JPH05253984A - 射出成形プロセスを制御するための方法及び射出成形機 - Google Patents

射出成形プロセスを制御するための方法及び射出成形機

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JPH05253984A
JPH05253984A JP32656692A JP32656692A JPH05253984A JP H05253984 A JPH05253984 A JP H05253984A JP 32656692 A JP32656692 A JP 32656692A JP 32656692 A JP32656692 A JP 32656692A JP H05253984 A JPH05253984 A JP H05253984A
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JP
Japan
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pressure
injection
injection mold
mold
injection molding
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JP32656692A
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Thomas Scheckenbach
シェッケンバッハ トーマス
Robert Wieland
ヴィーラント ローベルト
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C2045/776Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material determining the switchover point to the holding pressure

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

Abstract

(57)【要約】 【構成】 特に、熱可塑性のプラスチックの射出成形プ
ロセスを制御するための方法であって、圧力、有利には
射出成形型内の型内部圧力を検出して、射出段階から保
圧段階への切換を所定の切換圧力で行う形式のものにお
いて、切換圧力を進行しているサイクル中に有利には射
出成形型24内で測定された圧力10によって導き出し
(算出し)、この場合、射出成形型のキャビティー38
内を完全に充填した場合に生じる圧力10の急激な上昇
を検出して切換基準として関与させる。 【効果】 成形品品質にとって重要なパラメータ(切換
時点)が射出成形しようとしている各充填材にとって本
来必要な時間内に検出され、射出成形プロセス内に導入
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に熱可塑性のプラス
チックの射出成形プロセスを制御するための方法であっ
て、圧力、有利には射出成形型内の型内部圧力を検出し
て、射出段階から保圧段階への切換を所定の切換圧力で
行う形式のもの、及びこの方法を実施するための射出成
形機に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性のプラスチック成形品を製造す
るための前記形式の方法においては、ドイツ連邦共和国
特許出願第3838909号公報により、射出成形型内
の圧力を検出して所定の時間に射出圧力から保圧に切り
換えることは公知である。この場合には、切換点が所定
の圧力・時間範囲内で所定の限界値を越えていないか若
しくは下回っていないかが、監視される。所定の基準が
維持されていない場合には、射出成形された成形品が不
良品として表れ、繰り返されると射出成形機が停止させ
られる。
【0003】ドイツ連邦共和国特許出願公開第2539
066号公報から、圧力測定部材を射出成形型のスプル
ーの近くに配置し、型内部圧力に比例した信号を制御装
置に送り、該制御装置により基準値からの偏差に相応し
て偏差を最小限にする方向で射出成形機の油圧を変え
て、場合によっては保圧段階に切り換えるようになって
いることは公知である。このような方法にとっては、特
に材料、射出成形型及び成形品に関連した基準曲線をあ
らかじめ規定しておく必要がる。
【0004】G. Maier(G・マイヤー)の論文“Einflu
ss der Verarbeitungsparameterauf die Qualitaet von
Spritzgussteilen(処理パラメータの射出成形品の品
質への影響)”(出版物:PLASTverarbeiter 33. Jahrga
