JPH10278089A - 射出成形プロセスのシミュレーション方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂成形品としての最終的な状態での反り、
ひけ等に起因する樹脂成形品の変形量の算出を、より少
ない投資と解析作業時間で実現することを可能にした射
出成形プロセスのシミュレーション方法及びその装置を
提供する。 【解決手段】 金型及び樹脂部品の形状データと解析条
件データを入力し、その形状データに基づいて形状モデ
ルを作成し、その形状モデルを複数の微小要素に分割す
る（Ｓ１）。金型への樹脂の流入口から複数の微小要素
のそれぞれへの到達パラメータ（ｘ）を変数とした樹脂
温度及び樹脂圧力の分布と、その関数を求め（Ｓ２）、
それら樹脂温度と樹脂圧力の分布及びそれら関数に基づ
いて初期設計パラメータを評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型及び樹脂成形
品の形状及び各種成形条件データに基づいて、射出成形
される樹脂成形品の形状を予測する射出成形プロセスの
シミュレーション方法及びその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、射出成形プロセス及びその射出成
形により製造される成形品そのものの不良を事前に予測
し、樹脂成形品や金型の最適設計および射出成形条件の
最適化を行うための射出成形プロセスのシミュレーショ
ンシステムが提案されている。特に、ウエルド位置（ウ
エルドライン）、樹脂温度／圧力バランスの予測からゲ
ート位置の最適化を行ったり、樹脂成形品の温度分布の
推移の予測から水管配置などの金型設計の最適化を行う
ことなどは、もはや日常化していると言っても過言では
ない。

【０００３】更に近年では、樹脂成形品のコスト削減
と、製品設計から量産開始までの期間を短縮するため
に、樹脂成形品における反り、ヒケなどの形状変化に関
する不良現象の排除を考慮して、樹脂成形品および金型
を設計することが強く望まれており、その予測に対する
期待は大きくなってきている。このような樹脂成形品に
おける形状変化の予測を行なうためには、樹脂充填、保
圧流動、型内および離型後の冷却プロセスを解析し、更
にこれらの解析結果を基にした熱歪み解析を実行し、そ
れぞれのプロセスを実行する過程で、金型内外の成形用
樹脂の状態量（温度、圧力、密度等）の変化を計算し、
予測する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの解析・計算を
実行するには、一連のプロセスをそれぞれ解析する機能
を持つソフトウェア群と、それらを時間的に十分に満足
出来るレベルで実行するための演算能力、そして膨大な
計算結果データを格納する記憶媒体を備えたハードウェ
ア環境を整える必要がある。ソフトウェア群に関して
は、現状では一般的なアルゴリズムとして完成されてい
ないレベルのものであり、これからの研究開発に頼る要
素が非常に多い。また、幾つかの射出成形プロセス毎に
異なるモジュールで構成されることが多く、それらの開
発のボリュームも膨大なものとなることを考慮すると、
これらのソフトウェアを開発するには膨大な投資が必要
となる。また、一般に流通しているソフトウェアを用い
て調整するとしても、樹脂の充填、保圧流動、金型内お
よび離型後の冷却状態を求め、更にこれらの計算結果を
基にした熱歪み解析を行うという、多くの機能を有する
ものであるため、おのずとその様な機能を備えたシステ
ムは高価なものとなる。

【０００５】更に、整えるべきハードウェア環境もま
た、上述した計算を実行する十分な演算能力とデータ保
存媒体を整えなければならず、そのためには少なからず
の投資が必要となる。

【０００６】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、樹脂成形品としての最終的な状態での反り、ひけ等
に起因する樹脂成形品の変形量の算出を、より少ない投
資と解析作業時間で実現することを可能にした射出成形
プロセスのシミュレーション方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】本発明の目的は、樹脂の金型内への充填時
における樹脂の温度及び圧力分布を算出し、その温度及
び圧力分布において特異領域に分散している値の有無に
基づいて初期設計パラメータの適否を判断する射出成形
プロセスのシミュレーション方法及びその装置を提供す
ることにある。

