JPH07276434A - 射出成形装置 - Google Patents
射出成形装置Info
- Publication number
- JPH07276434A JPH07276434A JP7060294A JP7060294A JPH07276434A JP H07276434 A JPH07276434 A JP H07276434A JP 7060294 A JP7060294 A JP 7060294A JP 7060294 A JP7060294 A JP 7060294A JP H07276434 A JPH07276434 A JP H07276434A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thickness
- resin material
- cavity
- injection molding
- fiber orientation
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/58—Measuring, controlling or regulating
- B29C2043/5833—Measuring, controlling or regulating movement of moulds or mould parts, e.g. opening or closing, actuating
Landscapes
- 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
る成形品の変形や強度の低下を防止することができる射
出成形装置を提供する。 【構成】 各ゲート部直下のキャビティ内に、各ゲート
部の直下から平板流領域に至る拡散領域を流れる樹脂材
料の厚みを調整するための厚み調整手段を備え、かつ、
その厚み調整手段を駆動制御するための情報を算出する
解析・演算手段を有するとともに、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、樹脂材料の厚み
を求める。
新たに金型の改良を必要とすることなく、繊維配向によ
る成形品の変形や強度の低下を防止することができる射
出成形装置を提供する。 【構成】 各ゲート部直下のキャビティ内に、各ゲート
部の直下から平板流領域に至る拡散領域を流れる樹脂材
料の厚みを調整するための厚み調整手段を備え、かつ、
その厚み調整手段を駆動制御するための情報を算出する
解析・演算手段を有するとともに、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、樹脂材料の厚み
を求める。
Description
【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。
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。
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０３−１８４８２
０号公報に開示されているように、金型キャビティの肉
厚方向の中間位置に流れの変更部材を設け、樹脂の流れ
を肉厚方向に二分し、せん断速度層を４層形成すること
で、繊維配向層を制御するものがある。
０号公報に開示されているように、金型キャビティの肉
厚方向の中間位置に流れの変更部材を設け、樹脂の流れ
を肉厚方向に二分し、せん断速度層を４層形成すること
で、繊維配向層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、変更用部材の組み込
みに大幅な改良を必要とするため、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。
０３−１１４８１１号の方法では、変更用部材の組み込
みに大幅な改良を必要とするため、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や強度の低下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。
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や強度の低下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、上記各ゲート部直下のキャビティ内に、上記各ゲ
ート部の直下から平板流領域に至る拡散領域を流れる樹
脂材料の厚みを調整するための厚み調整手段を備え、か
つ、その厚み調整手段を駆動制御するための情報を算出
する解析・演算手段を有するとともに、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、上記樹
脂材料の厚みを求めることによって特徴付けられてい
る。
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、上記各ゲート部直下のキャビティ内に、上記各ゲ
ート部の直下から平板流領域に至る拡散領域を流れる樹
脂材料の厚みを調整するための厚み調整手段を備え、か
つ、その厚み調整手段を駆動制御するための情報を算出
する解析・演算手段を有するとともに、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、上記樹
脂材料の厚み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４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、他の二層
に比べて相対的に薄いため、繊維配向による物性の異方
性（収縮量等）は中間層ｃおよびコア層ｄの厚みの比率
によって決定されるといえる。
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４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、他の二層
に比べて相対的に薄いため、繊維配向による物性の異方
性（収縮量等）は中間層ｃおよびコア層ｄの厚みの比率
によって決定されるといえる。
【０００８】ここで、中間層ｃおよびコア層ｄの厚みは
樹脂材料の肉厚方向の速度分布に依存し、かつ拡散流領
域で決定されることから、この領域での成形品の肉厚を
任意に変更させ、肉厚方向の速度分布を変化させること
で各配向層の厚み（特にコア層）の制御が可能になる。
樹脂材料の肉厚方向の速度分布に依存し、かつ拡散流領
域で決定されることから、この領域での成形品の肉厚を
任意に変更させ、肉厚方向の速度分布を変化させること
で各配向層の厚み（特にコア層）の制御が可能になる。
