JPS6125816A - 射出成形方法および射出成形機 - Google Patents

射出成形方法および射出成形機

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JPS6125816A
JPS6125816A JP14597284A JP14597284A JPS6125816A JP S6125816 A JPS6125816 A JP S6125816A JP 14597284 A JP14597284 A JP 14597284A JP 14597284 A JP14597284 A JP 14597284A JP S6125816 A JPS6125816 A JP S6125816A
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viscosity
plastic material
piston
sensor
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Toru Shibata
徹 柴田
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TSUOISU KK
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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
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7646Measuring, controlling or regulating viscosity
    • 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
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/53Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston
    • B29C45/54Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston and plasticising screw

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 この発明は、可塑材料の粘度との関係から射出ピストン
の動作を制御して最適条件下で射出成形を行なう射出成
形方法および射出成形機に関する。
〔従来の技術〕
射出成形において、プラスチックのような可塑材料は、
加熱溶融され、加圧下で金型のキャビティ内に射出され
、冷却後、成形品としてキャビティから取り出されてい
る。また、最近ではセラミックのような新素材も水、プ
ラスチック等を介在物として可塑化され、成形加工され
ている。そして、成形加工においては、バラツキのない
一定品四の成形品を成形することが必要とされている。
特に、技術的に高度化、精密化された産業界においては
、一定量質の成形品の必要性は高い。
そのため、従来技術にあっては、外乱に対して一定の条
件(最適条件)を維持するように、機械的成形条件(射
出圧力、射出速度、射出量、加熱温度、スクリュー回転
速度、背圧、保圧等)をクローズドルーズ制御等によっ
てコンピュータ制御している。特に、プリブラタイブの
射出成形機による射出成形では、コンピュータ制御が広
範囲に採用されている。
しかし、可塑材料自身の変動が最適条件の維持を難しく
している。たとえば、同一可塑材料でも、ロフト毎に材
料粒子の大きさ、固有粘度にバラツキがある。また、ス
クリューバレル(加熱シリンダ)内での滑り、滞留によ
って、可塑、混練の際に可塑材料がうける熱量、摩擦量
にバラツキが生じて可塑化が一定になされない。また、
乾燥ムラによる含有水量のバラツキによって、粘度のバ
ラツキを生じている。そして、可塑材料自身の変動に応
じて、キャビティ内での可塑材料の流れ速度、圧力分布
、固化層の発達の仕方等が、変化している。そのため、
繰返しの成形において、機械的成形状性を一定に維持し
ても、寸法のバラツキ、外観のバラツキ、離型不良が生
じ、不良品の発生を完全に防1卜することが難しい。
最近では、射出工程中の流動特性を決定する重大な因子
