KR20160068864A

KR20160068864A - 사출 성형 기계의 몰드 충전 프로세스를 제어하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20160068864A
Application number: KR1020167011994A
Authority: KR
Inventors: 라인하르트 쉬페르즈; 슈테판 모제르; 슈테판 크루파
Original assignee: 크라우스마파이 테크놀로지스 게엠베하
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2016-06-15
Also published as: SI3055116T1; EP3055116A1; WO2015052072A1; CN105592999B; CN105592999A; DE102013111257B3; JP6505090B2; MX358457B; EP3055116B1; MX2016004073A; ES2650838T3; US10245771B2; US20160250791A1; KR102357877B1; PL3055116T3; JP2016539820A

Abstract

본 발명은 용량적으로 정확한 방식으로 몰딩 공구의 몰드 공동을 충전하기 위한 방법에 관한 것이다. 몰딩된 부품/용량 당량은 학습 페이스 동안 확인되고, 제조 사출 성형 사이클들은 학습 페이스 동안 확인되는 몰딩된 부품/용량 당량이 또한 제조 사출 성형 사이클 동안 만족되도록 제조 페이스 동안 영향을 받는다.

Description

사출 성형 기계의 몰드 충전 프로세스를 제어하기 위한 방법 {METHOD FOR CONTROLLING A MOLD FILLING PROCESS OF AN INJECTION-MOLDING MACHINE}

본 발명은 사출 성형 기계의 몰드 충전 프로세스(mould-filling process)의 프로세스 관리를 위한 방법에 관한 것이다.

사출 성형 기계의 몰드 충전 프로세스에 부정적인 영향을 갖고 영향들을 간섭함으로써 야기되는 개별 프로세스 변동들을 보상하기 위한 종래 기술로부터의 접근들이 공지된다.

사출 성형 기계의 사출 프로세스의 프로세스 변동들을 수치화하기 위한 방법이 EP 2 583 811 A1 으로부터 공지된다. 이러한 방법은, 사출 프로세스 동안 사출 성형 기계의 사출기를 커버하는, 복수의 위치들(x) 또는 경로를 따른 특징 변수들의 기준 곡선들을 사용한다. 특징 변수들은 압력 값들, 예컨대 사출 압력, 용융 압력, 내부 몰드 압력 또는 내부 몰드 온도일 수 있다. 특징 변수들 중 하나 이상은 사출 프로세스 동안 사출기의 복수의 위치들에 대하여 측정되어서, 측정 함수가 초래된다. 또한, 이러한 발행된 문서에 개시된 방법은 하나 이상의 수학적 변환을 사용하고, 이에 의해 측정에서 생성된 측정 함수는 가능한 최상의 방식으로 특징 변수의 기준 함수 상에 맵핑된다(mapped). 이를 위해, 방법은 자유롭게 선택 가능한 변환 파라미터를 사용하고, 이는 측정 함수로부터 초래되는 가상 함수(image function)가 미리 결정된 에러(error) 측정에 대하여 가능한 최상의 방식으로 기준 함수에 매칭되는 방식으로 결정된다. 프로세스 변동은 변환 파라미터에 할당된다. 프로세스 변동은 하나 이상의 변환 파라미터의 사용 하에서 기준 함수를 참조하여 적합하게 된다. 공동을 충전하기 위한 발사 용량(shot volume)의 변동들 및 압력 요건의 변동들은 그 중에서도 가능한 프로세스 변동들로서 명시된다.

플라스틱 사출 성형 기계들의 규정된 작동이 사출 성형 프로세스를 관리하기 위한 사출 작동을 요구하는 것이 DE 35 24 310 C1 으로부터 공지된다. 목적은 일정하게 동일한 사출 기간에 대해 규정된 방식으로, 스크류, 예컨대 상이한 스크류 특징들을 갖춘 제 1 스크류(A) 및 제 2 스크류(B)의 이동을 이동시키는 것이다. 스크류 경로 및 유지 압력 프로파일에 대한 최종 값은 저장되고 조절 인수(factor)를 위해 요구된다. 사출 작동을 통한 프로세스 관리는 하지만 사출 프로세스의 시동(start-up) 페이스에서의 불규칙함들에 의해 강하게 특정되고 비복귀 밸브의 고르지 않은 폐쇄 거동을 보상할 수 없다는 단점을 갖는다.

몰드 내부 압력의 시간적 코스가 사출 성형 프로세스의 유지 압력 페이스 동안 측정되는 방법이 DE 10 2007 061 775 A1 으로부터 공지된다. 하나 이상의 비-시간 의존적 특징 변수가 이러한 몰드 내부 압력의 시간적 곡선으로부터 결정되고, 이를 위해 이러한 또는 각각의 특징 변수는 저장된 특징 변수 설정 지점 값과 비교되고, 이를 위해 비교 결과를 기본으로 하여, 그 이후의 사출 성형 프로세스를 위한 조절된 유지 압력 값이 자동으로 결정된다. 이러한 방법에서, 따라서 그 이후의 사출 성형 프로세스를 위해 이전의 사출 성형 프로세스에서 학습이 실행되며, 변하는 특징 변수 값의 교정이 유지 압력 조절의 맥락에서 일어난다.

DE 10 2005 032 367 A1 으로부터, 공동의 센서에 의한 사출 프로세스 동안 용융물이 요구하는 시간이 감시되고 용융물의 점성은, 너무 큰 것으로 여겨지는 이러한 시간의 변경들 또는 차이들의 경우에 조절되는 접근이 뒤따른다. 점성을 조절하기 위해, 용융물의 온도를 변경하는 것이 제안된다. 이러한 방법은 용융물의 유량이 용융물의 점성을 변경하는 것에 의해 변경될 수 있다는 것을 발견하게 한다.

간섭 영향들을 보상하기 위한 언급된 발행된 문서들로부터의 이러한 타입의 접근들은 종종 프로세스 변수들의 하나 또는 복수의 기준 곡선들과 관련된다. 이는 불리하게는 기준에 대하여 영구적으로 조절하는 것이 필요하다는 결과를 갖는다. 이는 제조 조건들, 예컨대 환경적 조건들 또는 프로세싱될 플라스틱의 재료 품질이 특정 범위를 넘어서 변경된다면 추가의 수동 교정들을 종종 수반한다. 게다가, 언급된 접근들 중 적어도 어느 정도는 이들의 기술적 가능성에 대하여 복잡하고 비용 집중적인 것으로 보인다.

따라서, 본 발명의 목적은, 공동이 용량적으로 정확한 방식으로 개별적으로 충전되는, 사출 성형 기계의 몰드의 공동의 몰드 충전 프로세스의 프로세스 관리를 위한 방법을 명시하는 것이다. 또한, 사출 프로세스가 여전히 운행중이면서, 공동의 용량적으로 정확한 충전이 일어나는 방식으로 이러한 진행중인 사출 프로세스에 영향을 미치는 것을 가능하게 하는 이러한 타입의 방법이 명시되어야 한다.

본 발명에 따른 방법은, 환경적 영향들, 이를테면 예컨대 숍(shop) 온도 또는 공기 습도들 또는 사용되는 재료의 배치(batch) 변동들과 같은 환경적 영향들로 인한 제조 기간에 걸쳐 변경되는, 재료 특성들을 보상하는 것이 부가적으로 가능해야 한다. 사출 성형 프로세스의 시작 및 재시작은 마찬가지로 용이하게 되어야 한다.

사출 성형 프로세스에서 프로세싱될 재료의 용융물에 의한 몰드의 공동의 용량적으로 정확한 충전을 위한 본 발명에 따른 방법은 학습 페이스 및 제조 페이스를 갖고, 적어도 이후의 단계들(1 내지 5)이 이러한 학습 페이스에서 실행되고 적어도 이후의 단계들(6 내지 8)이 제조 페이스에서 실행된다. 학습 페이스의 단계들은 :

1. 몰드를 갖춘 사출 성형 기계의 제공 단계 - 사출 성형 기계는 몰드의 공동의 양호한 부품의 제조를 위해 세팅됨 -,

2. 양호한 부품을 얻기 위해 하나 이상의 학습 사출 성형 사이클을 실행하고 질량 압력 곡선과 상호 관련되는 압력 곡선(p_LMass(t)) 을 기록하는 단계,

3. 학습 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EL) 동안 또는 학습 사출 성형 사이클 이전의 가소화(plasticisation) 페이스(PL) 동안, 학습 사출 성형 사이클의 용융물을 특정하는, 점성 지수(VI_L)를 결정하는 단계,

4. 학습 사출 성형 사이클의 양호한 부품의 공동의 용량적으로 정확한 충전을 위한 지수로서 충전 지수(FI_L)를 결정하는 단계, - 이하가 참임

여기서, t(s=COP_L) 은 학습 사출 성형 사이클의 전환(changeover) 지점(COP_L)의 스크류 위치(s=COP_L)에서의 시간이고 t(s=CP_L) 은 스크류 위치(s=CP_L)가 미리 정해진 압력(p_LMass(t) = p_CP)이 가해지는 위치에 도달되거나, 공동의 충전이 시작되는 위치에 도달될 때의 시간이며, 이하가 참임

s=CP_L > s=COP_L.

