JPS6218234A - 射出成形方法 - Google Patents

射出成形方法

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JPS6218234A
JPS6218234A JP15749885A JP15749885A JPS6218234A JP S6218234 A JPS6218234 A JP S6218234A JP 15749885 A JP15749885 A JP 15749885A JP 15749885 A JP15749885 A JP 15749885A JP S6218234 A JPS6218234 A JP S6218234A
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pressure
mold clamping
compression
injection
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下平 勝義
Kimio Naito
内藤 公夫
Masa Tsurumaki
鶴巻 雅
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Churyo Engineering Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Churyo Engineering Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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
    • B29C45/7653Measuring, controlling or regulating mould clamping forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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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) 本発明は、熱硬化成形機、ゴム成形機、セラミックス成
形機等に応用できる金型キャビティ内の型内圧に基づい
て、成形品の型内圧力分布をなくすようにした射出成形
方法に関するものである。
(従来の技術) 成形材料、殊に溶融樹脂は、成形に伴って大きな材料収
縮を生じる。この収縮を補償するために射出成形におい
ては、金型面では金型キャビティ寸法の修正、成形面で
は保圧力による熔融樹脂の圧縮が行なわれている。そし
て後者では一1保圧によってゲート近傍での歪は回避さ
れない。また、ゲート近傍では充分な圧力であっても、
溶融樹脂は時間とともに粘度が高くなって流れ、長さ方
向に圧力降下を生じるので、キャビティ末端まで充分な
圧力を作用させることができず、ひいては均一な型内圧
を得ることができない。
さらに、金型キャビティ内の樹脂よりピンゲート等の部
分での樹脂が早く固化する金型構造においては、ゲート
シール後に保圧力を作用できない欠点がある。上記のご
とき欠点を解消するためには、高生産性を有する射出成
形とゲート一点だけではなく、成形品全体を同時に加圧
する圧縮成形とを組合せることが適切な方法といえる。
現在のところ圧縮成形、殊に射出圧縮成形は、圧縮力が
型締機構によるものと、型締機構以外の押出機構による
ものとに分類される。型締機構によるものとしては、例
えばローリンクス社で開発されたローリンクス法が知ら
れている。
この方法は、低圧で型閉させて射出圧力によって型開を
生じさせ、充tffif&に高圧で型締させるものであ
る。これによれば、型開量は射出圧力などによって決ま
り、型開量の正確な制御ができない欠点がある。
また、エンゲル社のトグル機構によるサンドインチプレ
ス方法が知られている。この方法は、トグル機構を完全
に伸ばしきらずに射出し、その後にトグル機構を伸ばし
て圧縮するものである。また、最近、型開量を設定する
ために、機械的なストッパで可動型の動きを規制する構
造のものが開発されている。
しかしいずれの方法も、充填状況に応じた圧縮量調整が
できない。その結果、充填不足の場合は充分な圧縮力を
加えることができず、過充填の場合などにおいては、圧
縮力によって金型の損傷を招く危険があった。
さらに、押出機構によるものとしては、例えばマイクロ
モールディング法が知られている。
この方法は、金型内に型締機構とは別に油圧シリンダを
設け、この油圧シリンダの力によって金型キャビティ内
の樹脂を圧縮するものである。
しかしながらこれによれば、射出圧力に対抗するために
大きな油圧シリンダを必要とするうえ、金型構造の制約
を受ける。しかも、型開量が射出圧力によって左右され
、正確に型開量が制御できない欠点があった。
ここで注意すべきことは、既に与えられている充填状況
は、ショット毎に均一ではなく、多少相違していること
である。溶融樹脂の収縮状況は、上記充填状況の影響を
受けるうえ、金型温度、圧縮機構の油圧等の成形条件に
左右される。しかも、これらの成形条件は、外乱の影響
を避けられず、ショット毎に一定ではない、従って溶融
樹脂の収縮状況は、一定になるとは言えない。このよう
な熔融樹脂の収縮状況を知らずして一定の圧縮力を付与
したとしても、成形品の高度な再現性は達成されない。
前述したいずれの圧縮機構においても、圧縮力は一定に