である粘度を考慮してコンピュータ制御を行なう射出成
形方法も提供されている。しかし、可塑材料の粘度を直
接測定することが困難であるため、可塑材料の温度から
、射出ラムの速度から、または射出速度、射出圧力の組
合せからそれぞれ計算によって粘度を間接的に求めてい
る。
粘度を間接的に求めるこのような方法では、可塑材ネ4
自身の変化による粘度の変動に十分対処できない、そし
て、実務においては、最適条件を求めるため、より多く
の機械的成形条件を制御する傾向にある。そのため、機
械的成形条件の組合せが複雑化、難解化して、射出成形
機が高価になるとともに、成形加工も複雑化している。
〔問題点を解決するための手段および作用〕この発明は
、可塑材料の粘度を直接測定することによって、可塑材
料自身の変化に効果的に対応して、一定量質の成形品を
成形する射出成形方法および射出成形機の提供を目的と
している。
この目的を達成するため、この発明において。
粘度は、メルトインデクサの原理を利用して測定されて
いる。つまり、加圧媒体によって射出ピストンを反射出
方向に加圧し、この射出ピストンに抗して射出シリンダ
内に可塑材料を供給している。そして、たとえば射出ピ
ストンの反射出方向の速度を検出し、速度から粘度を求
め、粘度との関係から射出ピストンの動作を制御して最
適条件下で射出成形を行なっている。このような射出成
形方法では粘度を直接測定しているため、可塑材料自身
の変化に十分対応でき、機械的成形条件の制御が複雑化
しない、そして、射出圧力、射出速度、射出時間の3条
件を制御すれば、バラツキのない一定品質の成形が容易
になされる。これらの成形条件は粘度との関係から可塑
材料毎に予め求められたプログラムによって制御される
上記射出成形方法のための射出成形機は、加熱シリンダ
と、加熱シリンダ内に配設されて可塑材料を加熱シリン
ダ前部に送るフィーダ手段と、可塑材料が流入可能に加
熱シリンダの前方に配設され、内部に射出ピストンを収
納した射出シリンダと、加圧媒体によって加圧された射
出ピストンに抗して射出シリンダ内に可塑材料を供給す
る際、可塑材料の粘度を検出し、粘度との関係から射出
ピストンの動作を制御して最適条件下で射出成形を行な
う制御手段とを具備して構成されている。
このような構成にあっては、可塑材料の粘度が直接求め
られる。そして、可塑材料の粘度を成形条件制御の基準
として構成された射出成形機にあっては、制御すべき機
械的成形条件を多くとることなく、バラツキのない一定
品質の成形が可能となる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について詳
細に説明する。
図面に示すように、この発明に係る射出成形機10は、
加熱シリンダ12と、加熱シリンダ内に配設されて可塑
材料を可塑、混練して加熱シリンダ前部に送るフィーダ
手段14と、可塑材料が流入可能に加熱シリンダの前方
に配設され、内部に射出ピストン1Bを収納した射出シ
リンダ18と、可塑材料の粘度を検出するとともに、粘
度との関係から射出ピストンの動作を制御する制御手段
20とを備えている。ここで、射出成形機10は、制御
手段20を除けば、公知の射出成形機とほぼ同様な構成
をしている。
フィーダ手段14を回転させて可塑材料を可伊、混練し
た後、フィーダ手段を前進させると、可塑材料は、チェ
ック弁18を介して、射出シリンダ18内に送られる。
ここで、射出シリンダのヘッドサイドのチャンバ22に
加圧媒体、たとえば加圧油が充満されている。そのため
、射出シリンダ18に作用する射出方向の圧力に抗して
、可塑材料は射出シリンダ内に流入し、反射出方向(実
施例では上方)に射出ピストン16を移動させる。なお
、フィーダ手段14としてプランジャタイプのものも利
用できる。
ここで、可塑材料の粘度はメルトインデクサの原理を利
用して以下のように測定される。メルトインデクサでは
、一定温度、一定圧力下で一定時間内に所定のオリフィ
スを通過した可塑樹脂の重量を10分間当たりのグラム
数に換算してメルトインデックスを求めている。この発
明では、加圧媒体の温度を一定とし、射出ピストン18
に一定の圧力を加え、圧力に抗した射出ピストンの移動
量から可塑材料の粘度を求めている。このようにして求
められた粘度は、可塑材料の流動性に直接関連したもの
であり、直接測定した値として把握できる。射出ピスト
ンの移動量は、移動速度、所定時間での移動距離、チャ
