JPH07156151A - 成形用金型 - Google Patents
成形用金型Info
- Publication number
- JPH07156151A JPH07156151A JP30623993A JP30623993A JPH07156151A JP H07156151 A JPH07156151 A JP H07156151A JP 30623993 A JP30623993 A JP 30623993A JP 30623993 A JP30623993 A JP 30623993A JP H07156151 A JPH07156151 A JP H07156151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- curing
- mold
- temp
- temperature
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】金型１のキャビティ２の近傍に局所加熱用のヒ
ータ４と温度測定用熱電対７を設置する。熱電対７から
の温度信号は温度検出器９を介してプロセスコントロー
ラ１０に送られ、オンラインで計算機１１に送られ、硬
化進行度の計算を実施する。プロセスコントローラ１０
は硬化進行度により、各位置のヒータ４の出力を制御し
て、金型全体の硬化分布が所定の分布となるように制御
する。 【効果】複雑な製品形状を有する成形品でも、キャビテ
ィ内の樹脂の硬化を制御することができ、大きさも従来
のままの成形用金型が提供できる。
ータ４と温度測定用熱電対７を設置する。熱電対７から
の温度信号は温度検出器９を介してプロセスコントロー
ラ１０に送られ、オンラインで計算機１１に送られ、硬
化進行度の計算を実施する。プロセスコントローラ１０
は硬化進行度により、各位置のヒータ４の出力を制御し
て、金型全体の硬化分布が所定の分布となるように制御
する。 【効果】複雑な製品形状を有する成形品でも、キャビテ
ィ内の樹脂の硬化を制御することができ、大きさも従来
のままの成形用金型が提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成形用金型に係り、特
に、熱硬化性樹脂を用いた大型のモールド品を製作する
成形用金型の制御に関する。
に、熱硬化性樹脂を用いた大型のモールド品を製作する
成形用金型の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】成形加工において成形不良、特に、反り
・変形を防止することが重要な課題となっている。反り
・変形の主因として考えられるのは、熱応力による変形
であり、一般の成形では不均一冷却による樹脂の温度分
布に起因する。このため金型を均一に冷却するための種
々の方法が考えられている。その一つに、金型内に設置
した複数本の冷却管中を流れる冷却材の流量を制御し
て、均一冷却を行う方法がある。また、冷却能力を高め
るための方法として、図２に示す様な特開昭57−151307
号公報に記載の方法がある。この方法は成形型面間近の
金型１ａ，１ｂ内に熱電素子１７を配置し、熱電素子１
７の吸熱面を成形型面側に向け、放熱面を冷却孔１６を
通る冷却水で冷却させることにより、金型装置の冷却能
力を高めることを狙ったものである。
・変形を防止することが重要な課題となっている。反り
・変形の主因として考えられるのは、熱応力による変形
であり、一般の成形では不均一冷却による樹脂の温度分
布に起因する。このため金型を均一に冷却するための種
々の方法が考えられている。その一つに、金型内に設置
した複数本の冷却管中を流れる冷却材の流量を制御し
て、均一冷却を行う方法がある。また、冷却能力を高め
るための方法として、図２に示す様な特開昭57−151307
号公報に記載の方法がある。この方法は成形型面間近の
金型１ａ，１ｂ内に熱電素子１７を配置し、熱電素子１
７の吸熱面を成形型面側に向け、放熱面を冷却孔１６を
通る冷却水で冷却させることにより、金型装置の冷却能
力を高めることを狙ったものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように成形用金
型の温度制御に関する従来技術では、金型を極力均一な
温度に保つことが主眼となっている。熱硬化性樹脂を用
いた大型のモールド品を製作する場合には、金型外部か
らの加熱で硬化反応を促進させるが、その硬化反応速度
は温度によって異なる。また、大型であるがゆえに硬化
収縮及び重力による溶融部の流動がひけや巣の生成に大
きな影響を与える。それゆえ、ひけ防止のために下から
順に硬化するように制御する必要があり、むしろ金型内
で積極的に温度分布を付けるような金型構造及び温度制
御が必要になる。従って、従来技術の考え方ではこの目
的を達成するのが困難であった。
型の温度制御に関する従来技術では、金型を極力均一な
温度に保つことが主眼となっている。熱硬化性樹脂を用
いた大型のモールド品を製作する場合には、金型外部か
らの加熱で硬化反応を促進させるが、その硬化反応速度
は温度によって異なる。また、大型であるがゆえに硬化
収縮及び重力による溶融部の流動がひけや巣の生成に大