ng 1982, Nr.3 、ページ253以降)では、高品質射出
成形のために型・内部圧力に関連した圧力制御回路の使
用が勧められている。型キャビティー内の所定の圧力が
達成されると直ちに、射出圧力から保圧に切り換えられ
る。
【0005】
【発明の手段】射出成形プロセスを正確に制御するため
に、切換圧力を進行しているサイクル中に有利には射出
成形型内で測定された圧力によって算出し、この場合、
射出成形型のキャビティー内を完全に充填した場合に生
じる圧力の急激な上昇を検出して切換基準として関与さ
せる。
【0006】
【発明の利点】射出成形プロセスを制御するための本発
明に基づく前記方法により、切換が型充填の容積的に最
適な時点で圧力、時間、若しくはスクリュー距離の手動
的な入力なしに行われる。従って、装置が操作員に無関
係に、かつ射出成形機、成形型若しくは成形品質量によ
って変わるパラメータに左右されずに作動させられる。
さらに不良品割合が著しく減少せしめられ、品質安定性
が改善され、それというのは切換が進行している(瞬
間)のサイクル中に各成形品に対して固有に行われ、後
続サイクルで始めて考慮されるのではないからである。
【0007】圧力経過の急激な上昇が、圧力経過から時
間的な第2の導関数を形成することによって簡単に検出
される。有利には、所定の値、例えば第2の導関数の最
大値の達成若しくは超過が切換基準として関与させられ
る。パラメターの著しく変動することのない場合には、
第2の導関数が所定の限界値を満たす時点を監視するだ
けで十分である。
【0008】射出成形型内の圧力が所定の時間間隔で測
定され、値がデータベースに記憶される場合には、それ
ぞれ連続する値の減法によって第1の導関数を形成しか
つ相応に第2の導関数を形成することが可能である。こ
れは、コンピュータによって迅速に処理される簡単なプ
ロセス手段である。これによって、演算及び算出された
値に対する応働が同じ射出成形サイクル内で確実に行わ
れる。
【0009】射出成形型内の圧力の代わりに、該圧力と
相関関係の圧力、例えば作業媒体圧力若しくはノズル圧
力を測定のために用いることも可能である。このような
圧力の規定は簡単でかつ経済的に行われる。
【0010】切換を自動的に行うことによって、切換点
の調節がもはや操作員に左右されることなく、その結
果、客観的に行われる。
【0011】
【実施例】図1には圧力が時間に関連してプロットして
ある。このダイヤグラムは型内部圧力(実線)10、作
業媒体圧力(破線)12及びノズル圧力(点線)14間の関
連状態を示している。これらの圧力はセンサを用いて図
2に詳細に示す範囲で測定される。図2は実施例として
1つの噴射装置20を示しており、この噴射装置は材料
供給ユニット22、射出成形型24、及び制御ユニット
から成っており、制御ユニットが電気的な構成部分26
と油圧的な構成部分28とを有している。
【0012】材料供給ユニット22は、シリンダ21、
該シリンダ内に受容された搬送スクリュー30、材料貯
蔵部23、及び油圧式の駆動部32を有しており、この
駆動部が搬送スクリュー30に回転及び送り出し運動を
生ぜしめる。シリンダ21の端部にはノズル34が形成
されている。別の構成ユニット、例えば加熱装置、循環
水系などはここには図示してない。
【0013】搬送スクリュー30の回転運動(詳細には
示さず)に基づき、プラスチックがスクリューねじ山に
よって搬送スクリュー30の先端部とノズル34との間
に搬送され、その際に溶融される。射出成形過程に際し
ては、スクリュー先端部の前に分量されたプラスチック
溶融液がノズル34、及びスプルー36を通して型中空
室、すなわちキャビティー38内に射出される。搬送ス
クリュー30はこの場合、ピストンとして作用するよう
になっており、ピストンが油圧式の駆動部32のシリン
ダ32′によって作動せしめられる。
【0014】キャビティー38内に圧力センサ40を配
置してあり、この圧力センサから信号が導線42を介し
て電気的な制御ユニット26に送られる。電気的な制御
ユニットは制御回路44を備えていて、油圧式の制御ユ
ニット28に作用するようになっており、油圧式の制御
ユニットが電気油圧式の制御弁46を備えていて、通路
48を介して油圧式の駆動部32に作用するようになっ
ている。
【0015】1つの成形サイクルの圧力経過は次に述べ
る通りである。
【0016】先行の成形品を放出した後に、射出成形型
24が閉じられ、ノズル34が射出成形型24に接続さ
れると、新たな成形サイクルが時点t0でシリンダ21
から射出成形型24内への溶融プラスチックの噴射によ
って開始される。材料がスプルー36を通ってキャビテ
ィー38内に流入する。時点t1では流動フロントは圧
力センサ40に到達し、型内部圧力10が次第にかつ比
較的均一に上昇する。キャビティー38が完全に満たさ
