JPH06278182A - 溶融材料の金型内流動解析による評価方法 - Google Patents
溶融材料の金型内流動解析による評価方法Info
- Publication number
- JPH06278182A JPH06278182A JP9372993A JP9372993A JPH06278182A JP H06278182 A JPH06278182 A JP H06278182A JP 9372993 A JP9372993 A JP 9372993A JP 9372993 A JP9372993 A JP 9372993A JP H06278182 A JPH06278182 A JP H06278182A
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- Japan
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- molten material
- filling
- injection pressure
- mold
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 所定の成形金型に対する溶融材料の流動解析
において、所定の溶融材料温度及び充填速度に対する適
正な射出圧力と充填量の範囲を評価判定すること。 【構成】 数値解析法において、それぞれの溶融材料温
度について充填速度と共に最大射出圧力を設定して解析
を行ない、得られた演算結果により、溶融材料の充填量
を最大射出圧力を変数とした関数として求め、これらの
関数をグラフィック表示することにより所定の溶融材料
温度及び充填速度における適正な射出圧と充填量の範囲
を評価判定すること。
において、所定の溶融材料温度及び充填速度に対する適
正な射出圧力と充填量の範囲を評価判定すること。 【構成】 数値解析法において、それぞれの溶融材料温
度について充填速度と共に最大射出圧力を設定して解析
を行ない、得られた演算結果により、溶融材料の充填量
を最大射出圧力を変数とした関数として求め、これらの
関数をグラフィック表示することにより所定の溶融材料
温度及び充填速度における適正な射出圧と充填量の範囲
を評価判定すること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、樹脂等の溶融材料を
射出して金型成形するに際し、高品質の成形品を得るた
めの最適射出成形条件、特に射出圧力を評価判定する方
法に係り、所定の金型温度と溶融材料温度での適正射出
圧力と充填量の範囲を判定する評価方法に関する。
射出して金型成形するに際し、高品質の成形品を得るた
めの最適射出成形条件、特に射出圧力を評価判定する方
法に係り、所定の金型温度と溶融材料温度での適正射出
圧力と充填量の範囲を判定する評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】樹脂等の溶融材料を射出成形する行程
を、金型内流動解析により計算する場合、成形品形状の
要素分割化した解析モデルを用い、有限要素法、境界要
素法、差分法、ＦＡＮ法等の数値解析法により流体の運
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。このような金型内流動
解析法では、解析に用いる材料データおよび成形条件と
して金型温度、樹脂温度、充填速度を入力して数値解析
を行うことにより、樹脂の金型内への充填パターン（等
時間線図）、圧力について作成した等圧力線図および温
度について作成した等温度線図等の解析結果を得ること
ができる。
を、金型内流動解析により計算する場合、成形品形状の
要素分割化した解析モデルを用い、有限要素法、境界要
素法、差分法、ＦＡＮ法等の数値解析法により流体の運
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。このような金型内流動
解析法では、解析に用いる材料データおよび成形条件と
して金型温度、樹脂温度、充填速度を入力して数値解析
を行うことにより、樹脂の金型内への充填パターン（等
時間線図）、圧力について作成した等圧力線図および温
度について作成した等温度線図等の解析結果を得ること
ができる。
【０００３】従来の溶融材料の金型内流動解析における
一般的な成形条件の判定基準では射出圧力は可能な範囲
で低い方が良いと言える。そこで従来の射出成形機の運
転条件設定では、まず一段あるいは多段の射出速度制御
でキャビティの大部分を充填し、次に射出圧力制御に切
換える。このとき射出圧力は低圧側から徐々に高圧に上
昇させ、充填不足がなく、かつ過充填にならない圧力を
見つけ出していた。
一般的な成形条件の判定基準では射出圧力は可能な範囲
で低い方が良いと言える。そこで従来の射出成形機の運
転条件設定では、まず一段あるいは多段の射出速度制御
でキャビティの大部分を充填し、次に射出圧力制御に切
換える。このとき射出圧力は低圧側から徐々に高圧に上
