JPH071529A - 射出成形品のウェルドライン強弱予測方法 - Google Patents

射出成形品のウェルドライン強弱予測方法

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JPH071529A
JPH071529A JP5142287A JP14228793A JPH071529A JP H071529 A JPH071529 A JP H071529A JP 5142287 A JP5142287 A JP 5142287A JP 14228793 A JP14228793 A JP 14228793A JP H071529 A JPH071529 A JP H071529A
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JP
Japan
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weld
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strength
flow
angle
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Pending
Application number
JP5142287A
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English (en)
Inventor
Tatsuhiko Adachi
達彦 足立
Yorihide Kubota
依秀 久保田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH071529A publication Critical patent/JPH071529A/ja
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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
    • B29C45/7693Measuring, controlling or regulating using rheological models of the material in the mould, e.g. finite elements method
    • 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
    • B29C45/0025Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】射出成形時に発生するウェルドラインの外観上
の強弱をシミュレートする。 【構成】成形キャビティを複数の要素に分割し流動解析
によりウェルドラインを共有する要素を求め、一のウェ
ルド要素の流動ベクトルとそのウェルド要素に隣接する
他のウェルド要素の流動ベクトルの角度の和を求めて、
その最大値を一のウェルド要素の合流角とする。全ての
ウェルド要素について合流角を計算し、得られたそれぞ
れの合流角を比較することでウェルドラインの強弱を判
定する予測方法。実際に成形することなくウェルドライ
ンの強弱を予測できるので、金型の製作や調整に要する
工数を削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば複数のゲートを
もつ金型を用いて得られる射出成形品において、発生す
るウェルドラインの外観の良否を予測する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】射出成形品においては、成形時に成形材
料の合流部があれば、そこには必ずウェルドラインが発
生する。このウェルドラインでは、少なくとも2方向か
ら流動してきた成形材料どうしが衝突するため流動が乱
れ、例えば変性ポリプロピレンを成形材料とした場合に
は合流部の断面は図6に示す状態となる。この場合に
は、ウェルドラインは一対の盛り上がり部1と、一対の
盛り上がり部1の間に形成された溝部2とから構成され
ている。
【0003】このウェルドラインの発生位置は、ゲート
位置やキャビティ形状によりある程度予測することがで
きる。また、例えば特開昭61−104816号公報に
開示されているように、金型内の溶融樹脂の流動解析に
より計算して予測することも可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところでウェルドライ
ンには、その見え方が強く見えるものから弱く見えるも
のまで種々存在し、その見え方が強すぎると成形品が不
良品となる場合がある。この外観上の強弱は、図6にお
ける盛り上がり部1の高さと幅及び溝部2の深さで定量
化することができる。しかし盛り上がり部1や溝部2の
形状が何によって決まるのかは明らかではなく、外観上
の強弱を成形前に予測することは困難であった。
【0005】そのため現実には、発生すると予測される
全てのウェルドラインについて、ゲート位置の変更や削
減により目立たない位置へ移動させたり、成形品の形状
を変更したりする対策を行っている。しかし、実際には
対策が不要な弱いウェルドラインについてまで対策が行
われるという無駄が発生し、またそれにより対策すべき
ウェルドラインの対策が規制されるという問題もある。
【0006】またゲート位置や成形品形状の制約によ
り、全てのウェルドラインについて上記対策を行うこと
は困難であった。したがって予め対策を行うことができ
ないウェルドラインについては、実際に金型を製作して
成形を行い、ウェルドラインの強弱を判定してから金型
の修正を行っている。そのため金型の修正工数が増加
し、歩留りが悪いという不具合がある。
【0007】さらに、何らかの要因により成形中に強い
ウェルドラインが発生した場合には、試行錯誤的に金型
や成形条件を修正しなければならず、修復に長時間要す
るという問題もあった。本発明はこのような事情に鑑み
てなされたものであり、ウェルドラインの外観上の強弱