5. 몰딩된 부품 용량 당량(equivalent)(MPV_eq=FI_L/VI_L)을 형성하는 단계.

제조 페이스의 단계들은 :

6. 몰드를 사용하여 복수의 제조 사출 몰딩 사이클들을 실행하는 단계, 질량 압력 곡선에 상호 관련되는 하나 이상의 압력 곡선(p_PMass(t))을 기록하는 단계 - 현재 제조 사출 몰딩 사이클의 용융물을 특정하는, 점성 지수(VI_P)는 제조 사출 몰딩 사이클의 사출 페이스(EP) 동안 또는 제조 사출 몰딩 사이클 이전의 가소화 페이스(PP) 동안 결정됨 -

7. 점성 지수(VI_P)의 결정 후에, 현재의 제조 사출 몰딩 사이클을 위해 요구되는 충전 지수(FI_P)가 이하로부터 계산되는 단계,

FI_P=MPV_eq*VI_P

및

8. 제조 사출 몰딩 사이클 및/또는 사출 레이트(rate) 프로파일의 전환 지점(COP_P)이 이하가 참이도록 남아있는 사출 페이스(EP) 동안 조절되는 단계.

본 발명에 따르면, 공동의 용량적으로 정확한 충전은 학습 페이스에서 결정된 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_eq)이 제조 페이스의 사이클들에서 또한 달성된다면 달성될 수 있다는 것이 따라서 발견되었다. 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_eq)은 이러한 경우에, 양자가 학습 사이클에서 결정되는 충전 지수(FI_L) 및 점성 지수(VI_L)의 몫으로서 학습 페이스에서 형성된다. 학습 사출 사이클의 점성 지수(VI_L)는 이러한 경우 용융물을 특정하고, 즉 양호한 부품을 제조할 때 학습 사출 성형 사이클에 존재하는 사출 성형 기계의 환경적 및 다른 작동 조건들을 위한 학습 사출 성형 사이클에 사용되는 재료의 용융물 특성들을 특정한다. 이러한 경우, 점성 지수(VI_L)의 결정은 학습 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EL) 동안 또는 학습 사출 성형 사이클 이전의 가소화 페이스(PL) 동안 일어날 수 있다. 충전 지수(FI_L)는 이러한 경우 학습 사출 성형 사이클의 양호한 부품의 용량적으로 정확한 몰드 충전을 위한 지수를 구성하고 시간 극한들(limits)(t(s=CP_L) 과 t(s=COP_L))사이의 압력 곡선(p_LMass(t))의 압력 적분으로서 계산된다.

제조 페이스에서, 점성 지수(VI_P)는, 예컨대 제조 사출 성형 사이클 동안, 학습 사출 성형 사이클의 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_eq)이 또한 제조 사출 성형 사이클에서 일정하게 유지된다는 발견을 기본으로 하여 결정된다. 이러한 점성 지수(VI_P)는 이러한 경우 현재의 제조 사출 성형 사이클의 용융물을 특정한다. 이는 결국 제조 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP) 동안 또는 제조 사출 성형 사이클 이전의 가소화 페이스(PP) 동안 학습 페이스와 유사하게 일어날 수 있다. 따라서, 제조 사출 성형 사이클의 점성 지수(VI_P)의 값이 계산될 수 있고 따라서 시간 t(s=MM_Pos2) 또는 아무리 늦어도 시간 t(s=MI_Pos2) 에서 공지된다. 영향을 받을 제조 사출 성형 사이클에 대해 나타낸 점성 지수(VI_P)를 아는 것에 의해, 이하의 등식으로부터 요구되는 충전 지수(FI_P)를 결정하는 것이 가능하다.

FI_P=MPV_eq*VI_P.

학습 프로세스와 유사하게, 요구되는 충전 지수(FI_P)는 이하의 등식에 따라 제조 프로세스에서 명시될 수 있다.

이 적분은, 진행중이고 영향을 받는 제조 사출 성형 사이클을 위한 시간 t(s=CP_P) 때문에 기록된다. 이러한 적분의 값이 요구되는 충전 지수(FI_P)에 도달하자마자, 사출 페이스(EP)로부터 유지 압력 페이스(NP)로의 전환이 기계 제어에 의해 발생한다. 이러한 시간은 그 후 적분 위 극한(upper integration limit)(t=(s=COP_P), 즉 전환이 일어나는 때의 시간을 구성한다. 연관된 스크류 위치(S=COP_P)는 현재의 제조 사출 성형 사이클의 전환 지점(COP_P)의 스크류 위치(s)에 대응한다.

그 결과, 각각의 제조 사출 성형 사이클은 따라서 이러한 제조 사출 성형 사이클에 대해 결정된 요구되는 충전 지수(FI_P)를 기본으로 하여 개별적으로 관리된다. 각각의 제조 사출 성형 사이클을 위한 개별 전환 지점들(COP_P)은 도달될 FI_P 에 대한 값을 기본으로 하여 제조 사출 성형 사이클의 이러한 개별 관리로부터 초래된다.

상기 설명된 바와 같이, 현재의 제조 사출 성형 사이클을 위한 점성 지수(VI_P)의 결정은 사출 페이스(EP) 동안 또는 제조 사출 성형 사이클 이전의 가소화 페이스(PP) 동안 시작될 수 있다.

점성 지수(VI_P)가 이전의 가소화 페이스(PP) 동안 결정된다면, 현재의 제조 사출 성형 사이클의 요구되는 충전 지수(FI_P)는 사출 페이스(EP)의 시작 전에 이미 고정된다. 충전 지수(FI_P)에 관한 적분은, 사출 페이스(EP) 동안의 시간인, 시간 t(s=CP_P) 에서 시작한다. 실제 사용을 위해, 적분 시작 지점 t(s=CP_P) 으로부터 시작하여, 제조 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP)의 전체 나머지는 영향을 주기 위해 이용 가능하다.

현재의 제조 사출 성형 사이클의 점성 지수(VI_P)가, 압력 곡선(p_PMass(t))의 측정 간격(MI)의 적분에 의해 일어나고 - 이후에 설명된 바와 같이 -, 충전 지수(FI_P)의 적분적인 결정과의 일시적인 겹침이 일어나는, 현재의 제조 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP) 동안 결정된다면, 이러한 경우, 현재의 제조 사출 성형 사이클을 위한 기본으로서 사용될 점성 지수(VI_P)는 단지 점성 지수(VI_P)에 관한 적분의 완료 후에 고정된다. 요구되는 충전 지수(FI_P)는 가장 빨리 이때에 결정될 수 있다. 따라서, 이러한 경우, 점성 지수(VI_P)가 결정된 후에, 남아있는 사출 페이스(EP)의 나머지는 요구되는 충전 지수(FI_P)를 달성하기 위한 목적을 갖고 제조 사출 성형 사이클에 영향을 주기 위해 여전히 이용 가능하다. 이는 실제로 만족스러운 것이 입증되었다.

후자의 옵션에 대한 하나의 이점은 점성 지수(VI_P)는, 사출 페이스(EP)에서 결정된다면 더 높은 정확성을 갖고 현재의 제조 사출 성형 사이클의 용융물이, 이전의 가소화 페이스(PP) 동안 결정되는 점성 지수(VI_P)로서 더 양호하게 특정된다는 사실이다.

요약하면, 이하의 등식을 충족하기 위해 2 개의 옵션들이 있다.

FI_P = MPV_eq*VI_P.

1. 제조 사출 성형 사이클의 프로세스 관리는 이하의 적분의 값이 점성 지수(VI_P) 및 몰딩된 부품의 용량 당량(MPV_eq)으로부터 결정되는 요구되는 충전 지수(FI_P)에 대응할 때까지 미리 정해진 스크류 속도 프로파일에 대하여 실행된다.

요구되는 충전 지수(FI_P)를 위한 값이 도달될 때, 사출 페이스(EP)로부터 유지 압력 페이스(NP)로의 전환이 일어나서, 개별 전환 지점(COP_P)은 각각의 제조 사출 성형 사이클을 위해 이로부터 초래된다.

2. 대안적으로 또는 부가적으로, 남아있는 사출 페이스의 시간 기간이 여전히 충분히 길다면, 사출 레이트 프로파일이 또한 조절될 수 있고, 그 결과 질량 압력 곡선과 상호 관련되는 압력 곡선(p_PMass(t))의 시간적인 코스가 변경된다.

학습 사출 성형 사이클 동안 또는 제조 사출 성형 사이클 동안 점성 지수(VI_L 또는 VI_P)를 결정하기 위한 복수의 대안적인 가능성들이 있다.