昇させ、充填不足がなく、かつ過充填にならない圧力を
見つけ出していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の金型内
流動解析法では、解析に用いた成形条件が適正であった
かどうか、また幾つか解析した入力条件のうち最も適切
なものはどれか等の判定手段は知られておらず、よっ
て、どの成形条件が最適であるかを複数の解析結果を基
に判定するには、解析結果と実際に成形した結果を対比
させることによって得られる経験的ノウハウが必要であ
った。このように従来の金型内流動解析の結果である流
動先端の経時変化からは、充填のバランス、ウエルドラ
インの位置、ガスだまりの有無などの予測はできるが、
最適な設定射出圧力を予測するのは困難である。
流動解析法では、解析に用いた成形条件が適正であった
かどうか、また幾つか解析した入力条件のうち最も適切
なものはどれか等の判定手段は知られておらず、よっ
て、どの成形条件が最適であるかを複数の解析結果を基
に判定するには、解析結果と実際に成形した結果を対比
させることによって得られる経験的ノウハウが必要であ
った。このように従来の金型内流動解析の結果である流
動先端の経時変化からは、充填のバランス、ウエルドラ
インの位置、ガスだまりの有無などの予測はできるが、
最適な設定射出圧力を予測するのは困難である。
【０００５】従来の金型内流動解析方法は、解析に用い
る樹脂に対し経験的に得られた成形条件（樹脂温度、金
型温度、充填速度等）を入力して得られた解析結果によ
り、成形品の形状（製品肉厚、ゲートの位置や個数、ラ
ンナーの寸法、ランナーバランス等）の適否を判定する
ことを主な目的として利用されており、成形条件の適否
の判定については試みられていない。
る樹脂に対し経験的に得られた成形条件（樹脂温度、金
型温度、充填速度等）を入力して得られた解析結果によ
り、成形品の形状（製品肉厚、ゲートの位置や個数、ラ
ンナーの寸法、ランナーバランス等）の適否を判定する
ことを主な目的として利用されており、成形条件の適否
の判定については試みられていない。
【０００６】しかしながら、このような金型内流動解析
は、実際に金型を作成する前に、コンピュータ内でシュ
ミレーションすることにより成形の可否、難度を判定し
高品質な成形品を生産するための必要条件を求めること
を目的とするものであり、適正な金型形状に関する情報
（製品肉厚、ゲート配置や数、ゲートやランナー寸法、
ランナーバランス等）を得るだけでなく、さらに適正な
成形条件の範囲や最適な成形条件の算出も同時に行われ
ることが望まれている。
は、実際に金型を作成する前に、コンピュータ内でシュ
ミレーションすることにより成形の可否、難度を判定し
高品質な成形品を生産するための必要条件を求めること
を目的とするものであり、適正な金型形状に関する情報
（製品肉厚、ゲート配置や数、ゲートやランナー寸法、
ランナーバランス等）を得るだけでなく、さらに適正な
成形条件の範囲や最適な成形条件の算出も同時に行われ
ることが望まれている。
【０００７】従って、本発明の目的は、所定の成形金型
に対する溶融材料の流動解析において、所定の溶融材料
温度及び充填速度に対する適正な射出圧力と充填量の設
定範囲を評価判定する方法を提供するにある。
に対する溶融材料の流動解析において、所定の溶融材料
温度及び充填速度に対する適正な射出圧力と充填量の設
定範囲を評価判定する方法を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した目的
を達成するため成形品形状をモデル化し、複数の要素に
分割した解析モデルを有限要素法、境界要素法、差分
法、ＦＡＮ法等の数値解析法により解析モデルの各要素
に対する溶融材料の金型内充填状態を時間経過による充
填到達度の関数として等時間線表示し、溶融材料の金型
内充填状態を評価する方法において、それぞれの溶融材
料温度について充填速度と共に最大射出圧力を設定して
解析を行ない、得られた演算結果により、溶融材料の充
填量を最大射出圧力を変数とした関数として求め、これ
らの関数をグラフィック表示することにより所定の溶融
材料温度及び充填速度における適正な射出圧力と充填量
の範囲を評価判定することを特徴としている。
を達成するため成形品形状をモデル化し、複数の要素に
分割した解析モデルを有限要素法、境界要素法、差分
法、ＦＡＮ法等の数値解析法により解析モデルの各要素
に対する溶融材料の金型内充填状態を時間経過による充
填到達度の関数として等時間線表示し、溶融材料の金型
内充填状態を評価する方法において、それぞれの溶融材
料温度について充填速度と共に最大射出圧力を設定して
解析を行ない、得られた演算結果により、溶融材料の充
填量を最大射出圧力を変数とした関数として求め、これ
らの関数をグラフィック表示することにより所定の溶融
材料温度及び充填速度における適正な射出圧力と充填量
の範囲を評価判定することを特徴としている。
【０００９】また、前記の評価方法において、設定した