ンバ22からの加圧媒体の流出量、流速からそれぞれ求
められる。実施例では、射出ピストン1Bの反射出方向
の速度を検出するように構成されている。つまり、射出
ピストン1Bから延出部24が反射出方向にのびている
そして、制御手段20は、射出ピストン1Bの射出方向
の速度および反射出方向の速度を検出するセンサ2Bと
、射出ピストンの位置を検出するセンサ2Bと、チャン
バ22に流入する加圧媒体の圧力を検出するセンサ30
とを備えている。そして、射出ピストン1Bの反射出方
向の速度を検出するとき、センサ28の出力信号は演算
回路32に送られる。また、射出ピストンlθの射出方
向の速度を検出するときのセンサ2Bの出力信号および
センサ28.30の出力信号は演算回路32にそれぞれ
フィードバックされている。ここで、温度条件を含めた
、それぞれの可塑材料に最適の成形条件が、予め求めら
れて演算回路32にプログラムされている。最適の成形
条件を予め求める方法として、低粘度の可塑材料を用い
て試作する方法も考えられるが、可塑材料との間での比
較相関関係の知られたワックスで試作する方法が好まし
い、ワックスを利用した方法では、可塑材料とワックス
との比較相関関係を示す図表等と、試作から得られた7
−/クスでの成形パターンとから、その可塑材料の最適
成形条件が容易に求められる。ここで、ワックスによる
試作は、モデルの金型を利用して行なっても、実際の成
形に使用する金型を利用して行なってもよい。前者では
、射出直前に、金型毎、可塑材料毎に試作することなく
、事前に計算によって最適成形条件が求められる。また
、後者では、金型の熱放散を含む金型流路形状の充填抵
抗系が得られ、最適成形条件が容易に求められる。
制御手段20は、チャンバ22に供給される加圧油の流
量を制御する流量制御弁34およびその制御サーボ3B
と、加圧油の圧力を制御する圧力制御弁38およびその
制御サーボ40と、を更に備えている。
ここで、射出ピストン18の反射出方向の速度と可塑材
料の粘度とは反比例するため、センサ26は反射出方向
の速度の逆数として粘度を求めている。
センサ26によって検出された速度から求められた粘度
は、演算回路32に送られ、その粘度に適合した成形条
件のための射出圧力、射出速度、射出時間が、予め定め
られたそれぞれの可塑材料のプログラムに従って、演算
回路で求められる。そして、その演算結果から、射出シ
リンダのチャンバ22への加圧油の圧力、流量が調整さ
れる。チャンバ22への加圧油の圧力は、センサ30に
よって検出されて演算回路32にフィードバックされ、
所望の射出圧力を得るように、制御サーボ3Bによって
圧力制御弁34が制御される。他方、センサ2θは、射
出ピストン18の射出方向の速度から、射出速度を検出
して、その出力信号を演算回路32にフィードバックし
ている。そして、所望の射出速度、射出に応じて、射出
ピストン1Bを射出方向に動作させるように、制御サー
ボ40、圧力制御弁38を調整してチャンバ22への加
圧油の流入量を制御している。なお、センサ26.28
の配置位置は、実施例の位置に限定されず、他の位置、
たとえば、射出シリンダ18の小径部を移動する射出ピ
ストン16の動作を検出する位置に配設してもよい、ま
た、センサ2B、28の機能を備えたコンビネーショウ
センサを利用してもよい、更に、射出ピストン16の動
作は、チャンバ22への加圧油の流入量および流出量か
らも検出できるため、センナ26.28の代りに、流量
制御弁34の流出サイドに、流量または流速のいずれか
を検出するセンサをそれぞれ配設してもよい。
〔発明の効果〕
上記のように、この発明に係る射出成形方法は、加圧媒
体によって加圧された射出ピストンに抗して射出シリン
ダ内に可塑材料を供給する際、可塑材料の粘度を検出し
、粘度との関係から射出ピストンの動作を制御して最適
条件下で射出成形を行なうことを特徴としている。この
ような射出成形方法では粘度を直接測定しているため、
可塑材料自身の変化に十分対応でき、機械的成形条件の
制御が複雑化しない、たとえば、機械的成形条件として
、射出圧力、射出速度、射出時間の3条件を制御すれば
、バラツキのない一定品質の成形が容易になされる。こ
れらの成形条件は粘度との関係から可塑材料毎に予め求
められたプログラムによって制御される。また、射出直
前で粘度を測定しているので、より正確な数値が得られ
る。