첫번째 가능성

첫번째 가능성에 따르면, 점성 지수(VI_L)는 평균 사출 레이트(V_MI)의 측정에 대해 표준화되는(normalised) 수정 상수(K₁)와 유동 횟수(F_ZEL)의 곱으로서 학습 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP) 동안 학습 사출 성형 사이클에 명시될 수 있고, 유동 횟수(F_ZEL)는 극한들(t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2)) 내의 압력 곡선(p_LMass(t))의 압력 적분이다. 이러한 경우, 스크류 위치(S=MI_Pos1)는 바람직하게는 스크류 속도(v)가 최초의 가속 효과들 후에 제 1 시간 동안 일정한 값에 도달되는 범위에 놓이도록 선택된다. 적절하다면, 적절하게 큰 안전 마진(margin)(△X_vComp)이, 필요하다면, 과도(transient) 현상으로부터 초래되는 간섭을 보상하는 것을 가능하게 하기 위해, 이러한 위치에 또한 부가될 수 있다. 제 2 위치(s=MI_Pos2)는 임의의 경우에서 학습 사출 성형 사이클의 전환 지점(COP_L)의 위치보다 더 크고, 즉 할당된 시간(t(s=MI_Pos2))은 시간(t(COP_L)보다 더 작다. 위치(s=MI_Pos1)는 각각의 경우 위치(s=MI_Pos2)보다 다소 더 크고, 즉 스크류는 위치(s=MI_Pos2) 보다 위치(s=MI_Pos1)에 더 일찍 도달한다.

따라서 결정된 점성 지수(VI_L)는 - 본 발명에 따라 발견되었던 바와 같이 -, 다른 것들 중에서도, 그의 점성에 관하여 만족스러운 정확성으로 학습 사출 성형 사이클에 사용되는 용융물을 특정한다.

두번째 가능성 :

대안적으로, 제 2 가능성에서, 점성 지수(VI_L)는 학습 사출 성형 사이클의 가소화 페이스(PL) 동안 결정될 수 있다. 따라서 결정되는 점성 지수(VI_L)는, 학습 사출 성형 사이클의 가소화 페이스(PL) 동안 결정되는 유동 횟수(F_ZPlastL)와 수정 상수(K₂)의 곱으로서 형성되고, 이러한 곱은 길이(I_MM)에 걸쳐 표준화된다. 이러한 경우, 유동 횟수(F_ZPlast)는 시간에 걸친 가소화 스크류의 구동 모멘트(M_L(t))의 적분이며, 시간 극한들은 상이한 스크류 위치들(s), 예컨대 제 1 스크류 위치(s=MM_Pos1)와 제 2 스크류 위치(s=MM_Pos2)를 통과함으로써 결정된다. 2 개의 적분 극한들(t(s=MM_Pos1) 및 t(s=MM_Pos2))은 이러한 범위의 구동 모멘트(M_L(t)가 간섭 영향들, 이를테면 예컨대 가속 또는 과도 효과들로부터 자유롭거나 사실상 자유롭도록 선택된다.

세번째 가능성 :

점성 지수(VI_P)의 결정은 제조 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP) 동안 상기 언급된 가능성(1)과 유사한 방식으로 일어나며, 학습 사출 성형 사이클의 맥락에서 상기 설명되었던, 대응하는 변수들은 결국 본 제조 사출 성형 사이클로부터 취해지고, 이는 점성 지수(VI_P)의 결정의 기초를 형성한다. 이러한 경우, 가능성(1)과 유사하게, 수정 상수(K₁)이 사용될 수 있다.

네번째 가능성 :

네번째 가능성에서, 점성 지수(VI_P)의 결정은 제조 사출 성형 사이클의 가소화 페이스(PP) 동안 가능성(2)과 유사한 방식으로 실행될 수 있다. 이러한 경우, 점성 지수(VI_L)를 결정하는데 요구되었던 변수들은 제조 사출 성형 사이클에서 점성 지수(VI_P)를 결정하는 것과 유사하게 결정된다. 특히, 유동 횟수(F_PPlast)를 결정하기 위한 기초는 이제 제조 사출 성형 사이클의 가소화 스크류의 토크(torque)(M_P(t))이다.

예로서, 사출 압력 곡선, 유압식 압력 곡선, 공동 내부 압력 곡선 또는 질량 압력 곡선은 질량 압력 곡선과 상호 관련되거나 사출 모터의 모터 토크로부터 결정되는 압력 곡선들(p_LMass(t) 및 p_PMass(t))로서 사용될 수 있다.

제조 사출 성형 사이클의 유지 압력 페이스(NP)에서, 미리 세팅된 유지 압력(p_N)에 비교하여 인수(VI_P/VI_L)에 의한 공식(p_NP=p_N*(1+K₃*(VI_P-VI_L)/VI_L)에 따라 유지 압력(p_NP)을 변경하는 것이 편의적인 것이 또한 입증되었다. 이러한 경우, 수정 상수(K₃)가 사용될 수 있으며, 이는 본질적으로는 제조될 몰딩된 부품에 의존한다. 더 얇은 벽형 몰딩된 부품이 단지 더 작은 유지 압력 조절을 필요로 하는 반면, 더 두꺼운 벽형 몰딩된 부품은 더 강한 조절을 필요로 할 것이다. 예컨대, 2 또는 그 초과의 조절 스테이지(stage)들이 상수(K₃)의 제어에 제공될 수 있다. 상수(K₃)는 3 차원 형상을 기본으로 한 그들의 경험에 따라 및/또는 제조될 몰딩된 부품의 다른 특성들에 따라 기계 작동자에 의해 선택될 수 있다. 예컨대, 4 개의 조절 스테이지들 : "약간", "보통", "강함", "매우 강함" 이 제공되며, 이는 기계 작동자가 이들의 경험에 따라 합리적으로 선택한다.

편의적으로, 스크류 위치(s=MI_Pos2)는 적어도 점성 지수들(VI_P)이 각각의 경우 제조 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP)에서 결정되는 경우 전환 지점(COP_P)의 상류에 충분히 멀리 배열되어서, 이러한 점성 지수(VI_P)를 결정한 후에, 여전히 남아있는 시간 동안, 즉 전환 지점(COP_P)까지 사출 페이스(EP)의 여전히 남아있는 나머지 동안, 전환 지점(COP_P)의 국부적 변위에 의해 또는 남아있는 사출 페이스(EP) 동안 스크류의 속도 프로파일을 조정함으로써, 충전 지수(FI_P)의 높이에 여전히 충분한 영향을 갖는 것이 가능하여서, 본 발명이 기본으로 하는 등식(FI_P=MPV_eq*VI_P)이 충족된다. 여기서, 위치(s=MI_Pos2)의 결정은, 학습 사출 성형 사이클의 전환 지점(COP_L)으로부터 시작하여, Δs_max 에 달하는 전환 지점(COP_P)의 최대 예상되는 변위가 고려되고 부가적인 경로가 고려되는 방식으로 일어나야만 하며, 이는 점성 지수(VI_P)가 결정된 후에 충전 지수(FI_P)를 결정하기 위해 필요한 계산 시간(t_RZ) 동안 요구된다.

미리 정해진 압력(p_CP)에서 고정식으로 미리 정해진 값으로서 스크류 위치(s=CP)를 규정하거나 미리 정해진 압력으로부터 이를 결정하거나 이를 위한 스크류 위치(s)를 선택하는 것이 편의적이며, 여기서 비복귀 밸브가 신뢰할 수 있게 폐쇄된다. 비복귀 밸브의 폐쇄까지 공동 안으로의 용융물의 전달에 관해 발생할 수 있는 불분명함은 이에 의해 신뢰할 수 있게 감춰진다.

스크류 위치(s)에 관해 위치 조절되는 방식으로 또는 위치 조절되고 압력 제한되는 방식으로 전환 위치(COP_L 또는 COP_P)까지 사출 페이스(EP 또는 EL) 동안 사출 성형 사이클을 작동시키고 전환 지점(COP_L 또는 COP_P) 후에 압력 규정된 방식으로 유지 압력 페이스(NP)의 끝까지 작동시키는 것이 편의적인 것이 증명되었다.

예컨대, 기록된 곡선들(p_LMass(t) 및 p_PMass(t))의 변위는 비복귀 밸브의 폐쇄 거동의 함수로서 발생할 수 있고, 이는 용융물의 점성의 변경을 기본으로 하지 않으며 따라서 용융물의 점성 지수(VI_L, VI_P)의 변경을 기본으로 하지 않는다. 이러한 타입의 에러를 보상하기 위해, 요구된다면, 측정 간격(MI=MI_Pos1-MI_Pos2)이 비복귀 밸브의 폐쇄 거동의 함수로서 더 큰 또는 더 작은 스크류 위치들로 국부적으로 변위된다. 이러한 경우, 측정 간격(MI)은, 미리 정해진 기준 압력(p_Ref)이 학습 사이클에서보다 제조 사이클에서 더 일찍 통과된다면, 더 큰 스크류 위치들(s)로 국부적으로 변위되고, 즉 이하가 참이다 :

s(pP_RefP)>s(p_RefL).

역으로, 측정 간격(MI=MI_Pos1-MI_Pos2)은, 미리 정해진 기준 압력(p_Ref)이 학습 사이클에서보다 제조 사이클에서 더 나중에 국부적으로 통과된다면, 더 작은 스크류 위치들로 변위되는 것이 편의적이며, 즉

s(p_RefP)<s(p_RefL).