最大射出圧力に対する金型内充填状態を充填末端の分布
図として等圧線表示することにより、同様に所定の溶融
材料温度及び充填速度における適正な射出圧力と充填量
の範囲を評価判定するようにしても良い。
最大射出圧力に対する金型内充填状態を充填末端の分布
図として等圧線表示することにより、同様に所定の溶融
材料温度及び充填速度における適正な射出圧力と充填量
の範囲を評価判定するようにしても良い。
【００１０】
【作用】本発明に係わる溶融材料の金型内流動解析の評
価方法によれば、設定最大射出圧力による充填末端の解
析結果より、溶融材料の充填量を射出圧力を変数とした
関数として求め、これら関数をディスプレイ装置にグラ
フィック表示することにより、また、設定最大射出圧力
に対する金型内充填状態を充填末端の分布図として等圧
線表示することにより、所定の溶融材料温度及び充填速
度における適正な射出圧力と充填量の範囲を評価判定す
ることができる。
価方法によれば、設定最大射出圧力による充填末端の解
析結果より、溶融材料の充填量を射出圧力を変数とした
関数として求め、これら関数をディスプレイ装置にグラ
フィック表示することにより、また、設定最大射出圧力
に対する金型内充填状態を充填末端の分布図として等圧
線表示することにより、所定の溶融材料温度及び充填速
度における適正な射出圧力と充填量の範囲を評価判定す
ることができる。
【００１１】よって、本発明による評価方法である射出
圧力を変数とした充填量のグラフィック表示、および充
填末端の分布図を適用すれば最適な設定射出圧力を予測
するのは容易になり、過充填による金型保護や成形品内
の残留歪の低減に効果がある。
圧力を変数とした充填量のグラフィック表示、および充
填末端の分布図を適用すれば最適な設定射出圧力を予測
するのは容易になり、過充填による金型保護や成形品内
の残留歪の低減に効果がある。
【００１２】
【実施例】本発明に係わる溶融材料の金型内流動解析の
評価方法の実施例について、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、厚さ一定の樹脂板
からなる成形品の形状モデルについて金型内流動解析を
行う手順は、従来のシュミレーション法と同じである。
すなわち、図１に示すようにまず成形品形状をモデル化
し、次にこのモデルを微小要素に分割することにより解
析モデルを作成する。この時必要に応じてスプル・ラン
ナー・ゲートを設ける。ここで、使用する樹脂の材料デ
ータ、樹脂温度、金型温度、充填速度等の解析条件を入
力し、有限要素法を用い解析を実行する。ここまでが従
来の金型内流動解析の実行手順である。
評価方法の実施例について、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、厚さ一定の樹脂板
からなる成形品の形状モデルについて金型内流動解析を
行う手順は、従来のシュミレーション法と同じである。
すなわち、図１に示すようにまず成形品形状をモデル化
し、次にこのモデルを微小要素に分割することにより解
析モデルを作成する。この時必要に応じてスプル・ラン
ナー・ゲートを設ける。ここで、使用する樹脂の材料デ
ータ、樹脂温度、金型温度、充填速度等の解析条件を入
力し、有限要素法を用い解析を実行する。ここまでが従
来の金型内流動解析の実行手順である。
【００１３】次に本実施例においては、まず金型温度、
樹脂温度及び充填速度を固定し、１２段階の最大射出圧
力（１８９〜４７１Ｋｇ／ｃｍ２ ）を設定して順次解
析演算を行ない、図２に示すように設定した最大射出圧
力に対する金型内充填状態を充填末端の分布図として等
圧線表示し、この分布データを用いて、前記形状モデル
の各要素の充填量（最大充填量に対する百分率）を取出
し、各設定射出圧力におけるデータとする。この手順を
繰返して求めたデータをグラフ化すると、充填量を縦軸
とし設定射出圧力を横軸とした図３に示す特性曲線図が
得られる。このようにして得られた等圧線表示分布図及
び特性曲線図をグラフィック表示することにより、所定
の溶融材料温度及び充填速度における適正な射出圧力と
充填量との傾向を明確に把握することができ、その範囲
を評価判定することができ、溶融材料の適正な成形条件
を容易に決定することができる。
樹脂温度及び充填速度を固定し、１２段階の最大射出圧
力（１８９〜４７１Ｋｇ／ｃｍ２ ）を設定して順次解
析演算を行ない、図２に示すように設定した最大射出圧
力に対する金型内充填状態を充填末端の分布図として等
圧線表示し、この分布データを用いて、前記形状モデル
の各要素の充填量（最大充填量に対する百分率）を取出
し、各設定射出圧力におけるデータとする。この手順を
繰返して求めたデータをグラフ化すると、充填量を縦軸
とし設定射出圧力を横軸とした図３に示す特性曲線図が
得られる。このようにして得られた等圧線表示分布図及
び特性曲線図をグラフィック表示することにより、所定
の溶融材料温度及び充填速度における適正な射出圧力と
充填量との傾向を明確に把握することができ、その範囲
を評価判定することができ、溶融材料の適正な成形条件