【０００９】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、樹脂材料の厚みを求め、その樹
脂材料の肉厚方向の速度分布を変更することによって、
各繊維配向層の厚みが制御され、樹脂を含有した成形品
の物性がコントロールされる。
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、樹脂材料の厚みを求め、その樹
脂材料の肉厚方向の速度分布を変更することによって、
各繊維配向層の厚みが制御され、樹脂を含有した成形品
の物性がコントロールされる。
【００１０】
【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。
明する。図１は本発明の実施例の構成を示す図である。
【００１１】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。
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。
【００１２】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。
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。
【００１３】また、固定側金型３ｂには、ゲート５・・・・
５の直下から平板流領域に至る拡散流領域のキャビティ
６部分に、樹脂材料の厚みを調整するための厚み調整ピ
ン４が設けられている。この厚み調整ピン４は、ゲート
５・・・・５から射出される樹脂材料をその上面で受けるた
めの平板状部材とその平板状部材を支持する支持部材と
から構成されている。
５の直下から平板流領域に至る拡散流領域のキャビティ
６部分に、樹脂材料の厚みを調整するための厚み調整ピ
ン４が設けられている。この厚み調整ピン４は、ゲート
５・・・・５から射出される樹脂材料をその上面で受けるた
めの平板状部材とその平板状部材を支持する支持部材と
から構成されている。
【００１４】この構成の厚み調整ピン４は、拡散流領域
のキャビティ６部分に嵌め込まれ、図２に示すように、
上下に摺動自在の構成となっている。この厚み調整ピン
４は、拡散領域９を流れる樹脂材料１の厚みが、後述す
るプログラムにより求められた厚みとなる位置まで移動
するようになっている。
のキャビティ６部分に嵌め込まれ、図２に示すように、
上下に摺動自在の構成となっている。この厚み調整ピン
４は、拡散領域９を流れる樹脂材料１の厚みが、後述す
るプログラムにより求められた厚みとなる位置まで移動
するようになっている。
【００１５】また、コンピュータ１０には、この拡散領
域９を流れる樹脂材料１の厚みを変更するための厚み調
整ピン４を駆動制御するための情報を算出するための解
析・演算プログラムが組み込まれている。この解析・演
算プログラムによって、キャビティ６内を流れる樹脂材
料１内の繊維配向によって生じる成形品の変形が最小と
なるような、拡散流領域のキャビティ６部分の樹脂材料
の厚みが求められる。そして、厚み調整ピン４の駆動部
（図示せず）は、樹脂材料の厚みがこの求められた値と
なるように、厚み調整ピン４を上下に移動させる。
域９を流れる樹脂材料１の厚みを変更するための厚み調
整ピン４を駆動制御するための情報を算出するための解
析・演算プログラムが組み込まれている。この解析・演
算プログラムによって、キャビティ６内を流れる樹脂材
料１内の繊維配向によって生じる成形品の変形が最小と
なるような、拡散流領域のキャビティ６部分の樹脂材料
の厚みが求められる。そして、厚み調整ピン４の駆動部
（図示せず）は、樹脂材料の厚みがこの求められた値と
なるように、厚み調整ピン４を上下に移動させる。
【００１６】ここで、コンピュータ１０による解析・演
算の方法について説明する。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。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。
算の方法について説明する。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。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。
【００１７】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）。
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）。
【００１８】さらに、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、キャビティ６内を流れる樹脂材料１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な、拡散流
領域のキャビティ６部分の樹脂材料の厚みが求められ
る。この求められた厚みとなるよう厚み調整ピン４を駆
動するための信号が駆動部に出力される。
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、キャビティ６内を流れる樹脂材料１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な、拡散流
領域のキャビティ６部分の樹脂材料の厚みが求められ
る。この求められた厚みとなるよう厚み調整ピン４を駆
動するための信号が駆動部に出力される。
【００１９】なお、厚み調整手段として、上記した厚み
調整ピン４に限ることなく、以下に説明する部材を用い
ることもできる。例えば、図３に示すように、底面にゲ
ート５０を有する箱状の成形品（１５０×１１０×８０
ｍｍ）を用い、このときのゲート底面部（１５０×１１
０ｍｍ）の肉厚ｔを変化させることによって、樹脂材料
の肉厚方向の速度分布を変更するものがある。この肉厚
ｔを２．５ｍｍおよび３．５ｍｍとしてそれぞれ射出成
形を行い、このとき得られた成形品端部の肉厚方向の繊
維配向角を調べた結果を、図５に示す。この図から明ら
かなように、流れ方向に対して直交する繊維が多い層
（中間層）と、平行な繊維が多い層（コア層）の厚みが
変化していることがわかる。
調整ピン４に限ることなく、以下に説明する部材を用い
ることもできる。例えば、図３に示すように、底面にゲ
ート５０を有する箱状の成形品（１５０×１１０×８０
ｍｍ）を用い、このときのゲート底面部（１５０×１１
０ｍｍ）の肉厚ｔを変化させることによって、樹脂材料
の肉厚方向の速度分布を変更するものがある。この肉厚
ｔを２．５ｍｍおよび３．５ｍｍとしてそれぞれ射出成
形を行い、このとき得られた成形品端部の肉厚方向の繊
維配向角を調べた結果を、図５に示す。この図から明ら