【０００８】また本発明の目的は、保圧流動、型内及び
離型後の冷却などの熱歪み解析を行わなくても、射出成
形時に発生する種々の不良現象を予測できる射出成形プ
ロセスのシミュレーション方法及びその装置を提供する
ことにある。

【０００９】また本発明の目的は、実際に射出成形を行
わなくても、最適な設計パラメータを得ることができる
射出成形プロセスのシミュレーション方法及びその装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の射出成形プロセスのシミュレーション方法は
以下のような工程を備える。即ち、樹脂部品の射出成形
プロセスのシミュレーション方法であって、金型及び樹
脂部品の形状データに基づいて形状モデルを作成し、当
該形状モデルを複数の微小要素に分割する工程と、前記
樹脂部品の設計パラメータを入力する入力工程と、前記
金型への樹脂の流入口から前記複数の微小要素のそれぞ
れへの到達パラメータ（ｘ）を変数とした樹脂温度の関
数（ｔ＝ｆ［ｘ］）及び樹脂圧力の関数（ｐ＝ｇ
［ｘ］）を求める流動解析工程と、前記流動解析工程で
求めた前記到達パラメータ、前記樹脂温度、前記樹脂圧
力および前記関数に基づいて前記金型内における前記樹
脂温度及び樹脂圧力の分散値を表示する表示工程と、前
記樹脂温度及び樹脂圧力の分散値に基づいて前記入力工
程で入力された設計パラメータを評価する評価工程とを
有することを特徴とする。

【００１１】また上記目的を達成するために本発明の射
出成形プロセスのシミュレーション装置は以下のような
構成を備える。即ち、樹脂部品の射出成形プロセスのシ
ミュレーション装置であって、金型及び樹脂部品の形状
データに基づいて形状モデルを作成し、当該形状モデル
を複数の微小要素に分割する手段と、前記樹脂部品の設
計パラメータを入力する入力手段と、前記金型への樹脂
の流入口から前記複数の微小要素のそれぞれへの到達パ
ラメータ（ｘ）を変数とした樹脂温度の関数（ｔ＝ｆ
［ｘ］）及び樹脂圧力の関数（ｐ＝ｇ［ｘ］）を求める
流動解析手段と、前記流動解析手段で求めた前記到達パ
ラメータ、前記樹脂温度、前記樹脂圧力および前記関数
に基づいて前記金型内における前記樹脂温度及び樹脂圧
力の分散値を表示する表示手段と、前記樹脂温度及び樹
脂圧力の分散値に基づいて前記入力工程で入力された設
計パラメータを評価する評価手段とを有することを特徴
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本実施の形態を説明する前
に、本実施の形態の射出成形プロセスにおける流動解析
の評価方法及び装置の基本となる考え方について説明す
る。

【００１３】常温でかつ大気圧での状態で安定した最終
的な樹脂成形品に生じる、ひきや反りなどの形状変形に
はさまざまな要因が考えられるが、金型内での樹脂の流
動、保圧流動、型内冷却過程における樹脂の温度変化、
圧力変化による影響が大きいと考えられる。射出成形用
の樹脂は、樹脂を金型内に充填する過程で、流入口から
導入され金型内を流れていくに従って徐々に温度と圧力
が低下していき、成形品全体から見たときに樹脂の温度
及び圧力に分布が生じる。また金型内に樹脂が充填され
た後も、樹脂流入口から圧力がかけられ（保圧）、密度
増加に伴う体積収縮を補うために樹脂が補充される（補
償流動）。更に、流入口付近の樹脂が固化して補償流動
が発生しなくなった後の過程において、成形用樹脂の温
度、圧力が低下していき、徐々に成形品全体の温度及び
圧力が均一化していく。しかし、まだ樹脂の温度及び圧
力の分布が存在する途中の段階においては、成形用樹脂
において液相から固相への相変化が起こり、その時点で
の樹脂の挙動が最終的な成形品の変形量に大きな影響を
与えると考えられる。