を容易に決定することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
適正な設定最大射出圧力を容易に推測することができ、
金型への樹脂の過充填を防ぐことから金型の保護に効果
があり、また過充填の際生じる成形品内に残留する歪を
低減させることへの効果も大きい。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金型内流動解析
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判定することができるように
なったことから、本発明が溶融材料の金型内流動解析法
に及ぼす効果は極めて大きい。
適正な設定最大射出圧力を容易に推測することができ、
金型への樹脂の過充填を防ぐことから金型の保護に効果
があり、また過充填の際生じる成形品内に残留する歪を
低減させることへの効果も大きい。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金型内流動解析
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判定することができるように
なったことから、本発明が溶融材料の金型内流動解析法
に及ぼす効果は極めて大きい。
【図１】成形品形状モデルを微小要素に分割した解析モ
デルである。
デルである。
【図２】図１に示す解析モデルにおける本発明に係わる
溶融材料の金型内流動解析の評価方法の実施例を示すも
ので、設定最大射出圧力に対する充填末端の分布図であ
る。
溶融材料の金型内流動解析の評価方法の実施例を示すも
ので、設定最大射出圧力に対する充填末端の分布図であ
る。
【図３】図１に示す解析モデルにおける本発明に係わる
溶融材料の金型内流動解析の評価方法の実施例を示すも
ので、設定射出圧力に対する充填量を示す特性曲線図で
ある。
溶融材料の金型内流動解析の評価方法の実施例を示すも
ので、設定射出圧力に対する充填量を示す特性曲線図で
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】 成形品形状をモデル化し、複数の要素に
分割した解析モデルを有限要素法、境界要素法、差分
法、ＦＡＮ法等の数値解析法により解析モデルの各要素
に対する溶融材料の金型内充填状態を時間経過による充
填到達度の関数として等時間線表示し、溶融材料の金型
内充填状態を評価する方法において、 それぞれの溶融材料温度について充填速度と共に最大射
出圧力を設定して解析を行ない、得られた演算結果によ
り、溶融材料の充填量を最大射出圧力を変数とした関数
として求め、これらの関数をグラフィック表示すること
により所定の溶融材料温度及び充填速度における適正な
射出圧力と充填量の範囲を評価判定することを特徴とす
る溶融材料の金型内流動解析による評価方法。 - 【請求項２】 設定した最大射出圧力に対する金型内充
填状態を充填末端の分布図として等圧線表示することに
より、所定の溶融材料温度及び充填速度における適正な
射出圧力と充填量の範囲を評価判定する請求項１記載の
溶融材料の金型内流動解析による評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9372993A JPH06278182A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 溶融材料の金型内流動解析による評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9372993A JPH06278182A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 溶融材料の金型内流動解析による評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06278182A true JPH06278182A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=14090506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9372993A Pending JPH06278182A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 溶融材料の金型内流動解析による評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06278182A (ja) |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP9372993A patent/JPH06278182A/ja active Pending
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