサ16aの型内圧Paが
設定圧P1(型内充填圧+第一次圧縮圧)に達した
後、減圧するために減圧定数タイマt1が設けられ
ている。また減圧定数タイマt1がタイムアウト
後、成形品流動末端の型内圧Pbの変動(一般に
は成形品の表皮が金型の冷却効果により形成され
つつあるので減圧される。ただし、樹脂は粘弾性
体であり圧力伝播が遅れることがある)に応じ
て、センサ16a部での型内圧PaをPbと同じか、
またはPaの一定比率に保持するための減圧定数
微調タイマt2を設ける。
この減圧定数微調タイマt2がタイムアウト後、
成形品の流動方向に型内圧力勾配がなく、かつひ
けが発生しない様、型締機構13によりキヤビテ
イ8に圧縮力を加え圧縮成形をする。この型締に
よる圧縮力は、タイマt3、t4、t5によつて多段に
制御される。また予じめ型内圧制御装置17に、
射出開始から減圧定数タイマt1作動までは型締力
F1、t1、t2時間内の型締力はF2が設定される。t3
t4、t5時間の型締力Fvは、予じめ設定された型内
圧波形と型内圧センサ16aの情報により、閉ル
ープ制御される。
以上の機構により得られる射出圧縮成形法を工
程順に整理すると、第1図及び第2図に示すよう
に、キヤビテイ内に射出された樹脂の量を毎シヨ
ツト同一にするため、予じめ設定された射出圧縮
圧P1(型内充填圧+圧縮圧)に型内圧センサ16
aによる型圧内Paが到達すると、型内圧制御装
置17から射出制御機構19に伝達されてスクリ
ユ1を後退させ、ゲート21から型内圧を減圧す
る。このとき、型内減圧P2および減圧定数タイ
マt1により直線または曲線状に円滑にP1からP2
で減圧されるので、機械的なシヨツクはない。こ
のあと型内圧Paは型内圧Pbの変動に応じて、あ
たかもPaとPbが連結されたごとく、型内圧をス
クリユの微妙な前進(充填)、後退(圧抜き)に
よりP3まで調整される。この時間は、減圧定数
微調タイマt2より制御される。
したがつて、キヤビテイ内の樹脂量は、初めに
射出圧縮圧により充分調整されてキヤビテイ8内
へ入り、その後ゲート付近の余分な樹脂のみをス
クリユ1側に戻すが、この間すべて型内圧制御装
置17により閉ループ制御されるので、毎シヨツ
トのキヤビテイ8内の樹脂量の差はない。
次に第3図、第4図及び第5図により、減圧工
程の作用を説明する。第4図は、ゲート付近の型
内圧Paが射出圧縮圧P1に到達した瞬間の型内圧
力勾配図である。もしこの型内圧Paが低いと、
未充填状態や、毎シヨツトの充填量のばらつきが
大きくなる。
第5図は、減圧定数微調タイマt2のタイムアウ
ト直後の型内圧力勾配がまつたく消滅した状態を
示す。型内圧力勾配がまつたく消滅した状態か
ら、型締圧による圧縮へ工程が進み、検出された
型内圧Paと、予じめ設定されたP4、P5、P6を比
較して、型締制御機構が作動し、型締圧が閉ルー
プ系で制御される。
ここで、型締圧縮を多段階制御とするのは、成
形品がこの工程付近で急速に冷却固化し始めてい
るため、型締圧縮により新たな残留応力を発生さ
せないためである。一般には射出圧縮<型締圧縮
とするが、本発明では射出圧縮>型締圧縮とする
ことも可能である。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように本発明において
は、型締圧縮の工程前に成形品の流動方向の型内
圧力勾配をなくし、これにより残留応力の分布を
均一にした状態で、型締圧縮をさらに綿密に多段
階制御するので、本発明による成形品は、残留応
力割れ、そり、変形がなく、かつ光学的な特性が
良い。また射出圧縮成形の重要な工程は、すべて
予じめ設定した型内圧波形と、検出した型内圧に
よる閉ループ制御であるので、毎シヨツトの成形
品の残留応力のばらつきがなく、安定した品質の
成形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の射出成形方法を実施する装置
のシステムを含む側断面図、第2図はその工程と
設定される型内圧波形を表わす線図、第3図は第
1図における要部の拡大図、第4図及び第5図は
型内圧力勾配および型内圧の減圧状態を表わす線
図である。 図の主要部分の説明1……スクリユ、2……油
圧モータ、4……スクリユシリンダ、5……溶融
樹脂、6……射出油圧シリンダ、8……キヤビテ
イ、9……固定側金型、10……固定型盤、11
……可動側金型、12……可動型盤、13……型
締機構、14……型締ラム、15a,15b……
型内圧検出ピン、16a,16b……型内圧セン
サ、17……型内圧制御装置、18……射出機
構、19……射出制御機構、20……型締制御機
構。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金型キヤビテイの型内圧を検出し、射出圧に
    よる圧縮後型締圧を開花させると共にスクリユを
    後退させ、次いで型内圧を減圧し、成形品の流動
    方向の型内圧力勾配を小さく又はなくした後、型
    締圧による圧縮を多段階に与えることを特徴とす
    る射出成形方法。 2 検出した型内圧を予じめ設定した型内圧波形
    と比較して閉ループ制御系で前記圧縮力の調整を
    行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の射出成形方法。
JP15749885A 1985-07-17 1985-07-17 射出成形方法 Granted JPS6218234A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15749885A JPS6218234A (ja) 1985-07-17 1985-07-17 射出成形方法

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JP15749885A JPS6218234A (ja) 1985-07-17 1985-07-17 射出成形方法

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JPS6218234A JPS6218234A (ja) 1987-01-27
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Families Citing this family (6)

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