JPH10278086A - 薄肉部品の充填診断装置及び方法 - Google Patents

薄肉部品の充填診断装置及び方法

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JPH10278086A
JPH10278086A JP8704397A JP8704397A JPH10278086A JP H10278086 A JPH10278086 A JP H10278086A JP 8704397 A JP8704397 A JP 8704397A JP 8704397 A JP8704397 A JP 8704397A JP H10278086 A JPH10278086 A JP H10278086A
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JP
Japan
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filling
molding
shape
thin
molding machine
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JP8704397A
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Maki Saito
真樹 斎藤
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄肉部品の形状の客観的な成形の可否を示す
情報を提供し得る薄肉部品の充填診断装置及び方法を提
供する。 【解決手段】 成形品の形状のモデル情報、成形条件情
報等を入力し(1−2〜1−4)、入力された情報に基
づく成形品の充填圧力を求める算出する(1−5)。次
いで、算出された充填圧力と、予め登録していた成形機
の圧力限界値との比較し判断し報知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック部品の
製造を行う過程において、その部品の形状が加工可否で
あるか否かを決定する上で、判断情報を提供する薄肉部
品の充填診断装置及び方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、射出成形上のプラスチック樹脂の
充填過程を予測する流動解析から求まる圧力値から、樹
脂の金型内での流動性を判断し、成形が可能であるかを
決定する試みが行なわれる。しかしながら、計算から求
められる圧力結果からのみでは、値の大きさから予測さ
れる流動性の難しさを予測するのみで、その値に対する
明確な判断基準が得られない。
【0003】また、射出成形のシミュレーションプログ
ラムにおいて、計算を行うのに必要となるプラスチック
材料の物性データのデータベースや温度境界条件を決定
する金型材料の物性データのデータベースは有している
が、射出成形機などの能力を示し、計算結果から得られ
た値に対し、形状が加工可能かどうかの判断をできる情
報を提供するためのデータベースは有していなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、製品の小型
化、軽量化に伴い、製品を構成するプラスチック部品の
肉厚の薄肉化が望まれている。しかし、プラスチック部
品の薄肉化に伴い、プラスチック材料の流動性が問題に
なり、部品形状の決定は困難になる。
【0005】そこで、部品形状を決定するために、検討
するための金型を作成し、肉厚がどこまで薄くできる
か、もしくはこの薄い肉厚の形状が成り立つかなどを確
認する方法が考えられる。
【0006】しかし、この方法では、コストがかかる上
に、その次の新規製品の場合にも金型(仮型)を作成し
検討しなければならなくなる。
【0007】また、シミュレーションプログラムの流動
解析から求まる圧力値を見ても、流動可能かどうかの判
断は、明確に得られない。
【0008】本発明は、かかる問題点に鑑みなされたも
のであり、薄肉部品の形状の客観的な成形の可否を示す
情報を提供し得る薄肉部品の充填診断装置及び方法を提
供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、例えば本発明の薄肉部品の充填診断装置は以下のよ
うな構成を備える。すなわち、薄肉プラスチック成形品
の製品設計における薄肉部の肉厚や形状の決定に情報提
供を行う薄肉部品の充填診断装置であって、成形品の形
状のモデル情報、成形条件情報を入力する入力手段と、
入力された情報に基づく成形品の充填圧力を求める算出
手段と、算出手段で算出された充填圧力と、予め登録し
ていた成形機の圧力限界値との比較結果を報知する報知
手段とを備える。
【0010】また、本発明の好適な実施態様に従えば、
診断装置を構成するシミュレーションプログラムにおけ
る流動解析から求まる圧力値は、計算対象としてモデル
化した形状に与えられる。通常、モデル化した形状とは
部品を加工するために金型内に形成される成形品部とス
プル部、ランナー部にて構成される。
【0011】そこで、計算上求まる成形品の充填圧力と
は、モデル化された形状の中で、樹脂が一番最初に流れ
始める位置の、最終充填時間の充填圧力を指す。
【0012】一方、射出成形機から得られる成形品や条
件から決まる充填圧力は、射出成形機のシリンダを押す
油圧の圧力値または、その油圧値のノズル部の換算値で
ある。しかし、この成形機における充填圧力と流動解析
から求まる充填圧力とは、対応がついていない。
【0013】そこで、射出成形機における充填圧力の限
界値をシミュレーションプログラムの流動解析から求ま
