JPH07241879A - 射出成形装置 - Google Patents

射出成形装置

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JPH07241879A
JPH07241879A JP3224194A JP3224194A JPH07241879A JP H07241879 A JPH07241879 A JP H07241879A JP 3224194 A JP3224194 A JP 3224194A JP 3224194 A JP3224194 A JP 3224194A JP H07241879 A JPH07241879 A JP H07241879A
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JP
Japan
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gate
opening
closing
injection molding
cavity
Prior art date
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Pending
Application number
JP3224194A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Suzuki
裕之 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication of JPH07241879A publication Critical patent/JPH07241879A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B29C45/0005Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
    • 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
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/28Closure devices therefor
    • B29C45/2806Closure devices therefor consisting of needle valve systems
    • B29C45/281Drive means therefor

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形品の形状に制限されることなく、また、
新たに金型の改良を必要とすることなく、繊維配向によ
る成形品の変形を防止することができる射出成形装置を
提供する。 【構成】 キャビティに連通する複数のゲート部を備え
た移動側金型を有し、その各ゲート部の開閉を行うため
のゲート開閉手段と、そのゲート開閉手段を駆動制御す
るための情報を算出する解析・演算手段を有し、その解
析・演算手段は、キャビティ内を流れる樹脂内の繊維配
向によって生じる成形品の変形が最小となるように、各
ゲート部のうちいずれのゲート部を開閉するかのゲート
選択情報と、その選択されたゲート部での開閉の度合い
およびその開閉のタイミングとを求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形装置、ホット
ランナ用の金型を有する射出成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より樹脂材料を金型内に注入して成
形する場合、この樹脂材料内に補強用繊維を添加するこ
とが行われている。このいわゆる、繊維強化樹脂材料の
補強用繊維の配向方向は、射出成形時における樹脂材料
の流れ状態と関連があり、この繊維配向が制御されない
状態で成形を行うと、繊維配向による物性の異方性が原
因となって成形品の不良が生じる問題があった。こうし
た問題に対し従来では、ゲート数やその配置を変更する
ことにより樹脂材料の流動領域を変化させ、繊維の配向
の制御を行っていた。しかし、この方法は多くの経験に
よる推量と試行錯誤とを必要とするため、最適なゲート
数やその配置を得るには多大な時間と労力を要してい
た。
【0003】そこで、例えば、特開平03−11481
1号公報に開示されているように、金型内に油圧等の駆
動系により可動する、例えば、ピン等の樹脂材料の流れ
を変更させるための変更用部材をキャビティ内に突出さ
せて組み込み、その突出深さ等を制御することにより、
樹脂材料の流れを変化させ、繊維の配向を制御するもの
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この特開平