【００１４】従って、射出成形プロセスにおいて、樹脂
の温度と圧力が成形品全体に均一に推移していくなら
ば、成形品の体積が均等収縮するだけとなり、反りなど
の形状の変形は発生しにくいと考えられる。しかし、射
出成形の性質上、金型内に樹脂が充填されるに従って樹
脂の温度は低下し、その圧力損失は大きくなっていくた
め、樹脂成形品全体に亙って樹脂の温度及び圧力変化を
均一に推移させることは非常に困難である。従って、成
形品における反りなどの変形量を小さくするためには、
樹脂の充填時における金型内での樹脂の温度分布、圧力
分布を可能な限り小さくすることが重要となる。これに
は、樹脂の温度分布のムラの原因となる剪断発熱や、圧
力分布ムラの原因となる複数の充填端への最終到達時間
の時間差をなくすことが重要となる。

【００１５】以下、添付図面を参照して本発明の好適な
実施の形態を詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施の形態の射出成形プ
ロセスのシミュレーション装置における評価処理を示し
たフローチャートである。

【００１７】先ずステップＳ１で、対象となる射出成形
モデルの金型形状および成形品形状を示すモデルデー
タ、樹脂データ、その成形条件データを入力する。ここ
では、金型および成形品の形状モデルを、有限要素法、
境界要素法、差分法等を含む数値解析法で使えるような
複数の微小要素に分割し、更に、計算に用いる樹脂の粘
性、ＰＶＴや機械的物性などのデータ、また、射出、保
圧、冷却条件などの各種成形条件データを入力し、その
条件データを作成する。

【００１８】次にステップＳ２で、充填解析を行なう。
ここでは、ステップＳ１で作成したモデルデータ及び条
件データを用いて、成形用樹脂が金型内を充填する過程
における、各微小要素内での樹脂温度、圧力、剪断速
度、剪断応力の変化を算出する。

【００１９】そしてステップＳ３では、そのステップＳ
２で算出されたデータを分析する。ここでは、先ず、各
々の微小要素における樹脂温度、圧力、剪断速度、剪断
応力などの計算結果から、樹脂温度及び樹脂圧力の各々
について、スプルーからの射出開始からの各微小要素ま
での到達時間を変数とした関数を求め、これを評価す
る。

【００２０】ここで求めた関数と、各々の微小要素にお
ける値（樹脂温度、樹脂圧力）をグラフに表して表示し
た場合、その関数およびグラフは、右下がりの（時間の
経過とともに温度及び圧力が低下する）傾向を示す状態
が良い状態と考える。そして、この関数を示す曲線から
所定距離離れた領域、及びその関数を示す曲線から大き
く離れた領域に温度或は圧力分布が存在する場合は、そ
の樹脂温度或は樹脂圧力特性は不良であると判断する。

【００２１】樹脂の温度については、流入口から離れた
場所で、流入口の温度よりも極めて高いか、それに近い
温度を示す領域が存在すれば、剪断発熱によるヤケが発
生する可能性があると判断する。また、流動停止温度よ
りも低い温度を示す領域が存在すれば、その部分でショ
ートショットが発生する可能性が高いと判断し、不良で
あると判断する。また樹脂の到達時間が長く、しかも樹
脂温度が高い領域が広く存在する場合、剪断発熱が大き
く発生したとみなし、また到達時間が短いのに温度が低
い領域が存在する場合、dead flow（流動停止）や過冷
却が発生したとみなし、これらもまた不良であると判断
する。

【００２２】また樹脂の圧力については、到達時間が長
くて圧力が高い領域が存在すれば、各々の充填端への到
達時間に差が発生して圧力バランスが悪い状態になった
とみなし、この場合も不良であると判定する。

【００２３】また、関数の曲線から大きく離れた領域を
判定する方法として、各々の微小要素について、各々の
到達時間に対する樹脂温度、圧力の値と、その関数値と
の差の絶対値、２乗値などを求め、これらの値が所定値
を越えているかどうかで判断するなどの方法が考えられ
る。これらの判断により、不良であると判断された場
合、これを改善するための対策として、設計パラメータ
を許容範囲内で変更し、入力する解析モデルや解析デー
タを変更する（ステップＳ４）。