る充填圧力値と対応を取ることを考える。
【0014】ある薄肉の成形品形状をキャビティに有す
る金型をある射出成形機で形成する。その時、成形条件
である樹脂温度(ノズル部)を下げることにより、樹脂
の充填性が落ち、ショートショットになり始める。そこ
で、樹脂を充填させるために、射出速度を上げると、成
形機に充填時の油圧の値が高くなり、成形機が動作をス
トップする条件が生じる。その時の条件にて、シミュレ
ーションプログラムで計算を行い、その時の計算から求
まる充填圧力をその形成機の限界圧力とする。以上のよ
うにして、プラスチックMo部品の薄肉部品において、
充填が心配される形状の成形の可否が客観的に判断で
き、仮型等の作成の検討を除くことが可能となるが、以
下に本発明の実施形態を説明する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施形態を詳細に説明する。
【0016】先ず、図1に従って、システム全体構成を
説明する。実施形態は、図1に示すシステム構成におい
て作動する解析シミュレーションであり、薄肉Mo部品
の、成形機ごとによる充填が可能かどうかの判断を提供
する。
【0017】図1において、1は解析計算システムがイ
ンストールされているハードディスクであり、成形機の
最大充填圧力の許容値をデータベースとして記憶してい
る。
【0018】2はCADシステムであって、作成された
対象製品モデルに対応する情報はLANを介してハード
ディスク1に転送され保存される。尚、CADシステム
は本装置上で動作するアプリケーションで構築する場合
には、必ずしもLANは必要ない。また別装置上でCA
Dシステムを構築する場合であっても、例えば記憶媒体
を介してデータを入力するようにしてもよい。3はディ
スプレイであって、ユーザはこのディスプレイ3上の画
面上にて解析可能なようにモデル形状を作成、または、
最初からディスプレイ上にてモデル形状の作成を行う。
4は装置全体の制御を司るCPUであり、そのモデル形
状の充填圧力を求める処理をも行なう。
【0019】さて、上記構成においては、予め、使用す
る成形機を選択しておき、データベースに登録されてい
るその選択された成形機の充填圧力の限界値と、求めら
れた成形品の充填圧力との比較が為され、充填可否の判
断がなされる。
【0020】図2に上記システムにおける構成とその流
れを示す。
【0021】図中、1−1は対象となる製品モデルを成
型するデータ入力装置である。1−1で形成された製品
モデルに対し、1−2の樹脂データベースで候補の材料
を入力し、1−3の成形条件入力部においては、材料が
許容する成形条件を入力する。また、1−4は成形機の
充填圧力の限界値を提供するデータベースである。
【0022】ここで、使用対象成形機を選択し、1−2
〜1−4でもって、対象の製品モデルが選択された材
料、成形条件、成形機で充填可能かの判断を行う前提を
決定する。
【0023】1−5において、上記条件で計算し、1−
6の結果出力装置で限界値と比較し、判断を行う。
【0024】部品の形状、用いる成形材料、使用する成
形機の3要素により、Mo部品の成形が可能であるかの
判断ができる。もしも、充填不可の判定がなされた場
合、その旨をディスプレイに表示し、部品の形状(ある
部分の肉厚など)または成形材料を変えて充填可能な判
定を得るような工夫を行わせる。
【0025】充填可能と判定された部品の形状は、1−
7のCAD図面にフィードバックされ、仮型を製作せ
ず、部品形状の決定をはかることができる。
【0026】次に、実際の成形例による成形機の充填圧
の限界値の設定、並びに充填可否の判定例を示す。
【0027】図3に示すような薄肉Mo部品の金型を用
意し、150tの成形機にて成形を行う。ここで、図3
のMo部品に対し、射出速度を徐々に大きくして成形す
ることを考える。薄肉部品に対し、高速で成型する場
合、樹脂の流動抵抗が大きくなり、充填圧力が大きくな
る。
【0028】この時、充填圧力が大きくなっていくと、
成形機が圧力異常によりストップする条件が見いだされ
る。この時の条件を充填圧力の限界値と考える。
【0029】ここで、図3のMo部品に対し、シミュレ
ーションを行う。図4は、シミュレーションのために作
成されたモデル形状を示している。
【0030】この部品に対し、上記の成形時の条件を設
定し、シミュレーションを行う。成形機にて設定する射
出速度に対応するシミュレーション上の条件は、充填時
間に相当する。
【0031】その充填時間を変えた時の計算上の充填圧
力結果を図7に示す。
【0032】実際の成形結果では、図7の充填時間の
0.08sに近い条件において、圧力異常が見られてい
る。そこで、充填時間0.1s〜0.08sの間の条件
にて限界が見られると判断する。
【0033】例えば、他の条件、成形品の基本肉厚に注
目する。
【0034】現状の基本肉厚は1.0mmである。ここ
で、他の成形条件を一定にして、基本肉厚を薄くしてい
くと、実際に成形において、充填しずらくなる。それと
同様に、解析上においても、結果として充填圧力が大き
くなって行くことが確認される。これは、流れずらさ
が、どのような因子を変化させても、計算上求まる充填
圧力に示されることを意味する。
【0035】上記の成形機の場合、図7の結果より、安
全を見て、150MPaを充填圧の限界値として、デー
タベースに登録する。
【0036】次に、実際の適用例を示す。
【0037】図5に示す形状で全体的に薄肉形状である
が、特に部分的に0.35mmの箇所があるとする。こ
れを、実際に解析(充填時間を0.5秒以下の条件)を
行ったところ、図6のような圧力変化になり、充填圧力