れると直ちに、すなわちキャビティー38内の室内全体
が満たされると、型内部圧力10は急激に上昇する。こ
のことは時点t2で生じる。
【0017】作業媒体圧力12及びノズル圧力14は時
点t2の前では型内部圧力10に相応して均一に上昇
し、時点t2で同じく比例的に著しく増大する。時点t2
は、射出圧力から保圧へ切り換える最適な時点を表すも
のである。
【0018】制御弁46による切換の後に、作業媒体圧
力12が保圧のために必要な値に戻されて、所定の時間
にわたって維持される。
【0019】図1の実施例では、作業媒体圧力12が時
点t2及び系に基づく振動段階の後に所定の時間にわた
ってコンスタントである。ノズル圧力14は、作業媒体
圧力12からシリンダ21内の摩擦損失だけ減少した値
で生じている。これによって形成される型内部圧力10
は、射出成形型24内の成形品の冷却による成形収縮が
溶融プラスチックの保圧に基づき、まだ可塑性の中心部
によって補償されている間はコンスタントに保たれる。
次いで型内部圧力10は減少する。油圧式の駆動部32
内の圧力が遮断され、射出成形型24が冷却時間の経過
の後に走出せしめられ、次いで成形品が突き出される。
【0020】時点t2を検出するために、圧力センサ4
0の信号が制御回路44に送られる。ここでは、圧力値
が例えば100Hzのクロック振動数で走査され、デー
タベースに記憶される。連続する2つの圧力値の差形成
に基づいて時間経過に伴う第1の導関数が形成され、同
じようにデータベースに記憶される。時間経過に伴う第
2の導関数が第1の導関数の連続する2つの値の差形成
に基づいて類似して形成され、記憶される。第2の導関
数が所定の閾値を越えると、制御回路44が切換信号を
制御弁46に送り、制御弁が作業媒体圧力12を射出段
階Iにとって必要な値から保圧段階IIに必要な値に切
り換える。
【0021】系パラメータが十分にわかっていて、所定
の許容誤差内で一定である場合には、第1若しくは第2
の導関数の経過の限界条件が制御回路によって検出され
るだけでよい。このような1つの条件は例えば、第2の
導関数の連続する2つの値がポジチブであらねばならな
いことを示している。
【0022】型内部圧力10の代わりにノズル圧力14
若しくは作業媒体圧力12を切換点t2の検出のために
関与させることも可能である。このために、ノズル34
内に圧力センサ50を配置してあり、この圧力センサが
導線52を介して信号を電気的な制御ユニット26に送
るようになっており、若しくは圧力信号が油圧式の制御
ユニット28から導線54を介して電気的な制御ユニッ
ト26に伝達される。図1から明らかなように、ノズル
圧力14及び作業媒体圧力12は点t2を越えて始めて
著しく上昇する。この理由は、材料の流動特性、及び搬
送スクリュー30と油圧式の駆動部32との間の機械的
な関係にある。型内部圧力10は系に左右されないパラ
メータとして直接に切換点t2の規定のために関与させ
られるのに対して、ノズル圧力14若しくは作業媒体圧
力12を関与させる場合には系パラメータの変動を考慮
しなければならない。材料の粘度若しくは温度の変動は
型内部圧力10とノズル圧力14若しくは作業媒体圧力
12との間の関係に影響を及ぼす。
【0023】射出段階Iから保圧段階IIへの切換は成
形品品質及び品質の安定度に著しい影響を与えるので、
特に要求された寸法どおりの精密射出成型品の射出成形
には切換点の正確な調節が要求される。
【0024】射出成形の際の型内部圧力の前述の測定に
よって、プラスチック溶融液の流動性の実際に近い迅速
な判断が可能である。このような測定は製造条件下でか
つ完全に自動的に直接に射出成形プロセス中に行われ
る。プラスチック溶融液の流動性の変動若しくは溶融液
温度の変動が検出され、考慮されてよい。型内部圧力に
関連した自動的な切換により、系パラメータの変動が考
慮され、射出成形品の品質に影響を及ぼすようなことは
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】型内部圧力、ノズル圧力、及び駆動媒体圧力の
経過特性曲線図。
【図2】プロセス制御の回路図。
【符号の説明】
10 型内部圧力、 12 作業媒体圧力、 14 ノ
ズル圧力、 21 シリンダ、 23 材料貯蔵部、
24 射出成形型、 26 制御ユニット、28 制御
ユニット、 30 搬送スクリュー、 32 駆動部、
34 ノズル、 36 スプルー、 38 キャビテ
ィー、 40 圧力センサ、 44制御路、 46 制
御弁、 50 圧力センサ、 52 導線、 54 導
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローベルト ヴィーラント ドイツ連邦共和国 ズルツバッハ ムル ハレンガッセ 19