与えられており、収縮状況に即応して圧縮力を調整する
方法が皆無である。
そこで問題となるのは、熔融樹脂の充填状況と収縮状況
とをいかなる観点から把握するかに尽きる。テクノプラ
ス社は、特開昭52−14658号公報でプラスチック
スの状態関数から樹脂圧に着目し、この樹脂圧を金型の
樹脂通路部において連続的な型内圧波形として把握する
ことに成功している。この型内圧波形は、金型の樹脂通
路部に設けたセンサによって、溶融樹脂の充填開始から
保圧終了までの溶融樹脂の充填状況と収縮状況として表
わされる。これに対して、金型キャビティにセンサを設
けて検出される型内圧は、キャビティに樹脂が充填され
て初めて検出されるものであって、キャビティにおける
溶融樹脂の充填状況と収縮状況として表わされる。従っ
て、収縮状況の変化はキャビティの型内圧波形の変化と
して把握できることとなる。
ゲートから成形品の流動方向の充填、および射出圧縮の
圧力勾配が存在するまま型締力による圧縮成形をすると
、その履歴が残る。したがって、圧縮成形後も、この充
填および射出圧縮、圧力分布が残留応力分布となる。特
にこの傾向はゲート付近に強い。これらの成形品では、
残留応力による割れ、そり、光学的性質不良の問題が発
生する。
この充填圧力分布は、射出成形の宿命である。
すなわち、射出成形では、溶融樹脂を成形品の末端にま
で流し込む必要があり、成形品の肉厚が薄い程、金型温
度および樹脂温度が低い程、この充填圧力が高くなる。
また一般にこの充填圧力より高い型締圧で成形品に圧縮
を加えるが、成形品各部の冷却速度は末端が速く、ゲー
ト付近が遅いので、従来の圧縮成形品はこの面からもゲ
ート付近の残留応力が大きくなる。
従来の圧縮成形では、低圧型締状態中に射出充填するの
で、ショット毎の充填量のばらつきが大きい。すなわち
、射出成形では、一般に射出力よりも大きい型締力の状
態にし、射出充填後樹脂を急速に圧縮し、その射出圧縮
量の制御により、ショット毎の充填量を制御している。
したがって、低圧型締状態中への射出先基では、樹脂を
金型内へ流し込むだけの作用であるので、ショット毎の
機械的なばらつきが射出充填量のばらつきとなる。
このようにショット毎に射出充填量がばらついている状
態で、型締圧による圧縮を加えても、成形品の品質がば
らついてしまう。すなわち、型締圧による圧縮量を型内
圧一定で制御すると、成形品の平均肉厚がショット毎に
ばらつき、また圧縮量を成形品の平均肉厚で制御すると
、成形品の残留応力がショット毎にばらつくことになる
型締圧による一段階の圧縮では、新たな圧縮力不良によ
る残留応力を発生させたり、金型を損傷させたりする場
合がある。すなわち、この型締圧による圧縮工程では、
成形品が冷却固化し始めるタイミングであり、一段階の
圧力レベルおよび時間では、調整の自由度が低い。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、従来の射出成形方法における残留応力による
割れ、そり、品質のばらつき等の問題点を解決しようと
するものである。
(問題点を解決するための手段及び作用)このため本発
明は、金型キャビティの型内圧を検出し、射出圧による
圧縮後型締圧を低下させると共にスクリュを後退させ、
次いで型内圧を減圧し、成形品の流動方向の型内圧力勾
配を小さく又はなくした後、型締圧による圧縮を多段階
に与えるようにしてなるものである。
(実施例) 以下本発明の実施例を図面について説明すると、第1図
は本発明の実施例を示し、図中1はスクリュで、油圧モ
ータ2によって回転し、ホッパ3内の原料樹脂を溶融し
て、スクリュシリンダ4内の先端に溶融樹脂を貯める。
この溶融樹脂5は、射出油圧シリンダ6の室7側に射出
駆動機構19からの油圧力がかけられて、スクリュ1が
移動することにより、キャビティ8内に射出される。
また固定側金型9は固定型盤10に保持され、可動側金
型11は可動型盤12に保持されてキャビティ8を形成
する。可動側金型11は、可動型盤12を介し、型締機
構13の型締ラム14によって固定型盤10に向って型
締される。また可動側金型11には、型内圧検出ビン1
5aを介して型内圧センサ(ゲート付近)f6aおよび
成形品流動末端付近にも、型内圧検出ビン15bを介し
て型内圧センサ16bが設置されている。この型内圧セ
ンサ16a、16bによって得られる型内圧の時々刻々
の情報は、型内圧制御装置17に入力される。型内圧制
御装置17は、型内圧の情報と、予じめ型内圧制御装置
17に設定された型内圧波形とを比較して、射出機構1
8とその射出制御機構19、および型締機構13とその
型締制御機構20を作動させる閉ループ制御を行なう。
なお、図中21はゲートである。
第2図に本発明の1実施例の工程を示し、第3図〜第5
図に型内圧減圧状態を示す、型内圧制御装置17は、型
内圧センサ16aの型内圧Paが設定圧Pt (型内充
填圧十第−次圧縮圧)に達した後、減圧するために減圧
定数タイマt1が設けられている。また減圧定数タイマ
tIがタイムアウト後、成形品流動末端の型内圧pbの
変動(一般には成形品の表皮が金型の冷却効果により形
成されつつあるので減圧される。ただし、樹脂は粘弾性
体であり圧力伝播が遅れることがある)に応じて、セン
サ16a部での型内圧Paをpbと同じか、またはPa
の一定比率に保持するための減圧定数微調タイマt、を
設ける。
この減圧定数微調タイマ11がタイムアウト後、成形品
の流動方向に型内圧力勾配がな(、かつひけが発生しな