03−114811号の方法では、油圧等の駆動系を新
たに組み込まなければならないため、金型の改良を必要
とする。この結果、金型が複雑かつ大型化し、コストア
ップが避けられない。さらに、成形品の形状によって
は、目的とする位置にこうした変更用部材を組み込むこ
とが不可能なケースが生じるといった問題もあった。
【0005】本発明はこれらの問題点を解決するために
なされたもので、成形品の形状に制限されることなく、
また、新たに金型の改良を必要とすることなく、繊維配
向による成形品の変形を防止することができる射出成形
装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の射出成形装置では、キャビティを有する固
定側金型と、そのキャビティに連通する複数のゲート部
およびその各ゲート部に連通するホットランナノズルを
備えた移動側金型とからなる射出成形金型と、この射出
成形金型を装着してその内部に繊維が含まれた加熱溶融
樹脂を射出する射出成形機とを備えた射出成形装置にお
いて、上記各ゲート部の開閉を行うためのゲート開閉手
段と、そのゲート開閉手段を駆動制御するための情報を
算出する解析・演算手段を有し、その解析・演算手段
は、上記キャビティ内を流れる樹脂内の繊維配向によっ
て生じる成形品の変形が最小となるように、上記各ゲー
ト部のうちいずれのゲート部を開閉するかのゲート選択
情報と、その選択されたゲート部での開閉の度合いおよ
びその開閉のタイミングとを求めることによって特徴付
けられている。
【0007】
【作用】キャビティ内で成形される成形品は、そのキャ
ビティ内に流れる樹脂材料の繊維配向によってその異方
性が決定される。この繊維配向は、図2に示すように、
スキン層aと中間層cは流動方向に対して繊維が平行で
ある度合が多く、また、スキン層bとコア層dは流動方
向に対して繊維が直交する度合が多いという特徴があ
る。また、スキン層a、スキン層bの厚みはファウンテ
ンフロー速度に依存し、一方、中間層c、コア層dの厚
みは樹脂材料の肉厚方向の速度分布に依存することか
ら、樹脂材料の肉厚方向の速度分布を任意に変更させる
ことにより、各配向層の厚みの制御が可能になる。例え
ば、射出速度の変化による中間・コア層の変化の解析結
果を示す図4に示すように、射出速度の変化により、樹
脂材料の肉厚方向の流速分布が変化し、それに伴って中
間・コア層の厚みの比率が変化していることがわかる。
このことから、樹脂材料の肉厚方向の流速分布を変化さ
せることにより繊維の配向を制御することができる。
【0008】したがって、解析・演算手段により、キャ
ビティ内を流れる樹脂内の繊維配向による成形品の変形
量を最小とするように、複数のゲート部のいずれかを選
択し、さらに、その選択したゲート部での開閉の度合い
とその開閉のタイミングを与えることによって、キャビ
ティ内を流れる樹脂材料の流速を最適とすることがで
き、繊維配向による物性をコントロールできる。
【0009】
【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。図1は本発明の実施例の構成を示す図である。
【0010】この射出成形装置は、移動側金型3aと、
この移動側金型3aに対向して配設された固定側金型3
bから構成された射出成形金型3と、この射出成形金型
3内のキャビティ6に、溶融状態にした樹脂材料1を加
圧流入し、この射出成形金型3内で固化することによ
り、このキャビティ6に相当する成形品を作製する射出
成形機12とから構成されている。
【0011】移動側金型3aには、収容室8が設けら
れ、その収容室8内にはキャビティ6に当接するシャッ
トオフバルブ7が複数個備えられている。また、この各
シャットオフバルブ7の周囲には、それぞれバンドヒー
タ2が設けられている。さらに、このシャットオフバル
ブ7内には、それぞれこのゲート部9を塞ぐバルブピン
5が設けられている。このバルブピン5は、サーボモー
タ4の駆動により上下に移動し、その動きによって樹脂
材料の射出速度の調整ができるようになっている。コン
ピュータ10には、ゲート9・・9のいずれを開閉する
か、また、その選択されたゲート9における開閉の度合
いとその開閉のタイミング、さらに、そのゲート9から
の樹脂材料1の射出速度を解析し、演算するようにプロ
グラムされており、その演算された出力に基づいて、サ
ーボモータ4は駆動制御される。
【0012】ここで、コンピュータ10による解析・演
算の方法について、そのフローチャートを示す図5を参
照しながら、以下に説明する。まず、入力情報として、
溶融粘度、密度、比熱、熱伝導率、pvT曲線などの樹
脂材料の流動に関わる物性データや、流量、注入樹脂温
度、金型温度などの成形条件データが入力される(STEP.