きな影響を与える。それゆえ、ひけ防止のために下から
順に硬化するように制御する必要があり、むしろ金型内
で積極的に温度分布を付けるような金型構造及び温度制
御が必要になる。従って、従来技術の考え方ではこの目
的を達成するのが困難であった。
【０００４】本発明の目的は大型のモールド品において
局所的な硬化を制御可能な成形用金型を提供することに
ある。
局所的な硬化を制御可能な成形用金型を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、金型内部のキ
ャビティの近傍に局所的な温度を計測するための熱電対
と局所加熱用のヒータを設置し、検出した温度から算出
される無次元ゲル化時間により硬化の進行度を求め、硬
化の進行に応じてヒータの出力制御を行うことにより上
記の目的を達成する。
ャビティの近傍に局所的な温度を計測するための熱電対
と局所加熱用のヒータを設置し、検出した温度から算出
される無次元ゲル化時間により硬化の進行度を求め、硬
化の進行に応じてヒータの出力制御を行うことにより上
記の目的を達成する。
【０００６】
【作用】金型内部でキャビティに接するように設置した
熱電対により、そのキャビティの温度を測定し、局所的
な温度分布を金型内に設置したヒータの出力により制御
する。その制御の際に、熱硬化性樹脂に特有な温度に強
く依存する硬化反応の進行度を各位置毎に計算し、硬化
進行度に基づいたヒータの出力制御を実施することで必
要な硬化分布を示すような金型の温度制御が可能とな
る。
熱電対により、そのキャビティの温度を測定し、局所的
な温度分布を金型内に設置したヒータの出力により制御
する。その制御の際に、熱硬化性樹脂に特有な温度に強
く依存する硬化反応の進行度を各位置毎に計算し、硬化
進行度に基づいたヒータの出力制御を実施することで必
要な硬化分布を示すような金型の温度制御が可能とな
る。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【０００８】図１は本発明を実施するための、成形用金
型の一実施例を示すものである。この実施例では、金型
１の内部のキャビティ２の近傍に局所加熱用のヒータ４
と温度測定用熱電対７を設置する。温度測定用熱電対７
からの温度信号は、端子部６を介して温度検出器９に送
られ、プロセスコントローラ１０に取り込まれる。プロ
セスコントローラ１０に取り込まれた温度信号はオンラ
インで計算機１１に送られ、硬化進行度の計算を実施す
る。プロセスコントローラ１０は計算された硬化進行度
により、各位置のヒータ４の出力を制御して、金型全体
の硬化分布が所定の分布となるように制御する。熱硬化
性の樹脂は化学反応により硬化が進行するが、その反応
速度は温度に強く依存する。その一例としてエポキシ系
の樹脂では１００℃から１２０℃の温度上昇で硬化時間
は１０倍異なってくる。また、金型は外部からの加熱と
局所加熱用のヒータによる内部加熱により、温度は時々
刻々と変化していく。そこで硬化進行度という概念を導
入する。硬化進行度は、樹脂の種類や温度により異なる
硬化反応を、図３（ａ）に示した実験的に求まる静的な
温度−硬化曲線に基づいて定式化したもので、０の時は
全く硬化せず、１で硬化が終了したことを示す。硬化進
行度Ｇｔを次式で定義する。
型の一実施例を示すものである。この実施例では、金型
１の内部のキャビティ２の近傍に局所加熱用のヒータ４
と温度測定用熱電対７を設置する。温度測定用熱電対７
からの温度信号は、端子部６を介して温度検出器９に送
られ、プロセスコントローラ１０に取り込まれる。プロ
セスコントローラ１０に取り込まれた温度信号はオンラ
インで計算機１１に送られ、硬化進行度の計算を実施す
る。プロセスコントローラ１０は計算された硬化進行度
により、各位置のヒータ４の出力を制御して、金型全体
の硬化分布が所定の分布となるように制御する。熱硬化
性の樹脂は化学反応により硬化が進行するが、その反応
速度は温度に強く依存する。その一例としてエポキシ系
の樹脂では１００℃から１２０℃の温度上昇で硬化時間
は１０倍異なってくる。また、金型は外部からの加熱と
局所加熱用のヒータによる内部加熱により、温度は時々
刻々と変化していく。そこで硬化進行度という概念を導
入する。硬化進行度は、樹脂の種類や温度により異なる
硬化反応を、図３（ａ）に示した実験的に求まる静的な
温度−硬化曲線に基づいて定式化したもので、０の時は
全く硬化せず、１で硬化が終了したことを示す。硬化進
行度Ｇｔを次式で定義する。
【０００９】
【数１】 Ｇｔ＝∫（ｔ′（Ｔ）／ｔｇ（Ｔ））ｄｔ ・・・・・・・・（１） ここで、ｔ′(Ｔ)：ある位置において、ある温度帯に停
留した時間、ｔｇ(Ｔ)：ある温度帯における静的な温度
−硬化曲線から得られる硬化時間である。硬化進行度は
時間と共に図３（ｂ）に示すように急激に変化してい
く。このように熱硬化性樹脂で考慮しなければならない
硬化分布を、硬化進行度という直接的な指標で制御する
ことにより、金型全体では下部の方が硬化の進行が速
く、厚肉部等の局所的な要件にも対応できる任意の硬化
分布を設定できる。また、熱硬化性樹脂を使用する大型
のモールド品の製作の場合、通常予熱，注入，硬化のた