또한, 기준 압력(p_Ref)이 위치(MI_Pos1)에 존재하는 압력보다 더 작게 선택되는 것이, 즉 점성 지수(VI_P)의 결정의 시작 전에 발생하는 기준 압력(pR_Ref)을 선택하는 것이 편의적인 것으로 입증되었다. 기준 압력(p_Ref)은 이러한 경우 질량 압력 곡선과 상호 관련되는 기록된 압력 곡선(p_PMass(t) 또는 p_LMass(t))의 지점이다.

본 발명에 따른 방법을 사용하여, 결정된 점성 지수(VI_P)의 함수로서 정확한 몰드 충전을 보장하는 것이 넓은 제한들 내에서 가능하다. 하지만, 예컨대 제조 사이클로부터 제조 사이클로의 점성 지수(VI_P)의 진행하는 결정 동안, 하나의 제조 사이클로부터 다른 제조 사이클로의 점성 지수(VI_P)의 편차의 더 큰 진행하는 경향이 검출되는 것이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 심지어 용융물 온도의 변경된 세팅에 의해, 예컨대 실린더 온도, 배압(back pressure) 또는 가소화 속도에 의해 점성 지수(VI_P)를 또한 조절하는 것이 편의적일 수 있다.

다른 유리한 구성들은 추가의 종속항들에 명시된다.

이후에, 본 발명은 도면을 기본으로 하여 예로서 더 상세하게 설명된다.

도 1은 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_eq)을 결정하기 위한 학습 사출 성형 사이클의 그래프를 개략적으로 도시하고,
도 2는 충전 지수(FI_L)를 나타내는, 크로스 해칭된(cross-hatched) 구역이 없는, 도 1에 따른 그래프를 개략적으로 도시하며, 이를 기본으로 하여, 적분 극한들(t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2))이 어떻게 결정될 수 있는지의 합리적인(sensible) 가능성이 설명되고,
도 3은 그래프를 개략적으로 도시하며, 이를 기본으로 하여 점성 지수(VI_L 또는 VI_P)를 결정하기 위한 제 2 가능성이 설명되고,
도 4는 학습 사출 성형 사이클과 비교하여 더 점성의 재료를 위한 특징 압력 곡선(p_PMass(t))을 도시하는 그래프를 개략적으로 도시하고, 재료의 유동 횟수(F_ZEP) 및 요구되는 충전 지수(FI_P)는 크로스 해칭되어 예시되고,
도 5는 도 4에 따른 그래프를 도시하고, 학습 프로세스와 비교하여 덜 점성의 재료 및 그의 요구되는 충전 지수(FI_P)가 크로스 해칭되어 그려지고,
도 6은 그래프를 도시하며, 이를 기본으로 하여 측정 간격(MI)의 변위가 설명되고,
도 7은 복수의 제조 사이클들에 걸친 그래프를 개략적으로 도시하고, 이는 본 발명에 따른 규제 없이 종래 기술에 따른 방법의 경우와 본 발명에 따른 방법의 경우에 사용되는 재료의 점성 지수(VI_P)의 몰딩된 부품 중량의 상관성을 도시하고,
도 8은 복수의 제조 사이클들에 걸친 그래프를 개략적으로 도시하고, 이로부터, 재료의 변경되는 점성 지수(VI_P)의 경우에, 전환 위치(COP_P)가 본 발명에 따른 방법에서 어떻게 변경되고 종래 기술에 따른 종래의 방법에서 어떻게 일정하게 남아있는지가 나온다.

본 발명에 따른 방법의 학습 페이스(도 1)는 몰드가 구비되는 사출 기계가 제공되고 사출 성형 기계는 몰드의 공동에서 양호한 부품을 제조하기 위해 세팅된다.

이후의 그래프들의 더 양호한 이해를 위해, 도 1 및 도 2의 스크류 위치(s(t))가 최초 위치(s_A)로부터 전환 지점(COP_L 또는 COP_P)의 스크류 위치까지, 즉 s=COP_L 또는 s=COP_P 까지 감소되는 것이 강조되었다.

양호한 부품을 얻기 위한 학습 사출 성형 사이클이 실행되는 동안, 압력 곡선(p_LMass(t))이 기록되고, 이는 학습 사출 성형 사이클의 질량 압력 곡선과 상호 관련된다. 이러한 압력 곡선의 기록은 시간(t)에 걸쳐 일어난다. 이러한 압력 곡선(p_LMass(t)) 외에, 스크류 위치(s(t)) 및 스크류 속도(v(t))가 도 1에 파선에 의해 그려진다. 특징 시간들(t(s=CP_L), t(s=MI_Pos1), t(s=MI_Pos2) 및 t(s=COP_L)이 시간 축선에 그려진다. t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2) 의 극한들 내측의 곡선(p_LMass(t)) 아래의 구역은 현재의 용융물의 유동 횟수(F_ZEL)를 나타내고 이하에 의해 결정된다.

스크류 속도(v(t))의 평균 값은 적분 극한들(t(s=MI_Pos1)및 t(s=MI_Pos2)) 사이에 형성된다. 평균 값은 V_MI로 라벨링된다(labelled). 평균 값(V_MI)에 의해 표준화되고 필요하다면 스케일링(scaling)을 위해 수정 상수(K₁)에 의해 곱해지는 유동 횟수(F_ZEL)는 점성 지수(VI_L)를 주고, 이는 사출 페이스(EL)에서 결정되는 학습 사출 성형 사이클의 용융물의 특징을 나타낸다.

충전 지수(FI_L)는 학습 사출 성형 사이클의 지수로서 결정되고, 충전 지수(FI_L)는 t(s=CP_L) 로부터 t(s=COP_L) 까지의 극한들의 곡선(p_LMass(t)) 아래의 구역에 대응하고 이하의 적분에 의해 결정된다.

적분 위 극한(t(s=COP_L))은 이러한 경우, 학습 사출 성형 사이클에서 미리 세팅된, 전환 지점(COP_L)의 위치이고, 스크류 위치(s)에 도달할 때의 대응하는 시간 값(t(s=COP_L))이 이에 대응한다. 이러한 경우, 본 발명에 따르면, 사출 페이스(EL) 동안, 전환 지점(COP_L)에서 몰드 충전이 마무리되는 것으로 추정된다. 사출 페이스(EP) 다음의, 유지 압력 페이스(NP) 동안의 추가의 몰드 충전은 여기서 무시된다. 충전 지수(FI_L)를 결정하기 위한 적분이 그로부터 일어나는, 적분 아래 극한(t(s=CP_L))은, 이러한 경우 적분(t(s=CP_L))의 시작에서, 몰드의 공동의 효과적인 충전이 시작되거나 이미 시작되는 방식으로 결정된다. 이는 특히, 존재할 수 있는 비복귀 밸브가 안전하게 폐쇄되는 경우이다. 비복귀 밸브의 정확한 폐쇄 시간의 결정이 기술적으로 복잡하거나 또는 단지 간단한 기술 수단을 사용하여 부정확하게 가능하기 때문에, 미리 정해진 압력 값(p_CP)은 대안적으로 선택될 수 있고, 여기서 경험에 따라, 공동의 효과적인 충전이 시작되고, 즉 비복귀 밸브의 폐쇄는 이미 일어나 있다. 이러한 타입의 압력 값(p_CP=p_LMass(t(s=CP_L)))은 이러한 압력 값이 시간(t(s=MI_Pos1))에서의 압력 값(p_LMass(t))보다 더 작은 방식으로 그의 크기에 대하여 편의적으로 선택된다.

양호한 부품 사이클 동안, 2 개의 상기 설명된 적분들은 기록되고 여기서 결정되는 점성 지수(VI_L) 및 충전 지수(FI_L)의 값들은 그 후에 서로에 대해 관계에 놓이고, 이러한 관계(FI_L/VI_L)는 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_eq)을 형성한다.

이후에, 적분 극한들(t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2))을 결정하기 위한 가능성은 도 2를 기본으로 한 예에 의해 설명된다. 적분 시작(t(s=MI_Pos1))은, 점성 지수(VI_L)가 실제로 학습 사출 성형 사이클의 용융물의 특징의 측정에 기여하도록 적절한 방식으로 결정되어야만 한다. 이를 위해, s=MI_Pos1 는 어떠한 경우에도 s=MI_Pos2 보다 더 커야만 한다. 적분 시작(t(s=MI_Pos1))은 가능한 한 작게 선택되어야 하며, 즉 s=MI_Pos1 은 가능한 한 크게 선택되어야 하며, 그리하여 t(s=MI_Pos1) 과 t(s=MI_Pos2) 사이의 적분 간격은 가능한 한 크게 되어야 하고 따라서 점성 지수(VI_L)의 결정은 가능한 한 정확하게 된다. 다른 한편으로, 이는 최소 값(t(s=MI_Pos1)) 미만으로 떨어지지 않아야 하며, 그리하여 스크류의 시동 및 가속 프로세스들 그리고 용융물 내측의 과도 현상이 점성 지수(VI_L)에 부정적으로 영향을 미치지 않는다. 대상들의 이러한 모순을 극복하기 위해, 이하와 같이 값 S=MI_Pos1 을 결정하는 것이 성공적인 것이 입증되었다.