を容易にかつ確実に予測することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の射出成形品のウェルドライン強弱予測方法は、成形
キャビティを複数の要素に分割し流動解析により各要素
における成形材料の流動ベクトルを求める流動解析工程
と、それぞれの要素の流動ベクトルからウェルドライン
を構成する要素であるウェルド要素を全て求めるウェル
ド決定工程と、一のウェルド要素の流動ベクトルと一の
ウェルド要素に隣接する他のウェルド要素の流動ベクト
ルの角度の和を求めその最大値を一のウェルド要素の合
流角とする合流角決定工程と、全てのウェルド要素につ
いて合流角決定工程を行い、得られたそれぞれの合流角
を比較することでウェルドラインの強弱を判定する予測
工程と、よりなることを特徴とする。
【0009】
【作用】ウェルドラインの強弱は、経験的に樹脂どうし
の衝突の程度と相関性があることは知られていたが、流
速や衝突角度及び温度などの要因が複雑に絡み合ってい
るため一体どれが主要因であるかは従来不明であった。
本発明者らは実験の結果、ウェルドラインの強弱と衝突
時の樹脂流の角度との間に70%以上の高い確率で相関
性があることを見出し、本発明を完成したものである。
【0010】すなわち本発明のウェルドライン強弱予測
方法では、先ず流動解析工程で成形キャビティが複数の
要素に分割される。この要素は一般に三角形又は四角形
であり、細かく分割すればするほど予測精度が向上す
る。そして各要素における成形材料の流動ベクトルが、
流動解析により求められる。この流動解析法としては、
有限要素法、境界要素法、差分法、FAN法などの公知
の数値解析法を利用することができる。なお、ゲート位
置、初期樹脂温度、初期金型温度、充填時間、射出圧
力、射出流量、溶融粘度、樹脂の熱的物性などが初期値
として予め入力され、一般にコンピュータを用いて計算
される。
【0011】次にウェルド決定工程では、それぞれの要
素の流動ベクトルからウェルドラインとなるウェルド要
素が全て求められる。これは、隣接する二つの要素の流
動ベクトルが同一平面にあり、かつ交差するものを選ぶ
ことで行うことができる。合流角決定工程では、一のウ
ェルド要素の流動ベクトルと、そのウェルド要素に隣接
する他のウェルド要素の流動ベクトルの角度の和が求め
られる。隣接するウェルド要素の数が2つであれば、そ
の流動ベクトルの角度の和がそのまま合流角となる。ま
た隣接するウェルド要素の数が3つ以上であれば、その
うちの2つずつのウェルド要素の流動ベクトルの角度の
和が全て求められ、その最大値が合流角となる。
【0012】そして全てのウェルド要素について合流角
が求められ、予測工程でそれらを比較することでウェル
ドラインの強弱が判定される。もちろん合流角が大きい
ほどウェルドラインが強く現れ、合流角が小さいほどウ
ェルドラインも弱くなる。
【0013】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。本実施例は、平板状の成形品を6箇所のゲートから
射出して成形する場合に本発明を適用したものである。 (1)流動解析工程 先ず成形品形状を、図3に示すように微細な正三角形の
要素に分割して有限要素モデルを作成し、それにゲート
位置情報及びランナー情報を付加して、解析モデルを作
成する(ステップ101 )。この解析モデルは、従来の有
限要素法で用いられるものと同様である。
【0014】この解析モデルを用い、成形材料として用
いる変性PP固有の密度、比熱、潜熱、熱伝導率、流動
停止温度、固化温度、熱伝導率、粘性などの樹脂データ
と、熱伝導率、比熱などの金型データと、初期樹脂温
度、初期金型温度、射出圧力、射出流速などの射出デー
タを入力し、公知のシミュレーションプログラムを利用
して樹脂の充填解析を行う(ステップ102-103 )。
【0015】充填解析により、各ゲートからの流入開始
から任意の時刻ごとに、樹脂の温度分布、圧力分布、流
速分布、流動方向などが出力される。また樹脂の注入開
始からの到達時刻が、解析モデルの各要素の節点に与え
られる。 (2)ウェルド決定工程 上記充填解析により、所定時刻において各要素部分を流
動する樹脂の流動ベクトルが明らかとなる(ステップ10
4 )ので、その流動ベクトルからウェルド節点を選びだ
す(ステップ105 )。これは、従来使用されている充填
解析プログラム中でも計算されるが、樹脂の合流する節
点を合流節点と定義して(1) を与え、合流しない節点に
は(0) を与える。これを全ての要素について行い、各要
素の節点全てを(1) 又は(0) に分類する。(1) が付され
た合流節点を結ぶことでウェルドラインが決定される。
【0016】次にステップ106 で隣接する合流節点を結
んだ辺をもつ要素を選びだし、それをウェルド要素と定
義する。 (3)合流角決定工程 ステップ107 では、(1) に分類された合流節点の数Np
が数えられる。そしてステップ108 で各節点に与えられ
ている到達時刻から各合流節点が到達時刻順に並べら
れ、合流の最も早い1番目の合流節点から順に合流角を
計算する。
【0017】先ずステップ109 でk=1とされ、ステッ
プ110 でk番目の合流節点が選択される。そしてステッ
プ111 で、図3に示すようにk番目の合流節点とk+1
番目の合流節点とを結ぶウェルドベクトルが設定され
る。次にステップ112 で、このウェルドベクトルを共有
する複数のウェルド要素を共有要素と定義し、その数N
Eを数える。もし成形品のその部分にリブなどが存在し
た三次元形状であれば、共有要素数は3以上となる。
【0018】ステップ113 でj=1とされ、j番目(1
番目)の共有要素が選ばれて、その流動ベクトルとウェ
ルドベクトルのなす角度θ1 が求められる。次にステッ
プ115-116 でj番目以外の共有要素が選ばれ、ステップ
117 でその流動ベクトルとウェルドベクトルのなす角度
θ2 が求められる。そしてステップ118 では、j番目と
i番目の共有要素の流動ベクトルどうしがなす角度θ
(θ1+θ2 )が計算されて記憶される。