かなように、流れ方向に対して直交する繊維が多い層
（中間層）と、平行な繊維が多い層（コア層）の厚みが
変化していることがわかる。
【００２０】
【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、各ゲート部直下のキャビティ内に、上記各
ゲート部の直下から平板流領域に至る拡散領域を流れる
樹脂材料の厚みを調整するための厚み調整手段を備え、
かつ、その厚み調整手段を駆動制御するための情報を算
出する解析・演算手段を有するとともに、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
樹脂材料の厚みを求める構成としたので、繊維配向層の
厚みを制御することができ、繊維の配向による物性の異
方性を制御することが可能となる。この結果、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や強度の低
下を防止することができる。
置によれば、各ゲート部直下のキャビティ内に、上記各
ゲート部の直下から平板流領域に至る拡散領域を流れる
樹脂材料の厚みを調整するための厚み調整手段を備え、
かつ、その厚み調整手段を駆動制御するための情報を算
出する解析・演算手段を有するとともに、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
樹脂材料の厚みを求める構成としたので、繊維配向層の
厚みを制御することができ、繊維の配向による物性の異
方性を制御することが可能となる。この結果、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や強度の低
下を防止することができる。
【図１】本発明実施例の構成図
【図２】本発明実施例の要部の動作を説明する図
【図３】本発明の他の実施例に適用される厚み調整手段
を説明する図
を説明する図
【図４】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
層を示す図
【図５】本発明の他の実施例に適用される厚み調整手段
を用いて、得られた成形品端部の中間層・コア層の変化
の解析結果を示す図
を用いて、得られた成形品端部の中間層・コア層の変化
の解析結果を示す図
１・・・・樹脂材料 ３・・・・射出成形金型 ３ａ・・・・移動側金型 ３ｂ・・・・固定側金型 ４・・・・厚み調整ピン ５・・・・ゲート ６・・・・キャビティ ９・・・・拡散領域 １０・・・・コンピュータ １２・・・・射出成形機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 101:12 105:12
Claims (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
ト部直下のキャビティ内に、上記各ゲート部の直下から
平板流領域に至る拡散領域を流れる樹脂材料の厚みを調
整するための厚み調整手段を備え、かつ、その厚み調整
手段を駆動制御するための情報を算出する解析・演算手
段を有するとともに、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、上記樹脂材料の厚みを求
めることを特徴とする射出成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7060294A JPH07276434A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 射出成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7060294A JPH07276434A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 射出成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07276434A true JPH07276434A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13436290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7060294A Pending JPH07276434A (ja) | 1994-04-08 | 1994-04-08 | 射出成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07276434A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010066805A (ko) * | 1999-05-27 | 2001-07-11 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 플라스틱 광섬유 제조공정 |
| JP2002273772A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | 射出成形品の構造強度シミュレーション方法及び装置 |
| EP3486064A1 (de) * | 2017-11-17 | 2019-05-22 | Kunststoff-Fröhlich GmbH | Spritzgussvorrichtung und -verfahren |
-
1994
- 1994-04-08 JP JP7060294A patent/JPH07276434A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010066805A (ko) * | 1999-05-27 | 2001-07-11 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 플라스틱 광섬유 제조공정 |
| JP2002273772A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | 射出成形品の構造強度シミュレーション方法及び装置 |
| JP4574880B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2010-11-04 | 東レエンジニアリング株式会社 | 射出成形品の構造強度シミュレーション方法及び装置 |
| EP3486064A1 (de) * | 2017-11-17 | 2019-05-22 | Kunststoff-Fröhlich GmbH | Spritzgussvorrichtung und -verfahren |
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