스크류가 세팅된 속도 프로파일의 제 1 스테이지에서 사출 성형 기계의 제어에서 세팅된 속도(v(t))에 도달하자마자, 이러한 스크류 위치(s=x_v)가 저장된다. 최대 압축 경로(Δx_vComp)는 이러한 위치(s=x_v)로부터 안전 거리로서 제하여 진다(deducted). 안전 거리(Δx_vComp)는 이러한 경우 용융물 내측의 과도 현상 또는 압축 프로세스들이 안전하게 경감되는 방식으로 선택된다. 이러한 위치로부터 유동 횟수(F_ZEL)는 충분한 정확성을 갖고 결정될 수 있다는 것이 만족스럽게 보장된다. 따라서, t(s=MI_Pos1) = t(s=x_v-Δx_vComp)에 대한 점성 지수를 결정할 때, 제 1 적분 극한이 끝난다.

점성 지수(VI_L)를 결정할 때에 적분 위 극한(t(s=MI_Pos2))을 합리적으로 구하기 위해, 적절한 방식으로 스크류 위치(s=MI_Pos2)를 결정하는 것이 필요하다. 이를 위한 적절한 방법은 최초에 학습 사출 성형 사이클의 전환 지점(COP_L)의 위치(s=COP_L)로부터 진행한다. 이러한 경우, 위치(s=COP_L)는 위치(s=MI_Pos2) 보다 더 작다. 본 발명은 그 중에서도, 사출 페이스(EP)에서 결정된 점성 지수(VI_P)의 함수로서 동일한 사출 페이스(EP)의 충전 지수(FI_P)에 충분한 영향을 여전히 갖지 위해, 점성 지수(VI_P)의 결정 후에, 제조 사이클에서 이용 가능한 사출 페이스(EP)의 충분히 큰 나머지를 여전히 갖는 것을 기본으로 한다. 이러한 경우, 당업자는 요구되는 충전 지수(FI_P)를 계산하기 위해, 점성 지수(VI_P)를 결정하기 위한 적분의 마무리로부터 시작하는 특정 시간을 요구한다. 이러한 계산 시간(t_RZ)은 수 밀리초 지속되며, 이러한 시간에 이동되는 스크류의 경로와 함께, 특정 계산 경로(Δs=v_MI*t_RZ)를 준다.

또한, 본 발명에 따르면, 충전 지수(FI_P)의 조절은 그 중에서도 더 큰 또는 더 작은 스크류 위치들(s)로의 전환 지점(COP_P)의 변위에 의해 구현된다. 더 큰 스크류 위치들(s)로의 전환 지점(COP_P)의 하나의 이러한 최대의 가능한 변위는 Δs_max 로 라벨링되며, 이는 s=MI_Pos2>COP_L+V_MI*t_RZ+Δs_max 를 위한 적분 위 극한의 스크류 위치(s=MI_Pos2)를 선택하는데 편의적인 것이 입증되었다.

시작 지점(t(s=MI_Pos1))과 종료 지점(t(s=MI_Pos2)) 사이의, 사출 페이스(EL) 동안 학습 사출 성형 사이클에서 일단 결정되는, 이러한 적분 범위는 연관된 스크류 위치(s)에 대하여 측정 간격(MI=MI_Pos1-MI_Pos2)이라고 한다. 이러한 측정 간격(MI)은 그 후 그 이후의 제조 사출 성형 사이클들을 위한 이들의 크기에 있어서 리테이닝된다(retained).

학습 사출 사이클에서 점성 지수(VI_L)를 결정하기 위한 또는 제조 사출 성형 사이클의 점성 지수(VI_P)와 유사한 하나의 대안이 도 3을 기본으로 하여 설명된다. 학습 사출 성형 사이클의 가소화 스크류의 통상적인 모멘트 곡선(M_L(t))이 도 3에 예시된다. 하나의 이러한 통상적인 곡선은 M_P(t)로서 제조 사출 성형 사이클에서 또한 발생한다. 곡선들(M_L(t)) 및 M_P(t))은 이러한 경우 가소화 페이스(PP) 동안의 가소화 스크류의 토크 곡선을 도시한다. 가소화 페이스(PP)는 용융물의 점성 지수(VI_L 또는 VI_P)를 결정하기 위해 또한 적절한 것이 증명되었다. 이를 위해, 유동 횟수(F_ZPlastL)는 t(s=MM_Pos1) 에서 t(s=MM_Pos2) 로의 극한들에서 시간의 함수로서 구동 모멘트(M_L(t))에 대한 적분으로서 형성된다. 이러한 유동 횟수(F_ZPlastL)는 길이(I_MM = MM_Pos2 - MM_Pos1)에 걸쳐 표준화되고, 필요하다면, 스케일링을 위해 수정 상수(K₂)에 의해 곱해진다. 이러한 경우, 적분 극한들(MM_Pos1 및 MM_Pos2)이, 한편으로는, 충분히 큰 거리가 충분한 정확성을 갖고 점성 지수(VI_L; VI_P)를 결정하기 위해 이러한 위치들 사이에 만연한 방식으로 세팅된다. 다른 한편으로는, 위치들(MM_Pos1 및 MM_Pos2)은 가소화 스크류를 시동할 때 그리고 정지할 때 과도 또는 이조(detuning) 현상으로부터 충분히 멀리 있어야 한다. 학습 페이스에서 일단 결정된, 위치들(MM_Pos1 과 MM_Pos2) 또는 연관된 시간들(t(s= MM_Pos1) 과 t(s= MM_Pos2)) 사이의 적분 범위는 또한 나중의 제조 사출 성형 사이클들에서 리테이닝된다. 용융물이 그 이후의 사출 페이스(EP)를 위해 준비되는 가소화 페이스(PP)는 예컨대 관련 가소화 페이스(PP)로서 고려된다. 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_eq)을 위한 값은 결국 그 이후의 사출 페이스(EL)에서 결정되는 점성 지수(VI_L) 및 충전 지수(FI_L)를 사용하여 등식 MPV_eq(t)=FI_L/VI_L 에 따라 본 발명에 따라서 결정될 수 있다.

도 2에 예시된 바와 같이, 점성 지수(VI_L)가 사출 페이스(EL) 동안 학습 사출 성형 사이클에서 결정되는 경우에, 점성 지수(VI_P)는 물론 그 이후의 제조 사출 성형 사이클들의 제조 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP)에서 마찬가지로 결정되는 것이 명료함을 위해 단지 언급된다. 점성 지수(VI_L)가 가소화 페이스(PP) 동안 학습 사출 성형 사이클에서 결정된다면, 점성 지수(VI_P)는 또한 마찬가지로 그 이후의 제조 사출 성형 사이클들의 가소화 페이스(PP) 동안 결정된다.

학습 페이스 동안, 즉 하나 이상의 양호한 부품의 제조 동안, 이후에 나열된 값들이 양호한 부품의 사출 성형 사이클을 기본으로 하여 학습 되었다 :

a) 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_eq),

b) 측정 간격(MI=MI_Pos1 - MI_Pos2)을 위한 값 - 그 내에서 유동 횟수(F_ZEL)가 결정됨 -. 측정 간격(MI)의 크기는 또한 그 이후의 제조 사이클들을 위한 기초로서 사용된다.

c) 또한, 학습 페이스에서 결정되는 압력 값(p_CP)이 마찬가지로 제조 페이스로 이어진다. 학습 페이스와 유사하게, 압력 곡선(p_PMass(t))이 미리 결정된 또는 결정된 압력 값(p_CP)을 통과하는 시간(t(s=CP_P))은 충전 지수(FI_P)의 결정 동안 제조 페이스의 적분 아래 극한으로서 제조 페이스에서 사용된다.

d) 점성 지수(VI_L)가 사출 페이스(EL) 동안 결정되었던 경우에 대하여, 이하에 도 6을 기본으로 하여 설명된 바와 같이, 스크류 위치(s=MI_Pos1 및 s=MI_Pos2)의 값들이 부가적으로 이어지고 필요하다면 그의 절대값에 대하여 조절된다.

e) 점성 지수(VI_L)가 가소화 페이스(PL) 동안 결정되었던 경우에, 스크류 위치들(s=MM_Pos1 및 s=MM_Pos2)의 값들이 이어진다.

f) 상수들(K₁≠1 및 K₂≠1)이 학습 페이스에서 사용된 한, 이러한 상수들(K₁ 및 K₂)은 또한 제조 페이스로 이어진다.