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形プロセスを制御するための方法
    であって、圧力、有利には射出成形型内の型内部圧力を
    検出して、射出段階から保圧段階への切換を所定の切換
    圧力で行う形式のものにおいて、切換圧力を進行してい
    るサイクル中に有利には射出成形型(24)内で測定さ
    れた圧力(10)によって算出し、この場合、射出成形
    型のキャビティー(38)内を完全に充填した場合に生
    じる圧力(10)の急激な上昇を検出して切換基準とし
    て関与させることを特徴とする、射出成形プロセスを制
    御するための方法。
  2. 【請求項2】 有利には射出成形型(24)内の測定さ
    れた圧力経過(10)によって連続的に時間経過に伴う
    第1及び第2の導関数を形成し、第2の導関数の所定の
    値の達成された際に射出段階から保圧段階に切り換える
    請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 有利には射出成形型(24)内の測定さ
    れた圧力経過(10)によって連続的に時間経過に伴う
    第1及び第2の導関数を形成し、第2の導関数の最大値
    の達成された際に射出段階から保圧段階に切り換える請
    求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 有利には射出成形型(24)内の圧力
    (10)を所定の時間間隔で測定し、測定値をデータベ
    ースに記憶させ、圧力のそれぞれ連続する値の減法によ
    って第1の導関数を、次いで第1の導関数のそれぞれ連
    続する値の減法によって時間経過に伴う第2の導関数を
    形成する請求項2又は3記載の方法。
  5. 【請求項5】 射出成形型(24)内の圧力(10)の
    代わりに該圧力と相関関係の値、特に作業媒体圧力(1
    2)若しくはノズル圧力(14)を測定に関与させる請
    求項1から4のいずれか1項記載の方法。
  6. 【請求項6】 圧力(10,12,14)の急激な上昇
    の識別、及び射出段階から保圧段階への切換を自動的に
    行う請求項1から5のいずれか1項記載の方法。
  7. 【請求項7】 射出装置及び射出成形型を備えた射出成
    形機であって、制御回路を有している形式のものにおい
    て、制御回路(44)が射出成形型(24)内の圧力
    (10)を検出するセンサ(40)、及び作業媒体圧力
    (12)に作用する制御弁(46)に接続されていて、
    射出成形型(24)内の圧力(10)の過比例的な上昇
    に際して射出圧力から保圧への制御弁(46)の自動的
    な切換を行うようになっていることを特徴とする射出成
    形機。
  8. 【請求項8】 制御回路(44)が搬送スクリュー(3
    0)のノズル(34)内の圧力センサ(50)に接続さ
    れている請求項7記載の射出成形機。
  9. 【請求項9】 制御回路(44)が、作業媒体圧力(1
    2)を伝達する導線(54)に接続されている射出成形
    機。
JP32656692A 1991-12-07 1992-12-07 射出成形プロセスを制御するための方法及び射出成形機 Pending JPH05253984A (ja)

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DE19914140392 DE4140392C2 (de) 1991-12-07 1991-12-07 Verfahren zur Regelung eines Spritzgießprozesses
DE4140392.4 1991-12-07

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AT (1) AT403328B (ja)
DE (1) DE4140392C2 (ja)
FR (1) FR2684592A1 (ja)

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