【００２４】ここでは、変更可能な設計パラメータと、
その許容範囲を予め与えておき、その範囲内で有効だと
推察されるものから優先順位を付け、順次再計算を行な
う。更に、再度前述と同様な評価を行なって設計用の各
種パラメータを求めて、これらを繰返すことにより、最
適設計パラメータを求める。

【００２５】図２は、本実施の形態の射出成形プロセス
のシミュレーション装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００２６】１００は解析モデル及び解析条件データ入
力部で、射出成形で使用する金型及びその成形品の形状
モデルと、使用する樹脂データ及び成形条件データを入
力する。ここでは、その形状モデルを、有限要素法、境
界要素法及び差分法を含む数値解析法で使用できるよう
な複数の微小要素に分割する。こうして分割した微小要
素に関する情報、及び樹脂の粘性、機械的物性などのデ
ータ、更には射出、保圧、冷却条件などの各種成形条件
データを作成する。１１０はこうして作成された微小要
素データ、成形条件データを示している。

【００２７】１０１は充填解析部で、成形用樹脂が型内
を充填する過程における温度、圧力、剪断速度、剪断応
力の変化を算出し、各微小要素における温度、圧力の変
化を算出する。１０２は関数作成部で、樹脂の流入口か
ら各微小要素までの樹脂の到達パラメータ（ｘ）を変数
とした樹脂温度の関数（ｔ＝ｆ（ｘ））及び圧力の関数
（ｐ＝ｆ（ｘ））を求め、それを関数表示部１１１に表
示する。なお、この関数表示部１１１には、充填解析部
１０１で解析された温度及び圧力分布を、この関数値と
ともに表示するのが望ましい。

【００２８】１０３は良否判定部で、関数作成部１０２
で作成された樹脂の温度及び圧力の各関数値と、充填解
析部１０１で解析された各微小要素における樹脂の到達
時間と、そのときの樹脂温度及び圧力に基づいて、元の
設計パラメータの良否を判断する。即ち、樹脂温度及び
圧力の双方において、充填解析部１０１で解析された結
果が、あってはならない領域に存在したり、また各関数
値から大きく離れた領域に存在する場合には、それらの
結果が不良であると判断する。こうして不良であると判
断すると、設計パラメータ変更部１０４で、元の形状モ
デルや解析成形条件データ等を変更し、再度その変更し
たデータを解析モデル及び解析条件データ入力部１００
に入力して、前述と同様の処理を実行する。この良否判
定部１０３で良であると判定すると、そのデータは成形
品の変形量計算部１０５に送られ、保圧流動、型内冷
却、及び離型後の冷却過程のシミュレーションを行い、
成形品形状の変化量が予測され、その結果が表示され
る。

【００２９】図３は、本発明の実施の形態の射出条件プ
ロセスのシミュレーション装置を用いて、実際に設計パ
ラメータの最適化を行なった成形品モデルの一例を示す
図である。図３において、この形状モデルの表面の桝目
のそれぞれは１つの微小要素を示している。

【００３０】図４は、本実施の形態の成形品モデルの設
計パラメータの一例を示す図で、設計パラメータとして
「使用樹脂」、「樹脂温度」、「充填時間」、「金型温
度（キャビ側）」、「金型温度（コア側）」、成形品モ
デルの各領域の「板厚」が示されており、それぞれその
初期値が変更可能かどうかが指定されている。図４の例
では、使用樹脂の種類と、成形品モデルの領域５〜７の
板厚が変更不能に設定されている。

【００３１】図５（Ａ）〜（Ｄ）及び図６（Ａ）〜
（Ｃ）は、図４における領域１〜６のそれぞれが、図３
の成形品モデルのどの領域に対応しているかを説明する
ための図である。

【００３２】図７（Ａ）（Ｂ）は、図４に示す設計パラ
メータの初期値に基づいて、各微小要素における流動解
析を行なった結果を示す図である。この図７では、この
計算結果に基づいて、各微小要素における成形用樹脂の
到達距離（到達するまでの時間（秒））を横軸にとり、
充填時の成形用樹脂の樹脂温度（℃：図７（Ａ））又は
圧力（Ｋｇｆ／平方ｃｍ：図７（Ｂ））を縦軸にプロッ
トし、更にそれらのデータから求めた近似関数の曲線
（７０１，７０２）を描いた例を示している。