본 발명에 따른 방법의 제조 페이스는 도 4 내지 도 6을 기본으로 하여 이후에 설명된다. 도 4는, 질량 압력(p_PMass(t))이 시간(t)에 걸쳐 입력되는 그래프를 도시한다. 실선은 제조 사출 성형 사이클의 재료의 질량 압력 곡선(p_PMass(t))을 도시한다. 또한, 학습 사출 성형 사이클에서 기록되었던 바와 같은, 질량 압력 곡선(p_LMass(t))이 비교를 위해 점선으로 예시된다. 또한, 사출 페이스(EP) 및 유지 압력 페이스(NP)의 일부가 예시된다. 압력 곡선(p_PMass(t))의 레벨은 적분 극한들(t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2)) 내에서 이러한 극한들 내의 압력 곡선(p_LMass(t))과 비교하여서 명백하게 증가된다. 따라서, 적분이 극한들(t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2)) 내에서 압력 곡선(p_PMass(t))에 걸쳐 결정된다면, 유동 횟수(F_ZEP)를 위한 더 큰 값이 이로부터 초래된다. 재료의 점성 지수(VI_P)는 상수(K₁) 및 평균 속도(V_MI)를 사용하여 학습 페이스와 유사하게 결정될 수 있다. 마지막에 시간(t(s=MI_Pos2))에서 결정되는, 재료의 점성 지수(VI_P)의 값으로부터, 용량적으로 정확한 몰드 충전 및 따라서 또한 학습 페이스의 재료와는 상이한 점성 지수(VI_P)를 갖는, 제조 사출 성형 사이클의 재료를 사용하여 양호한 부품을 얻기 위해, 재료를 위한 충전 지수(FI_P)가 달성해야만 하는 값을, 등식을 사용하여 FI_P=MPV_eq*VI_P 를 결정하는 것이 가능하다. 이는 재료의 충전 지수(FI_P)를 결정하기 위한 시간(t(s=CP_P))으로부터 일시적으로 진행 중인 적분이 진행 중인 방식으로 결정되고 점성 지수(VI_P)가 공지되자마자, 요구되는 충전 지수(FI_P)가 결정되는 점에서 성공한다. 현재의 충전 지수(FI_P)를 결정하기 위한 진행 중인 적분이 요구되는 충전 지수(FI_P)에 도달된다면, 그 후 유지 압력 페이스(NP)로의 전환이 일어난다.

더 점성인 재료의 경우에, 전환 지점(COP_P)은, 예컨대 일시적으로 전환 지점(t(s=COP_L)) 후에 위치된다. 본 발명은, 학습 사출 성형 사이클에서 결정되었고, 학습 프로세스에서 사용되었던 재료와 비교하여 상이한 재료 품질을 갖는 재료의 경우 제조 사출 성형 사이클에서 결정되었던 값(MPV_eq)을 또한 유지하고 따라서 공동의 용량적으로 정확한 충전을 달성하고 따라서 양호한 부품을 얻는 것을 또한 가능하게 한다. 부품들의 품질의 추가의 개선이 용융물 품질의 변동에도 불구하고, 즉 학습 프로세스에서 결정되는 점성 지수(VI_L)에 대한 변동하는 점성 지수(VI_P)에도 불구하고, 제조 페이스의 유지 압력(p_NP)이, 예컨대 학습 페이스에서 운행되는 유지 압력일 수 있는 미리 세팅된 유지 압력(p_N)에 대하여 조절된다면, 달성될 수 있다. 이러한 경우, K₃ 는 수정 상수인, 공식 p_NP=p_N*(1+K₃(VI_P-VI_L)/VI_L 에 따라 제조 페이스에서 유지 압력(p_NP)을 조절하는 것이 성공적인 것으로 입증되었다. 수정 상수(K₃)는 이러한 경우 제조될 몰딩된 부품의 작업물 특성들을 맵핑할 수 있다. 따라서, 예컨대, 수정 상수(K₃)는 예컨대 특히 얇은 벽형의 몰딩된 부품의 경우에 더 두꺼운 벽형의 몰딩된 부품에서보다 다소 더 작게 적용될 수 있다. 이는 얇은 벽형의 몰딩된 부품의 경우에, 더 두꺼운 벽형의 몰딩된 부품의 경우에서보다 몰드 충전이 유지 압력 페이스에서 덜 효과적이기 때문이다.

도 5는, 압력 곡선(p_PMass(t))이 압력 곡선(p_LMass(t))과 비교하여 더 낮은 레벨에서 운행하는, 제조 사출 성형 사이클을 도시한다. 이는, 동일한 경계 조건들 외의 경우에서, 재료가 학습 페이스 동안 학습 사출 성형 사이클에서 사용되었던 재료보다 낮은 점성 또는 더 낮은 점성 지수(VI_P)를 갖는 것을 의미한다. 유지 압력 레벨(p_NP)은 학습 사출 성형 사이클의 유지 압력 레벨과 비교하여 또는 미리 세팅된 유지 압력(p_N)과 비교하여 제조 사출 성형 사이클의 재료에 대하여 낮아진다. 시간(t(s=COP_P))은 시간(t(s=COP_L))과 비교하여 "더 이르게" 변위되며, 이는 제조 사출 성형 사이클의 재료의 전환 지점(s=COP_P)에 대한 더 큰 스크류 위치(s)로의 전환 지점(COP_P)의 변위를 의미한다.

특정 효과들로 인해, 예컨대 비복귀 밸브의 변경 폐쇄 거동으로 인해, 기준 압력 값(p_Ref), 예컨대 압력 값(p_CP)이 일시적으로 더 이르게 시간(t'(s=CP))을 통과하는 것이 발생할 수 있다(도 6 참조). 충전 지수(FI_P)의 결정을 위한 적분 아래 극한은 이에 의해 변경되어서, 적분 극한들(t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2))이 유지된다면 점성 지수(VI_P)의 그리고 따라서 요구되는 충전 지수(FI_P)의 계산 착오가 초래될 것이다. 이는 스크랩(scrap) 부품의 제조를 초래할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 기준 압력 값(p_Ref)을 통과하는 것이 시간 기간(Δt)에 의해 "이른" 또는 "늦은" 것을 향하여 적분 극한들(t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos1))을 또한 대응적으로 변위시키기 위해 "이른" 방향 또는 "늦은" 방향으로 시간(Δt)의 기간 만큼 변위되는 것이 이러한 경우에 편의적이다. 대안적으로, 측정 간격(MI)은 더 큰 또는 더 작은 스크류 위치들로 또한 대응적으로 변위될 수 있고, 측정 간격(MI)의 크기는 바람직하게는 동일하게 남아있다.

도 6에서, Δt 만큼의 이러한 시간 변위가 재료의 예에 의해 질적으로 도시되며, 달리 말하면 그의 점성에 대하여 일정하다.

본 발명에 따른 방법의 작용의 포지티브(positive) 모드가 도 7을 기본으로 하여 명료하게 된다. 제 1 곡선(비어있는 정사각형들)에서, 도 7은 복수의 제조 사이클들에 걸친 용융물을 특정하는 점성 지수(VI_P)의 코스를 도시한다. 예에 따른 예시에서, 점성 지수(VI_P)는, 더 높은 극한 값에 도달하기 위해, 최초에 17 번째 사이클로부터 급격하게 증가한다. 이러한 타입의 곡선은 예컨대 용융물의 냉각에 대응하며, 이로부터 더 높은 점성 지수(VI_P)가 초래된다.

제 2 곡선(비어있는 원들)으로 예시된, 종래의 프로세스 관리에서, 증가하는 점성 지수(VI_P)를 갖는 점성 지수(VI_P)의 이러한 타입의 변경은 결과로서 명백하게 떨어지는 몰딩된 부품 중량을 갖는다. 이는 용량적 충전이 만족스럽지 않았고 싱크 마크들 또는 부족한 충전(under-filling)이 이러한 타입의 떨어지는 몰딩된 부품 중량들의 경우에 발생할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 스크랩 부품들이 이에 의해 생성된다.

본 발명에 따른 방법이 적용될 때 몰딩된 부품 중량의 코스는 제 3 곡선(비어있는 삼각형들)으로 예시된다. 17 번째 사이클로부터의 점성 지수(VI_P)의 증가에도 불구하고, 본 발명에 따른 방법은 용융물 특성들의 변경에도 불구하고 몰딩된 부품 중량을 사실상 일정하게 유지하는 것이 가능한 것이 명백하게 된다. 비록, 17 번째 사이클로부터 시작하여, 용융 특징이 그의 점성 지수(VI_P)에 관하여 상당히 변경되지만, 본 발명에 따른 방법은 몰딩된 부품 중량들을 사실상 일정하게 유지하는 것이 가능하고 따라서, 양호한 부품들을 유도하는, 공동의 용량적으로 정확한 충전을 보장하는 것이 가능하다.