【0019】ステップ119 ではj番目以外の共有要素に
ついて、この角度計算を全て行ったかどうかを判定し、
まだ調べていない共有要素がある場合はステップ120 で
iがインクリメントされてステップ116 に戻る。全て調
べ終えていたら、ステップ121 で他の共有要素どうしの
組合せがあるかどうか判定し、ある場合はステップ122
でjがインクリメントされてステップ112 に戻って次の
共有要素とそれに隣接する共有要素の角度計算を続行す
る。
【0020】このように二重のループで計算するのは、
三次元形状の場合には一つのウェルドベクトルを共有す
る共有要素の数が3個以上となる場合があり、その場合
はそれぞれの共有要素について隣接する共有要素を調べ
る必要があるからである。このようにして、このウェル
ドベクトルを共有する共有要素から選ばれた二つの共有
要素の流動ベクトルどうしがなす角度が全て計算される
と、ステップ123でその最大値がk番目の合流節点の合
流角としてセットされる。
【0021】そしてステップ124 でkが全合流節点に満
たない場合は、ステップ125 でkがインクリメントされ
てステップ110 へ戻り、次の合流節点について同様に合
流角が計算される。このようにして全ウェルド要素の合
流節点について合流角が決定される。 (4)予測工程 すなわち例えば図4に示すように、各節点には合流角の
大きさを示す数値が与えられ、ウェルドの強弱とウェル
ドラインが明瞭にわかる。実際には、グラフィックディ
スプレイの各節点に対応する位置が合流角の大きさに応
じた色で表示され、一目瞭然に判別できるように構成さ
れている。
【0022】具体的には、図4の数値の7以上が赤色で
表示され、図5に示すようにウェルドラインのうち特に
強く見える部分が赤色となって、実際の成形品の外観と
よく一致していた。
【0023】
【発明の効果】すなわち本発明のウェルドライン強弱予
測方法によれば、実際に金型を製作して成形することな
くウェルドラインの強弱を予測することができる。した
がって、計算結果としての強いウェルドラインのみに対
策を行えばよく、対策に要する工数が大幅に低減され
る。
【0024】またゲート位置の調整などの対策を行うに
しても、本発明の方法を利用することにより従来の試行
錯誤的な調整を行うことなく、極めて容易に最適な位置
を見出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の予測方法のフローチャート
である。
【図2】本発明の一実施例の予測方法におけるゲート位
置と要素分割例を示す斜視図である。
【図3】本発明の一実施例の予測方法において共有要素
と合流角を求める方法を示す説明図である。
【図4】本発明の一実施例の予測方法で得られた結果の
説明図である。
【図5】本発明の一実施例の予測方法で得られた結果の
グラフィックディスプレイ上の表示例を示す説明図であ
る。
【図6】ウェルドラインの断面図である。
【符号の説明】
1:盛り上がり部 2:溝部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形キャビティを複数の要素に分割し流
    動解析により各要素における成形材料の流動ベクトルを
    求める流動解析工程と、 それぞれの前記要素の流動ベクトルからウェルドライン
    を構成する前記要素であるウェルド要素を全て求めるウ
    ェルド決定工程と、 一のウェルド要素の流動ベクトルと該一のウェルド要素
    に隣接する他のウェルド要素の流動ベクトルの角度の和
    を求めその最大値を該一のウェルド要素の合流角とする
    合流角決定工程と、 全ての前記ウェルド要素について前記合流角決定工程を
    行い、得られたそれぞれの合流角を比較することでウェ
    ルドラインの強弱を判定する予測工程と、よりなること
    を特徴とする射出成形品のウェルドライン強弱予測方
    法。
JP5142287A 1993-06-14 1993-06-14 射出成形品のウェルドライン強弱予測方法 Pending JPH071529A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10128818A (ja) * 1996-11-01 1998-05-19 Denki Kagaku Kogyo Kk 成形品のウェルドライン長さ予測方法
JP2002200662A (ja) * 2000-12-28 2002-07-16 Toray Ind Inc ウェルドライン予測方法および装置
JP2005169909A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Fujitsu Ten Ltd 樹脂成形品衝撃解析方法
JP2009181847A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 D D K Ltd 絶縁体の成型方法、金型構造及び前記成型方法により製造した絶縁体を使用するコネクタ

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JPH10128818A (ja) * 1996-11-01 1998-05-19 Denki Kagaku Kogyo Kk 成形品のウェルドライン長さ予測方法
JP2002200662A (ja) * 2000-12-28 2002-07-16 Toray Ind Inc ウェルドライン予測方法および装置
JP2005169909A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Fujitsu Ten Ltd 樹脂成形品衝撃解析方法
JP2009181847A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 D D K Ltd 絶縁体の成型方法、金型構造及び前記成型方法により製造した絶縁体を使用するコネクタ

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