い様、型締機構13によりキャビティ8に圧縮力を加え
圧縮成形をする。この型締による圧縮力は、タイマt3
、tdstsによって多段に制御される。また予じめ型
内圧制御装置17に、射出開始から減圧定数タイマt1
作動までは型締力F1.1+、1.時間内の型締力はF
2が設定される。 t3、b、t5時間の型締力Fvは
、予じめ設定された型内圧波形と型内圧センサ16aの
情報により、閉ループ制御される。
以上の機構により得られる射出圧縮成形法を工程順に整
理すると、第1図及び第2図に示すように、キャビティ
内に射出された樹脂の量を毎シッット同一にするため、
予じめ設定された射出圧縮圧Pl(型内充填圧+圧縮圧
)に型内圧センサ16aによる型圧内Paが到達すると
、型内圧制御装置17から射出制御機構19に伝達され
てスクリュ1を後退させ、ゲート21から型内圧を減圧
する。このとき、型内減圧P!および減圧定数タイマt
1により直線または曲線状に円滑にPIからF2まで減
圧されるので、機械的なショックはない。このあと型内
圧Paは型内圧pbの変動に応じて、あたかもPaとp
bが連結されたごとく、型内圧をスクリュの微妙な前進
(充填)、後退(圧抜き)によりP、まで調整される。
この時間は、減圧定数微調タイマ11より制御される。
したがワて、キャビティ内の樹脂量は、初めに射出圧縮
圧により充分調整されてキャビティ8内へ入り、その後
ゲート付近の余分な樹脂のみをスクリュ1側に戻すが、
この間すべて型内圧制御装置17により閉ループ制御さ
れるので、毎シッットのキャビティ8内の樹脂量の差は
ない。
次に第3図、第4図及び第5図により、減圧工程の作用
を説明する。第4図は、ゲート付近の型内圧Paが射出
圧縮圧P、に到達した瞬間の型内圧力勾配図である。も
しこの型内圧Paが低いと、未充填状態や、毎ショット
の充填量のばらつきが大きくなる。
第5図は、減圧定数微調タイマt、のタイムアウト直後
の型内圧力勾配がまったく消滅した状態を示す。型内圧
力勾配がまったく消滅した状態から、型締圧による圧縮
へ工程が進み、検出された型内圧Paと、予じめ設定さ
れたF4、F5、P@を比較して、型締制御機構が作動
し、型締圧が閉ループ系で制御される。
ここで、型締圧縮を多段階制御とするのは、成形品がこ
の工程付近で急速に冷却固化し始めているため、型締圧
縮により新たな残留応力を発生させないためである。一
般には射出圧縮〈型締圧縮とするが、本発明では射出圧
縮〉型締圧縮とすることも可能である。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように本発明においては、型締圧
縮の工程前に成形品の流動方向の型内圧力勾配をなくし
、これにより残留応力の分布を均一にした状態で、型締
圧縮をさらに綿密に多段階制御するので、本発明による
成形品は、残留応力割れ、そり、変形がなく、かつ光学
的な特性が良い。また射出圧縮成形の重要な工程は、す
べて予じめ設定した型内圧波形と、検出した型内圧によ
る閉ループ制御であるので、毎ショットの成形品の残留
応力のばらつきがなく、安定した品質の成形品が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の射出成形方法を実施する装置のシステ
ムを含む側断面図、第2図はその工程と設定される型内
圧波形を表わす線図、第3図は第1図における要部の拡
大図、第4図及び第5図は型内圧力勾配および型内圧の
減圧状態を表わす線図である。 図の主要部分の説明 1・−スクリュ 2−油圧モータ 4−スクリュシリンダ 5−・熔融樹脂 6・−・射出油圧シリンダ 8−キャビティ 9−・−固定側金型 10−固定型盤 11−可動側金型 12−・・可動型盤 13−型締機構 14−・型締ラム 15a、 15b・・・型内圧検出ピン16a、16b
 −型内圧センサ 17・・・型内圧制御装置 18−射出機構 19−射出制御機構 20・・−型締制御機構 特 許 出 願 人 三菱重工業株式会社同     
中菱エンジニアリング 株式会社 第2図 時間

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金型キャビティの型内圧を検出し、射出圧による
    圧縮後型締圧を低下させると共にスクリュを後退させ、
    次いで型内圧を減圧し、成形品の流動方向の型内圧力勾
    配を小さく又はなくした後、型締圧による圧縮を多段階
    に与えることを特徴とする射出成形方法。
  2. (2)検出した型内圧を予じめ設定した型内圧波形と比
    較して閉ループ制御系で前記圧縮力の調整を行なうこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の射出成形方法
JP15749885A 1985-07-17 1985-07-17 射出成形方法 Granted JPS6218234A (ja)

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JP15749885A JPS6218234A (ja) 1985-07-17 1985-07-17 射出成形方法

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JP15749885A JPS6218234A (ja) 1985-07-17 1985-07-17 射出成形方法

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