도 8에서, 복수의 제조 사이클들에 걸친 점성 지수(VI_P)의 변경이 종래의 프로세스 관리 및 본 발명에 따른 프로세스 관리에서 전환 지점(s=COP_P)에 어떻게 영향을 갖는지가 도시된다. 제 1 곡선(비어있는 직사각형들)에서, 점성 지수(VI_P)의 코스가 복수의 사이클들에 걸쳐 예시된다. 도 7에서 이미 설명된 바와 같이, 점성 지수(VI_P)는 17 번째 사이클로부터 급격하게 증가하고 35 번째 사이클까지 더 높은 레벨에 접근한다. 종래의 프로세스 관리(비어있는 원들)에서, 전환 지점(COP_P)은 영향을 받지 않는다. 전환 지점(s=COP_P)은 모든 35 개의 사이클 동안 사실상 일정하게 남아있다. 본 발명에 따른 방법이 적용된다면, 제 3 곡선(비어있는 삼각형들)을 기본으로 하여, 전환 위치(s=COP_P)가 점성 지수(VI_P)의 증가와 상호 관련되는 방식으로 더 낮은 스크류 위치들로 변위되고 대략 26 번째 사이클로부터 시작하여 사실상 일정하게 남아있는 것이 명백하게 된다.

본 발명에 따른 방법은 모든 크기들의 전자 및 유체 역학적 사출 성형 기계들의 적용을 위해 적절하다. 특히, 즉 사출 성형 기계의 작동 소프트웨어(software)를 프로그래밍하는 맥락에서, 새로운 기계들에서 본 발명에 따른 방법을 통합하는 것이 쉽게 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 측정된 값들, 예컨대 사출 및/또는 유지 압력 페이스 동안의 압력 측정들, 사출 페이스 동안의 스크류의 이동 측정들, 가소화 페이스 동안의 가소화 스크류의 이동 측정들 및 토크 측정들 등을 기본으로 하고, 이들은 사출 성형 기계들의 경우에 보통은 이미 측정되어 있어서, 부가적인 측정 센서들 등이 본 발명에 따른 방법을 위해 부착될 필요는 없다. 이러한 점에서, 본 발명에 따른 방법은 또한 이미 존재하는 사출 성형 기계들을 위한 개조(retrofit) 해결책으로서 이례적으로 적절하다.

본 발명에 따른 방법을 사용하여 작동되는, 사출 성형 기계들은, 예컨대 몰딩된 부품 품질에 대한 배치 변동들의 부정적인 효과들을 자동으로 보상하는 것이 가능하다. 임의의 경우에서, 예컨대 고장들의 경우에 또는 특정 멈춤 후에, 기계들을 재시작할 때 몰딩된 부품 품질에 대한 부정적인 효과들은 본 발명에 따른 상태 의존 프로세스 관리에 의해 자동으로 보상된다. 기계 작동자는, 예컨대 사출 성형 기계의 파라미터를 수동으로 조절하기 위해, 제조 프로세스에서 덜 자주 개입해야 한다. 개별 몰딩된 부품들의 품질 차이들은, 제품 및/또는 환경 조건들을 변경하는 경우에서조차도, 최소로 감소된다.

재료 특성들, 예컨대 재료 습도에 의존하여, 재료 조성(배치 변동들) 및 사출 성형 기계의 작동에 대한 이들의 영향, 예컨대 비복귀 밸브의 폐쇄 거동에 대한 이들의 영향은 기계 작동자의 개입 없이 본 발명에 따른 방법에 의해 자동으로 수정될 수 있다. 그 결과, 몰딩된 부품들의 제조 동안 공동들의 과도한 주입 또는 또한 부족한 충전이 그 중에서도 방지된다. 상당한 비용 절약들이 그 결과 달성될 수 있다. 프로세스 신뢰성 및 자동화 정도는 증가될 수 있다.

외부 영향들, 이를테면 예컨대 사출 성형 기계가 설치되는 숍의 변동하는 환경적 온도들이 본 발명에 따른 방법을 사용하여 또한 보상될 수 있다. 예컨대 상이한 태양 복사에 의해 또는 숍에서 작동되는 상이한 수의 사출 성형 기계들 또는 공장들에 의해 세팅될 수 있는 변동하는 환경적 온도들은 고정식으로 미리 세팅된 세팅들의 경우에 프로세싱될 용융물의 점성 변동들을 최소화하는 것을 유도한다. 이러한 타입의 점성 변동들은 몰딩된 부품 품질에 부정적인 효과를 갖는다. 이러한 타입의 용융물 특징, 특히 점성의 변경은 본 발명에 따른 방법을 사용하여 검출될 수 있고 그럼에도 불구하고 몰드의 공동의 신뢰할 수 있고 완전한 충전이 변경된 프로세스 관리에 의해 보장된다.

p_LMass(t) 학습 사출 성형 사이클의 압력 곡선
VI_L 학습 사출 성형 사이클의 점성 지수
EL 학습 사출 성형 사이클의 사출 페이스
PL 학습 사출 성형 사이클의 가소화 페이스
FI_L 학습 사출 성형 사이클의 충전 지수
s 스크류 위치
t(s) 특정 스크류 위치(s)가 도달되는 시간
COP_L 전환 지점
s=COP_L 전환 지점에서의 스크류 위치
s=CP_L 충전 지수(FI_L)를 결정하기 위한 적분의 시작에서의 스크류 위치
MPV_eq 몰딩된 부품 용량 당량
p_PMass(t) 제조 페이스 동안 질량 압력 곡선과 상호 관련되는 압력의 압력 곡선
VI_P 제조 사출 성형 사이클 동안의 점성 지수
EP 제조 사이클의 사출 페이스
PP 제조 사출 성형 사이클의 가소화 페이스
FI_P 제조 사출 성형 사이클의 충전 지수
MEP 기계 세팅 파라미터
F_ZEL 학습 사출 성형 사이클의 사출 페이스 동안 결정되는 유동 횟수
K₁ 수정 상수
V_MI 스크류 위치들(MI_Pos1 과 MI_Pos2) 사이의 스크류 속도(v(t))의 평균 값
F_ZPlastL 학습 사출 성형 사이클의 가소화 페이스(PL) 동안 결정되는 용융물의 유동 횟수
MM_Pos1 과 MM_Pos2 가소화 페이스(PL) 동안의 스크류 위치들(s)
I_MM 가소화 페이스(PP) 동안의 측정 간격
M_L(t) 학습 사출 성형 사이클 동안의 구동 모멘트
K₂ 수정 상수
MI 사출 페이스(EP; EL) 동안의 측정 간격
F_ZEP 제조 사출 성형 사이클의 사출 페이스 동안 결정되는 유동 횟수
F_ZPlastP 제조 사출 성형 사이클의 가소화 페이스(PP) 동안 결정되는 유동 횟수
M_P(t) 제조 사이클 동안 가소화 스크류의 구동 모멘트의 모멘트 곡선
P_NP 조절된 유지 압력
P_N 미리 세팅된 유지 압력
K₃ 수정 상수
t_RZ 계산 시간
Δs_max 전환 지점의 최대 변위
p_CP 스크류 위치(s=CP_L 또는 s=CP_P)에서 예비 세팅된 압력 값
p_Ref 기준 압력
p_RefP 제조 사이클의 기준 압력
p_RefL 학습 사이클의 기준 압력

Claims

사출 성형 프로세스(injection-moulding process)에서 프로세싱될 재료의 용융물에 의한 몰드(mould)의 공동의 용량적으로 정확한 충전을 위한 방법으로서,
상기 방법은 학습 페이스(learning phase) 및 제조 페이스를 갖고, 적어도 이후의 단계들(1 내지 5)이 학습 페이스에서 실행되고 적어도 이후의 단계들(6 내지 8)이 제조 페이스에서 실행되며 :
상기 학습 페이스에서 :
1. 몰드를 갖춘 사출 성형 기계의 제공 단계 - 상기 사출 성형 기계는 몰드의 공동의 양호한 부품의 제조를 위해 세팅됨(set up) -,
2. 양호한 부품을 얻기 위해 하나 이상의 학습 사출 성형 사이클을 실행하고 질량 압력 곡선과 상호 관련되는 압력 곡선(p_LMass(t)) 을 기록하는 단계,
3. 상기 학습 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EL) 동안 또는 학습 사출 성형 사이클 이전의 가소화(plasticisation) 페이스(PL) 동안, 학습 사출 성형 사이클의 용융물을 특정하는, 점성 지수(VI_L)를 결정하는 단계,
4. 상기 학습 사출 성형 사이클의 양호한 부품의 공동의 용량적으로 정확한 충전을 위한 지수로서 충전 지수(FI_L)를 결정하는 단계, - 이하가 참임

여기서, t(s=COP_L) 은 학습 사출 성형 사이클의 전환(changeover) 지점(COP_L)의 스크류 위치(s=COP_L)에서의 시간이고 t(s=CP_L) 은 스크류 위치(s=CP_L)가 미리 정해진 압력(p_LMass(t) = p_CP)이 가해지는 위치에 도달되거나, 공동의 충전이 시작되는 위치에 도달될 때의 시간이며, 이하가 참임
s=CP_L > s=COP_L,
5. 몰딩된 부품 용량 당량(equivalent)(MPV_eq=FI_L/VI_L)을 형성하는 단계.
그리고 상기 제조 페이스에서 :
6. 상기 몰드를 사용하여 복수의 제조 사출 몰딩 사이클들을 실행하는 단계, 질량 압력 곡선에 상호 관련되는 하나 이상의 압력 곡선(p_PMass(t))을 기록하는 단계 - 현재 제조 사출 몰딩 사이클의 용융물을 특정하는, 점성 지수(VI_P)는 제조 사출 몰딩 사이클의 사출 페이스(EP) 동안 또는 제조 사출 몰딩 사이클 이전의 가소화 페이스(PP) 동안 결정됨 -
7. 상기 점성 지수(VI_P)의 결정 후에, 현재의 제조 사출 몰딩 사이클을 위해 요구되는 충전 지수(FI_P)가 이하로부터 계산되는 단계,
FI_P=MPV_eq*VI_P
및
8. 상기 제조 사출 몰딩 사이클 및/또는 사출 레이트(rate) 프로파일(profile)의 전환 지점(COP_P)이 이하가 참이도록 남아있는 사출 페이스(EP) 동안 조절되는 단계