【００３３】図７（Ａ）の温度分散図において、最終到
達時間（３秒）付近の微小要素においても、７０３で示
すように、流入口の樹脂温度（３００℃）付近の値を示
す微小要素が存在しており、ここでは著しい剪断発熱が
発生していると思われる。また、図７（Ａ）では、流入
口の樹脂温度（３００℃）を大きく越える温度の微小要
素は無いが、７０４で示すように、到達距離の短い領域
（０．５秒付近）に樹脂が到達した後、流動停止温度
（１７９℃）付近を下回る温度まで冷却された微小要素
が存在している。このような冷却された微小要素部分に
は、ショートショットやひけなどが発生する可能性があ
る。

【００３４】本実施の形態の評価装置では、この計算例
において、不良かどうかの判断基準となる上限温度を流
入口の樹脂温度の約１．０５倍（３１５℃）とし、下限
温度を流動停止温度（１７９℃）と設定している。そし
て、それぞれの微小要素における到達時間に対する温度
を評価した結果、その上限或は下限温度を超える微小要
素が存在すると判断し、この設計パラメータでは、型内
樹脂に大きな温度分布むらが存在すると判断した。

【００３５】なお、ここで用いた評価温度の上限値及び
下限値は、使用する樹脂の種類、グレードによって、ま
たその他の状況によっても種々異なるものであり、各々
の状況によって、推奨の評価基準を用いることも可能で
あるし、その都度、任意に設定することも可能である。

【００３６】また図７（Ｂ）に示す圧力の分散グラフ図
では、７０５で示すように、到達時間が２秒付近の微小
要素において、樹脂の流入口における圧力とほぼ同じ圧
力値を示す微小要素が存在している。これは横長の成形
品における左右の充填端の最終到達時間に偏りがあるた
めに、大きな圧力分布のムラが存在することに起因して
いる考えられる。

【００３７】ここで本実施の形態の評価装置では、各微
小要素における到達時間での微小要素の圧力の最大値お
よび最小値、更に両者の差の推移に着目した結果、先
ず、その最大値が、最大到達時間（２．８５秒）の８０
％（約２．２秒）付近まで、最大充填圧力の９５％の値
より小さく推移していないのに対して、２．５秒付近以
降では、その圧力値が徐々に小さく推移している。これ
は、成形品モデルの各々の充填端への到達時間に差が発
生して、圧力バランスが悪い状態が生じていると判断し
た。

【００３８】図８は、本実施の形態における変更可能な
設計パラメータと、その許容範囲を説明する図である。

【００３９】そして、このような設計パラメータの許容
範囲の基で設計パラメータを変更し、前述の評価を行っ
た後、最終的に到達した設計パラメータ（変更可能パラ
メータ）の一例を図９に示す。

【００４０】このような設計用パラメータに用いて流動
解析を行ない、その計算結果から、成形用樹脂の到達距
離を横軸にとり、充填時の成形用樹脂温度および圧力を
縦軸にプロットし、更にそれらのデータを最小自乗法を
用いて求めた関数の曲線を描いたものが図１０である。
図１０（Ａ）は、到達距離と温度分散の関係を示す図
で、７１０は各微小要素の温度値の分散データを基に最
小自乗法に得られた関数を示す曲線である。同様に図１
０（Ｂ）は、到達距離と圧力分散の関係を示す図で、７
１１は各微小要素の圧力の分散データを基に最小自乗法
に得られた関数を示す曲線である。

【００４１】図１０（Ａ）の温度の分散グラフ図では、
全体の傾向として右下がりとなっており、求められた関
数７１０との誤差も全体的に小さくなっている。よっ
て、充填時の温度分布ムラがかなり小さくなったと判断
される。

【００４２】また、図１０（Ｂ）の圧力の分散グラフ図
においても、全体の傾向として右下がりとなっているた
め、左右の充填端の最終到達時間がほぼ同じになってい
ると思われ、成形品全体の圧力分布のムラがかなり小さ
くなったと判断される。