1)。そこで、これらの入力データに基づいて、樹脂流動
解析が行われる。つまり、その流動過程を3次元運動方
程式、連続の式、エネルギ方程式、および構成方程式で
モデル化した偏微分方程式を差分法で解き、流れ場を求
めることにより、樹脂の射出速度、圧力、温度などの状
態量を計算する(STEP.2)。
【0013】次に、この流動解析によって得られた状態
量に基づいて、キャビティ6内の樹脂材料1の速度分布
が得られる。この速度分布に基づいて、樹脂材料1内の
繊維の流れを解析することによって、各層における繊維
の配向角と、そのそれぞれの配向角がどのような割合で
分布するかについてのデータを得る(以下、繊維配向解
析という)(STEP.3)。
【0014】ここで、この繊維配向解析に基づいて、キ
ャビティ内を流れる樹脂内の繊維配向による成形品の変
形量を最小とするよう、キャビティ内を流れる樹脂の最
適な速度分布を求める。この速度分布を実現するため
に、ゲート部9・・9のいずれを開閉するか、また、その
選択されたゲート部9でのバルブピン5の移動の度合い
とその動作のタイミングを算出し、設定する(STEP.4)。
【0015】次に、さらにこのように設定された条件下
で射出成形が行われた場合の、成形品の縦横の伸び等の
変形量を予測解析(以下、異方性物性予測解析という)
する。この異方性物性予測解析の結果による変形量が許
容範囲でない場合には、その補正を行うべく、再び、(S
TEP.4)の過程を経て速度分布の補正を行う(STEP.5)。
【0016】図3は、このように設定された条件に基づ
くゲート部での動作および樹脂の流れを説明する図であ
る。(a)図に示すように、最初、設定されたタイミン
グで、ゲートG1のバルブピン5が設定された高さに引
き上げられ、樹脂材料が所定の射出速度でキャビティ6
内に射出される。さらに、(b)図に示すように、先の
樹脂材料の先端がゲートG2に達した時点で、ゲートG
2のバルブピン5が設定された高さに引き上げられ、新
たな樹脂の流れを導入し、樹脂材料の肉厚方向の速度分
布の変更がなされ、所定の速度分布が実現される。
【0017】なお、本発明実施例では、ゲート部の開閉
およびその開放度合いの調整を行うために、バルブピン
5をサーボモータの駆動によって動作させる構成とした
が、開放度合いを一定とする場合には、従来使用されて
いる油圧駆動系を用いてもよい。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の射出成形装
置によれば、各ゲート部の開閉を行うためのゲート開閉
手段と、そのゲート開閉手段を駆動制御するための情報
を算出する解析・演算手段を有し、その解析・演算手段
は、キャビティ内を流れる樹脂内の繊維配向によって生
じる成形品の変形が最小となるように、複数のゲート部
のうちいずれのゲート部を開閉するかのゲート選択情報
と、その選択されたゲート部での開閉の度合いおよびそ
の開閉のタイミングとを求める構成としたので、成形品
の形状に制限されることなく、また、新たに金型の改良
を必要とすることなく、従来の金型を使用でき、コスト
アップを伴わずに繊維配向による成形品の変形を防止す
ることができる。また、樹脂材料の流動開始タイミング
を制御できるので、ウェルドラインの位置を制御するこ
とも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の構成図
【図2】樹脂材料のファウンテンフローによる繊維配向
層を示す図
【図3】本発明実施例におけるゲート部での動作および
樹脂の流れを説明する図
【図4】射出速度の変化による中間・コア層の変化の解
析結果を示す図
【図5】本発明実施例に適用される解析・演算のフロー
チャートを示す図
【符号の説明】
1・・・・樹脂材料 3・・・・射出成形金型 4・・・・サーボモータ 5・・・・バルブピン 7・・・・シャットオフバルブ 9・・・・ゲート部 10・・・・コンピュータ 12・・・・射出成形機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャビティを有する固定側金型と、その
    キャビティに連通する複数のゲート部およびその各ゲー
    ト部に連通するホットランナノズルを備えた移動側金型
    とからなる射出成形金型と、この射出成形金型を装着し
    てその内部に繊維が含まれた加熱溶融樹脂を射出する射
    出成形機とを備えた射出成形装置において、上記各ゲー
    ト部の開閉を行うためのゲート開閉手段と、そのゲート
    開閉手段を駆動制御するための情報を算出する解析・演
    算手段を有し、その解析・演算手段は、上記キャビティ
    内を流れる樹脂内の繊維配向によって生じる成形品の変
    形が最小となるように、上記各ゲート部のうちいずれの
    ゲート部を開閉するかのゲート選択情報と、その選択さ
    れたゲート部での開閉の度合いおよびその開閉のタイミ
    ングとを求めることを特徴とする射出成形装置。
JP3224194A 1994-03-02 1994-03-02 射出成形装置 Pending JPH07241879A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001062468A1 (fr) 2000-02-24 2001-08-30 Toray Industries, Inc. Article moule en polyester renforce a la fibre de verre et procede de production correspondant
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