가 실행되는 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 학습 사출 성형 사이클의 용융물을 특정하는, 상기 점성 지수(VI_L)의 결정은 이하

에 의한 VI_L=F_ZEL*K₁/V_MI 에 의해 학습 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP) 동안 일어나고,
여기서 (s=MI_Pos1) 및 (s=MI_Pos2) 는 사출 페이스(EL) 동안의 상이한 스크류 위치들(s)이고 t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2) 는 대응하는 스크류 위치들(s=MI_Pos1, s=MI_Pos2)에 대한 상이한 시간들(t)이며, 이하
MI_Pos1 > MI_Pos2 > COP_L
가 참이며,
V_MI 는 스크류 위치들(MI_Pos1 과 MI_Pos2) 사이의 스크류 속도(v(t))의 평균 값이고,
(K₁) 은 스케일링(scaling)을 위한 수정 상수인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 학습 사출 성형 사이클의 용융물을 특정하는, 상기 점성 지수(VI_L)의 결정은 이하

에 의한 VI_L-F_ZPlastL*K₂/I_MM 에 의해 학습 사출 성형 사이클 이전의 가소화 페이스(PL) 동안 일어나고,
여기서, (s=MM_Pos1) 및 (s=MM_Pos2) 는 상이한 스크류 위치들(s)이고 t(s=MM_Pos1) 및 t(s=MM_Pos2) 는 가소화 페이스(PL) 동안 대응하는 스크류 위치들(s=MM_Pos1, s=MM_Pos2)에 대한 상이한 시간들(t)이며, 이하
MM_Pos1<MM_Pos2 및
I_MM=MM_Pos2-MM_Pos1
가 참이며,
M_L(t) 는 가소화 스크류의 구동 모멘트이고 (K₂) 는 스케일링을 위한 수정 상수인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제조 사출 성형 사이클의 용융물을 특정하는, 상기 점성 지수(VI_P)의 결정은 이하

에 의한 VI_P=F_ZEP*K₁/V_MI 에 의해 제조 사출 성형 사이클의 사출 페이스(EP) 동안 일어나고,
여기서, (s=MM_Pos1) 및 (s=MM_Pos2) 는 상이한 스크류 위치들(s)이고 t(s=MM_Pos1) 및 t(s=MM_Pos2) 는 가소화 페이스(PL) 동안 대응하는 스크류 위치들(s=MM_Pos1, s=MM_Pos2)에 대한 상이한 시간들(t)이며, 이하
여기서 (s=MI_Pos1) 및 (s=MI_Pos2) 는 사출 페이스(EL) 동안의 상이한 스크류 위치들(s)이고 t(s=MI_Pos1) 및 t(s=MI_Pos2) 는 대응하는 스크류 위치들(s=MI_Pos1, s=MI_Pos2)에 대한 상이한 시간들(t)이며, 이하
MI_Pos1 > MI_Pos2 > COP_L
가 참이며,
V_MI 는 스크류 위치들(MI_Pos1 과 MI_Pos2) 사이의 스크류 속도(v(t))의 평균 값이고,
(K₁) 은 스케일링을 위한 수정 상수인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제조 사출 성형 사이클의 용융물을 특정하는, 상기 점성 지수(VI_P)의 결정은 이하

에 의한 VI_P=F_ZPlastP*K₂/I_MM 에 의해 제조 사출 성형 사이클 이전의 가소화 페이스(PP) 동안 일어나고,
여기서, (s=MM_Pos1) 및 (s=MM_Pos2) 는 가소화 페이스(PP) 동안 상이한 스크류 위치들(s)이고 t(s=MM_Pos1) 및 t(s=MM_Pos2) 는 대응하는 스크류 위치들(s=MM_Pos1, s=MM_Pos2)에 대한 상이한 시간들(t)이며, 이하
MM_Pos1<MM_Pos2 및
I_MM=MM_Pos2-MM_Pos1
가 참이며,
M_P(t) 는 가소화 스크류의 구동 모멘트이고 (K₂) 는 스케일링을 위한 수정 상수인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 질량 압력 곡선과 상호 관련되는 압력 곡선들(p_LMass(t) and p_PMass(t))은 사출 압력 곡선, 유압식 압력 곡선, 공동 내부 압력 곡선 또는 질량 압력 곡선이거나 사출 모터(motor)의 모터 토크(torque)로부터 결정되는 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제조 사출 성형 사이클의 유지 압력 페이스(NP)에서, 유지 압력(p_NP)은 미리 세팅된 유지 압력(p_N)에 대하여 변경되고, 이하의 p_NP=p_N*(1+K₃*(VI_P-VI_L)/VI_L) 가 참이며, 여기서 K₃ 는 수정 상수, VI_P 는 현재 제조 사출 성형 사이클의 점성 지수(VI_P) 그리고 VI_L 은 학습 사출 성형 사이클의 점성 지수(VI_L)인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스크류 위치(s=MI_Pos2)는 점성 지수들(VI_P)이 사출 성형 사이클들의 사출 페이스(EP)에서 결정되는 경우 전환 지점(COP_P)의 상류에 충분히 멀리 위치되어서, 상기 점성 지수(VI_P)를 결정한 후에, 전환 지점(COP_P)까지 사출 페이스(EP)의 남아있는 나머지 동안, 전환 지점(COP_P)의 변위에 의해 또는 스크류의 속도 프로파일을 조정함으로써, 충전 지수(FI_P)의 높이에 여전히 충분한 영향을 갖는 것이 가능하고, 특히 이하가 참이며 :
MI_Pos2>COP_L+V_MI*t_RZ+△s_max
- t_RZ 은 충전 지수(FI_P)를 결정하기 위한 계산 시간이고,
- △s_max 는 전환 지점(COP_L)과 비교한 전환 지점(COP_P)의 최대 예상 국부적 변위인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스크류 위치(s=CP_L; s=CP_P)는 고정식으로 미리 결정된 p_CP 값으로부터 결정되거나, 비복귀 밸브가 폐쇄되는 스크류 위치(s)인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사출 성형 사이클은 사출 페이스(EP, EL) 동안 전환 지점(COP_L, COP_P) 까지 스크류 위치들(s)에 대하여 위치 조절되는 방식으로 또는 위치 조절되고 압력 제한되는 방식으로 일어나고 전환 지점(COP_L, COP_P) 후에 유지 압력 페이스(NP)의 종료까지 압력 조절되는 방식으로 일어나는 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
측정 간격(MI=MI_Pos1-MI_Pos2)은 비복귀 밸브의 폐쇄 거동의 함수로서 점성 지수(VI_L 또는 VI_P)의 결정 동안 변위되는 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 간격(MI=MI_Pos1-MI_Pos2)은 미리 정해진 기준 압력(p_Ref)이 학습 사이클에서보다 제조 사이클에서 더 이르게 국부적으로 통과된다면 더 큰 스크류 위치들(s)로 변위되고, 즉 이하
s(p_RefP)>s(p_RefL)
가 참인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 간격(MI=MI_Pos1-MI_Pos2)은 미리 정해진 기준 압력(p_Ref)이 학습 사이클에서보다 제조 사이클에서 더 늦게 국부적으로 통과된다면 더 작은 스크류 위치들(s)로 변위되고, 즉 이하
s(p_RefP)<s(p_RefL)
가 참인 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기준 압력(p_Ref)은 위치(s=MI_Pos1)에 가해지는 압력보다 더 작은 방식으로 선택되는 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 점성 지수(VI_P)는 용융 온도에 의해, 예컨대 실린더 온도, 배압(back pressure) 또는 가소화 속도에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_EQ)을 결정하기 위한 학습 페이스는 제 1 사출 성형 기계에서 실행되고, 적어도 몰딩된 부품 용량 당량(MPV_EQ)을 위한 값은 제 2 사출 성형 기계의 제어부로 이어지고, 방법의 제조 페이스는, 제 2 사출 성형 기계를 사용하여, 제 1 사출 성형 기계로부터 2 사출 성형 기계로의 몰드 변경 후에 실행되는 것을 특징으로 하는,
방법.
제 1 항 내지 제 16 항에 있어서,
상기 방법은 엠보싱(embossing), 발포(foam) 및 복수의 구성요소 프로세스들에 사용되는 것을 특징으로 하는,
방법.