【００４３】そして、この例において、更に保圧流動、
型内冷却、および離型後の冷却過程のシミュレーション
を行ない、成形品形状の変化の予測を行なった。

【００４４】こうして図１１に示される稜線にそった反
り（Ｚ方向の変位の分布）をグラフ化したものが図１２
（初期設計パラメータによる結果）、図１３（最終設計
パラメータによる結果）である。

【００４５】図１２の初期設計パラメータに基づくシミ
ュレーションでは、全体で約０．８mmの反り（最大値と
最小値との差）が確認できるが、図１３の最終設計パラ
メータに基づくシミュレーションでは、全体の反りが約
０．４mmにまで減少しており、これにより設計パラメー
タが最適化されたことが裏付けられている。

【００４６】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリ
ンタなど）から構成されるシステムに適用しても、或は
一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミ
リ装置など）に適用してもよい。

【００４７】また、本発明の目的は、前述した実施の形
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ＣＰ
Ｕ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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】以上説明したように本実施の形態の射出成
形プロセスの流動解析の評価方法によれば、保圧流動、
型内および離型後の冷却、更にこれらの計算結果をもと
にした熱歪み解析を行なわなくても、射出成形品の成形
時に発生するさまざまな不良が発生する現象や、最終成
形品に発生する反りやヒケを初めとする形状変化を予測
することが可能となる。

【００５３】このことから、シミュレーション・ソフト
ウェアや、これを実行するハードウェアへの投資を最小
限に抑え、かつ実際に射出成形を行う実験を行なわなく
ても、射出成形後の形状における変化量が少ない成形品
を得るための設計パラメータ（成形品形状、使用材料、
金型構造、成形条件等）を決定することができる。

【００５４】従って、量産検討期間を大幅に短縮するこ
とができ、ひいては設計から量産開始までの期間の短縮
と、それに伴う製品コストの大幅な削減を行なうことが
可能になった。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、樹
脂成形品としての最終的な状態での反り、ひけ等に起因
する樹脂成形品の変形量の算出を、より少ない投資と解
析作業時間で実現できるという効果がある。

【００５６】また本発明によれば、樹脂の金型内への充
填時における樹脂の温度及び圧力分布を算出し、その温
度及び圧力分布において特異領域に分散している値の有
無に基づいて初期設計パラメータの適否を判断できると
いう効果がある。

【００５７】また本発明によれば、保圧流動、型内及び
離型後の冷却などの熱歪み解析を行わなくても、射出成
形時に発生する種々の不良現象を予測できるという効果
がある。

【００５８】また本発明によれば、実際に射出成形を行
わなくても、最適な設計パラメータを得ることができる
という効果がある。

【００５９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の射出成形プロセスのシュ
ミレーション装置における射出プロセスの評価方法を説
明するためのフローチャートである。

【図２】本実施の形態の射出成形プロセスのシュミレー
ション装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図３】本実施の形態で使用する樹脂成形品モデルの一
例を示す図である。

【図４】本実施の形態の設計パラメータを説明する図で
ある。

【図５】本実施の形態で使用する樹脂成形品モデルの各
領域を説明する図である。

【図６】本実施の形態で使用する樹脂成形品モデルの各
領域を説明する図である。

【図７】本実施の形態の射出成形プロセスのシュミレー
ション装置において、初期設計パラメータから求めた温
度分散図（Ａ）とその圧力分散図（Ｂ）の一例を示す図
である。

【図８】本実施の形態における設計パラメータの許容範
囲を説明する図である。

【図９】本実施の形態における最終的に決定された設計
パラメータの一例を示す図である。

【図１０】本実施の形態の射出成形プロセスのシュミレ
ーション装置において、最終的に決定された設計パラメ
ータから求めた温度分散図（Ａ）とその圧力分散図
（Ｂ）の一例を示す図である。