が100MPa前後の結果となった。
【0038】上述した成形機の充填圧の限界値が150
MPaであるので、データベースにて上記の成形機にて
充填可否の判定を求めるならば、図5に示す形状は充填
可であるとの結果が得られる。
【0039】この製品に対し、使用材料PC−G(PC
ガラス入り材)を使用し、成形条件として、ノズル樹脂
温度設定310℃、金型設定温度110℃をフィードバ
ックし、実際の成形に適用している。
【0040】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。
【0041】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPU
やMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。
【0042】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【0043】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク,ハードディス
ク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD
−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROMな
どを用いることができる。
【0044】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0045】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【0046】
【発明の効果】以上の発明により、プラスチックMo部
品の薄肉部品において、充填が心配される形状の成形の
可否が判断でき、仮型等の作成の検討を除くことが可能
となる。
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態のシステム構成図である。
【図2】実施形態の装置構成とその処理の流れを示す図
である。
【図3】実施形態におけるMo部品の一例を示す図であ
る。
【図4】図3の部品のモデルを示す図である。
【図5】他のモデルの一例を示す図である。
【図6】図5における充填圧力の変化を示す図である。
【図7】図3のMO部品における充填時間と、それぞれ
の計算上の充填圧力との対応関係を示す図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄肉プラスチック成形品の製品設計にお
    ける薄肉部の肉厚や形状の決定に情報提供を行う薄肉部
    品の充填診断装置であって、 成形品の形状のモデル情報、成形条件情報を入力する入
    力手段と、 入力された情報に基づく成形品の充填圧力を求める算出
    手段と、 算出手段で算出された充填圧力と、予め登録していた成
    形機の圧力限界値との比較結果を報知する報知手段とを
    備えることを特徴とする薄肉部品の充填診断装置。
  2. 【請求項2】 前記成形機の圧力限界値はデータベース
    化されていることを特徴とする請求項第1項に記載の薄
    肉部品の充填診断装置。
  3. 【請求項3】 前記データベースより、使用する成形機
    を選択する選択手段とを備え、 前記算出手段は、計算対象とする成形品の形状をモデル
    化し、材料データや成形条件を入力条件として計算を行
    ない、成形品の充填圧力を求め、 前記報知手段は、前記選択手段で選択された成形機の圧
    力限界値と前記算出手段で算出した充填圧力とを比較
    し、成形の可否を報知することを特徴とする請求項第2
    項に記載の薄肉部品の充填診断装置。
  4. 【請求項4】 薄肉プラスチック成形品の製品設計にお
    ける薄肉部の肉厚や形状の決定に情報提供を行う薄肉部
    品の充填診断方法であって、 成形品の形状のモデル情報、成形条件情報を入力する入
    力工程と、 入力された情報に基づく成形品の充填圧力を求める算出
    工程と、 算出工程で算出された充填圧力と、予め登録していた成
    形機の圧力限界値との比較結果を報知する報知工程とを
    備えることを特徴とする薄肉部品の充填診断方法。
JP8704397A 1997-04-04 1997-04-04 薄肉部品の充填診断装置及び方法 Withdrawn JPH10278086A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010157092A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Keihin Corp 金型設計支援プログラム及び金型設計支援装置
JP2010201822A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Toray Ind Inc 流体流動過程の解析装置、解析方法及び解析プログラム
IT201900005646A1 (it) * 2019-04-12 2020-10-12 Inglass Spa “Metodo implementato via software per elaborare risultati di una simulazione realizzata con software di analisi agli elementi finiti”

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