めの加熱の３段階の工程となるが、各工程ごとの温度制
御が必要なために別々の炉を使用するので、次工程に移
るときは金型ごと移動することになる。本方式によれ
ば、加熱工程に入る前にリード線を端子部に接続するだ
けでよく、余計な付帯設備が不要で取り付けも簡単で済
む。
留した時間、ｔｇ(Ｔ)：ある温度帯における静的な温度
−硬化曲線から得られる硬化時間である。硬化進行度は
時間と共に図３（ｂ）に示すように急激に変化してい
く。このように熱硬化性樹脂で考慮しなければならない
硬化分布を、硬化進行度という直接的な指標で制御する
ことにより、金型全体では下部の方が硬化の進行が速
く、厚肉部等の局所的な要件にも対応できる任意の硬化
分布を設定できる。また、熱硬化性樹脂を使用する大型
のモールド品の製作の場合、通常予熱，注入，硬化のた
めの加熱の３段階の工程となるが、各工程ごとの温度制
御が必要なために別々の炉を使用するので、次工程に移
るときは金型ごと移動することになる。本方式によれ
ば、加熱工程に入る前にリード線を端子部に接続するだ
けでよく、余計な付帯設備が不要で取り付けも簡単で済
む。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、複雑な製品形状を有す
る成形品においても、キャビティ内の樹脂の硬化を所定
の硬化分布となるように制御でき、大きさも従来のまま
の成形用金型が提供できる。
る成形品においても、キャビティ内の樹脂の硬化を所定
の硬化分布となるように制御でき、大きさも従来のまま
の成形用金型が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示す説明図。
【図２】従来例を示す断面図。
【図３】実験的に求まる静的な温度−硬化曲線を示す特
性図。
性図。
１…金型、２…キャビティ、３…注入口、４…ヒータ、
５…リード線、６…端子部、７…熱電対、８…ヒータ出
力制御部、９…温度検出器、１０…プロセスコントロー
ラ、１１…計算機、１６…冷却孔、１７…熱電素子。
５…リード線、６…端子部、７…熱電対、８…ヒータ出
力制御部、９…温度検出器、１０…プロセスコントロー
ラ、１１…計算機、１６…冷却孔、１７…熱電素子。
Claims (1)
- 【請求項１】成形用金型において、前記成形用金型のキ
ャビティ近傍に温度検出手段と局所加熱手段とを複数個
設け、検出した温度に基づき熱硬化性樹脂の硬化の進行
度を表す指標を計算し、計算された指標に基づき前記成
形用金型の制御を行わせることを特徴とする成形用金
型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30623993A JPH07156151A (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30623993A JPH07156151A (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07156151A true JPH07156151A (ja) | 1995-06-20 |
Family
ID=17954678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30623993A Pending JPH07156151A (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07156151A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005343169A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-12-15 | Denso Corp | 熱硬化性樹脂の射出成形方法 |
| EP2699902A4 (en) * | 2011-04-19 | 2016-02-24 | Owens Corning Intellectual Cap | METHOD FOR ONLINE DETERMINATION OF CURING CONDITION OF FIBROUS PRODUCTS |
-
1993
- 1993-12-07 JP JP30623993A patent/JPH07156151A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005343169A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-12-15 | Denso Corp | 熱硬化性樹脂の射出成形方法 |
| EP2699902A4 (en) * | 2011-04-19 | 2016-02-24 | Owens Corning Intellectual Cap | METHOD FOR ONLINE DETERMINATION OF CURING CONDITION OF FIBROUS PRODUCTS |
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