また、上記射出成形方法のための射出成形機は、加熱シ
リンダと、加熱シリンダ内に配設されて可塑材料を加熱
シリンダ前部に送るフィーダ手段と、可塑材料が流入可
能に加熱シリンダの前方に配設され、内部に射出ピスト
ンを収納した射出シリンダと、加圧媒体によって加圧さ
れた射出ピストンに抗して射出シリンダ内に可塑材料を
供給する際、可塑材料の粘度を検出し、粘度との関係か
ら射出ピストンの動作を制御して最適条件下で射出成形
を行なう制御手段とを具備して構成されている。このよ
うな構成にあっては、可塑材料の粘度が直接束められる
。そして、可塑材料の粘度を成形条件制御の基準として
構成された射出成形機にあっては、制御すべき機械的成
形条件を多くとることなく、バラツキのない一定品質の
成形が可能となる。そして、それにもかかわらず、射出
成形機を安価に提供できる。
上述した実施例は、この発明を説明するためのものであ
り、この発明を何等限定するものでなく、この発明の技
術範囲内で変形、改造等の施されたものも、全てこの発
明に包含されることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明にかかる射出成形機の部分横断面図で
ある。 lO:射出成形機、12:加熱シリンダ、14:フィー
ダ手段、18:射出ピストン、18:射出シリンダ、2
0:制御手段、22:射出シリンダのチャンバ、28.
2B、30:センサ、32:演算回路、34:流量制御
弁、3B、40:制御サーボ、38:圧力制御弁。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プリプラタイプの射出成形機による射出成形方法
    において、加圧媒体によって加圧された射出ピストンに
    抗して射出シリンダ内に可塑材料を供給する際、可塑材
    料の粘度を求め、粘度との関係から射出ピストンの動作
    を制御して最適条件下で射出成形を行なうことを特徴と
    する射出成形方法。
  2. (2)粘度との関係から、所定のプログラムに従って、
    射出ピストンの射出圧力、射出速度、射出時間を調整し
    て射出ピストンの動作を制御している特許請求の範囲第
    1項記載の射出成形方法。
  3. (3)射出ピストンの反射出方向の速度から可塑材料の
    粘度を求めている特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の射出成形方法。
  4. (4)射出ピストンが反射出方向に移動する際、射出シ
    リンダのチャンバから流出する加圧媒体の流量または流
    速のいずれかから可塑材料の粘度を求めている特許請求
    の範囲第1項または第2項記載の射出成形方法。
  5. (5)加熱シリンダと、加熱シリンダ内に配設されて溶
    融材料を加熱シリンダ前部に送るフィーダ手段と、可塑
    材料が流入可能に加熱シリンダの前方に配設され、内部
    に射出ピストンを収納した射出シリンダと、加圧媒体に
    よって加圧された射出ピストンに抗して射出シリンダ内
    に可塑材料を供給する際、可塑材料の粘度を検出し、粘
    度との関係から射出ピストンの動作を制御して最適条件
    下で射出成形を行なう制御手段とを具備する射出成形機
  6. (6)制御手段は、反射出方向の射出ピストンの速度を
    検出して可塑材料の粘度を求めるセンサと、射出方向の
    射出ピストンの速度を検出するセンサと、加圧媒体の圧
    力を検出するセンサと、各センサの出力信号がフィード
    バックまたは単に送られる演算回路と、演算回路からの
    信号によって制御される加圧媒体用回路とを具備してい
    る特許請求の範囲第5項記載の射出成形機。
  7. (7)制御手段は、射出シリンダから流出する加圧媒体
    の流量または流速のいずれかを検出して可塑材料の粘度
    を求めるセンサと、射出方向の射出ピストンの速度を検
    出するセンサと、加圧媒体の圧力を検出するセンサと、
    各センサの出力信号がフィードバックまたは単に送られ
    る演算回路と、演算回路からの信号によって制御される
    加圧媒体用回路とを具備している特許請求の範囲第5項
    記載の射出成形機。
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