【図１１】本実施の形態で使用する樹脂成形品モデルに
おける反り変形量を確認する稜線を示す図である。

【図１２】本実施の形態の射出成形プロセスのシュミレ
ーション装置において、初期設計パラメータを用いて予
測した反り変形分布グラフを示す図である。

【図１３】本実施の形態の射出成形プロセスのシュミレ
ーション装置において、最終設計パラメータを用いて予
測した反り変形分布グラフを示す図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂部品の射出成形プロセスのシミュレ
   ーション方法であって、 金型及び樹脂部品の形状データに基づいて形状モデルを
   作成し、当該形状モデルを複数の微小要素に分割する工
   程と、 前記樹脂部品の設計パラメータを入力する入力工程と、 前記金型への樹脂の流入口から前記複数の微小要素のそ
   れぞれへの到達パラメータ（ｘ）を変数とした樹脂温度
   の関数（ｔ＝ｆ［ｘ］）及び樹脂圧力の関数（ｐ＝ｇ
   ［ｘ］）を求める流動解析工程と、 前記流動解析工程で求めた前記到達パラメータ、前記樹
   脂温度、前記樹脂圧力および前記関数に基づいて前記金
   型内における前記樹脂温度及び樹脂圧力の分散値を表示
   する表示工程と、 前記樹脂温度及び樹脂圧力の分散値に基づいて前記入力
   工程で入力された設計パラメータを評価する評価工程
   と、を有することを特徴とする射出成形プロセスのシミ
   ュレーション方法。
2. 【請求項２】 前記設計パラメータは、少なくとも使用
   する樹脂の種類、金型温度、樹脂温度、充填時間、ゲー
   ト点数、ゲート位置、水管配置、及び樹脂部品の形状に
   関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の射
   出成形プロセスのシミュレーション方法。
3. 【請求項３】 前記評価工程では、前記関数を示す値
   と、前記流動解析工程で求めた前記到達パラメータ、前
   記樹脂温度、前記樹脂圧力との距離が所定値以上かどう
   かに基づいて前記設計パラメータの適否を評価すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形プロセス
   のシミュレーション方法。
4. 【請求項４】 更に、前記評価工程で不適と評価された
   設計パラメータを変更し、再度は、前記流動解析工程、
   前記表示工程、及び前記評価工程を繰り返し実施して最
   適設計パラメータを求めることを特徴とする請求項１に
   記載の射出成形プロセスのシミュレーション方法。
5. 【請求項５】 樹脂部品の射出成形プロセスのシミュレ
   ーション装置であって、 金型及び樹脂部品の形状データに基づいて形状モデルを
   作成し、当該形状モデルを複数の微小要素に分割する手
   段と、 前記樹脂部品の設計パラメータを入力する入力手段と、 前記金型への樹脂の流入口から前記複数の微小要素のそ
   れぞれへの到達パラメータ（ｘ）を変数とした樹脂温度
   の関数（ｔ＝ｆ［ｘ］）及び樹脂圧力の関数（ｐ＝ｇ
   ［ｘ］）を求める流動解析手段と、 前記流動解析手段で求めた前記到達パラメータ、前記樹
   脂温度、前記樹脂圧力および前記関数に基づいて前記金
   型内における前記樹脂温度及び樹脂圧力の分散値を表示
   する表示手段と、 前記樹脂温度及び樹脂圧力の分散値に基づいて前記入力
   工程で入力された設計パラメータを評価する評価手段
   と、を有することを特徴とする射出成形プロセスのシミ
   ュレーション装置。
6. 【請求項６】 前記設計パラメータは、少なくとも使用
   する樹脂の種類、金型温度、樹脂温度、充填時間、ゲー
   ト点数、ゲート位置、水管配置、及び樹脂部品の形状に
   関する情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の射
   出成形プロセスのシミュレーション装置。
7. 【請求項７】 前記評価手段は、前記関数を示す値と、
   前記流動解析手段で求めた前記到達パラメータ、前記樹
   脂温度、前記樹脂圧力との距離が所定値以上かどうかに
   基づいて前記設計パラメータの適否を評価することを特
   徴とする請求項５又は６に記載の射出成形プロセスのシ
   ミュレーション装置。
8. 【請求項８】 更に、前記評価手段により不適と評価さ
   れた設計パラメータを変更し、再度は、前記流動解析手
   段、前記表示手段、及び前記評価手段により最適設計パ
   ラメータを求めることを特徴とする請求項５に記載の射
   出成形プロセスのシミュレーション装置。