KR20180030473A

KR20180030473A - 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법

Info

Publication number: KR20180030473A
Application number: KR1020177036163A
Authority: KR
Inventors: 라인하르트 쉬페르스; 슈테판 크루파; 슈테판 모저; 마티아스 부슬; 요한네스 보르트베르크
Original assignee: 크라우스마파이 테크놀로지스 게엠베하
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2018-03-23
Also published as: CN107787270A; US11052591B2; EP3294519B1; CN107787270B; DE102016113248A1; US20180169921A1; KR102523046B1; EP3294519A1; WO2017013097A1

Abstract

본 발명은, 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 사출 성형기는 스크류 길이방향 축선(5)을 중심으로 병진 이동 가능하도록 그리고 스크류 길이방향 축선(5)을 중심으로 회전 드라이빙될 수 있는 적어도 하나의 가소화 스크류(3)를 갖는 적어도 하나의 가소화 디바이스(2, 3)를 포함하고, 가소화 디바이스(2, 3)에 의해, 몰드 캐비티로 사출하기 위해 플라스틱 멜트(14)가 스크류 앤티챔버(9) 내에 제공되며, 플라스틱 멜트(14)를 몰드 캐비티로 사출하기 위해, 즉 적어도 사출 단계 동안, 그리고 압력 유지 단계 동안, 가소화 스크류(3)는 적어도 하나의 드라이브 유닛에 의해 병진 및 회전 양자 모두로 드라이빙되며, 가소화 스크류(3)는, 스크류 앤티챔버(9)로부터 다시 가소화 스크류(3)의 스레드 스레드들(71)로의 멜트의 역류(

_druck)가 가소화 스크류의 병진 사출로 인해 가소화 스크류(3)의 회전에 의해 야기된 규정된 대향하는 전달 유동(

_schlepp)에 의해 겹쳐지도록 회전 속도(n_scr)로 회전식으로 드라이빙되며, 역류(

_druck) 및 대향하는 전달 유동(

_schlepp)으로부터 차동 유동(

_Δ)이 생성되고, 차동 유동(

_Δ)은 가소화 스크류(3)의 회전 속도(n_scr)에 영향을 줌으로써 적어도 사출 단계 동안 영향을 받으며, 이 방법은 역류 방지기의 사용 없이 수행된다.

Description

사출 성형기를 작동시키기 위한 방법

본 발명은, 청구항 제1 항의 전제부에 따른, 사출 성형기(injection moulding machine)를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다.

사출 성형기를 수반하는 태스크는, 바람직하게 매크로-분자 성형 컴파운드들로부터 성형된 부분들의 불연속 제조를 포함하며, 오리지널 성형은 압력 하에서 실행된다[Michaeli, W.: Introduction into the processing of plastics, Hanser, 2010]. 이를 위해, 고체 입력 재료(과립, 분말 등)는 도우징 단계에서 멜팅된 형태(molten form)로 변화된다. 원(raw) 재료는 가소화 스크류에 의해 스크류 스레드들을 통해 이송되고 압축되어, 마찰열을 유도함으로써 그 재료가 멜트(melt)되게 한다. 이 프로세스 동안, 생성되는 멜트는 스크류 앤티챔버(antechamber)에 수집되고, 스크류 팁에서, 통상적으로 존재하는 역류 배리어, 즉, 개방된 상태에서 멜트가 이송 방향으로 유동하게 할 수 있는 링 또는 볼로서 형상화된 일종의 기계적 밸브를 통과한다.

이이서, 후속적인 몰드-필링 단계(사출 단계 및 압력 유지 단계)에서, 툴 캐비티의 몰드가 필링된다. 이 프로세스 동안, 가소화 스크류(plasticising screw)는 피드 속도(v_inj)로 병진 이동되고, 가소화 스크류는 멜트를 러너 채널을 통해 캐비티로 사출하는 피스톤으로서의 기능을 한다. 사출 단계의 코스에서, 역류 배리어는 결과적인 멜트 압력(p_s)으로 인해 그리고/또는 실린더 벽 상의 마찰로 인해 폐쇄된다. 따라서, 폐쇄 시간이 많은 팩터들에 의존하기 때문에, 폐쇄 시간은 결정하기 어렵고, 종종 규정되지 않은 채로 유지된다. 명백하게 재현가능한 폐쇄 시간은 본질적으로, 캐비티의 정확하게 반복가능한 용적 필링에 기여한다. 만약 역류 배리어가 나중의 시간에서 폐쇄되면, 더 많은 멜트가 다시 스크류 스레드들로 유동한다.

US 7,713,049 B2는 스크류 스레드들로의 멜트의 역류를 사용하는 방법을 개시한다. 스크류의 플랭크들로 인해 토크가 스크류에 충돌하는데, 이는 용이하게 측정될 수 있고 그리고 이는 역류 배리어의 폐쇄 시간에 대한 단서를 제공한다. 일반적으로 말해서, 스크류는 병진 사출 무브먼트 동안 제 포지션에서 회전가능하게 견고하게 홀딩된다. 유압식으로 드라이빙되는 사출 성형기들의 경우, 이는 수압식 모터 상의 밸브를 통해 오일 유동을 둘러쌈으로써 실행되고, 그리고 전기-기계적으로 드라이빙되는 사출 성형기들의 경우, 이는 포지션 제어에 의해 가소화 드라이브가 회전하는 것을 방지함으로써 수행된다. 듀로플라스트(Duroplast) 스크류들 또는 PVC 스크류들의 경우, 단점들이 이득보다 더 크기 때문에, 역류 배리어가 필요하지 않다. 스크류 앤티챔버의 이동가능 컴포넌트는 데드 스폿들로 안내되고, 데드 스폿들에서 멜트는 축적되고 열화되고, 예컨대, 유리-투명 재료(glass-clear material)들에 흑색 스폿들을 안내한다. 비-열가소성 플라스틱들의 경우, 소정의 환경들 하에서 재료가 신속히 크로스-링크되어, 가소화 디바이스가 신속히 분해될 필요가 있다. 이 경우에 또한, 역류 배리어는, 스크류 스레드들로의 멜트의 역류를 회피할 수 없게 만드는 데 적합하지 않다.

DE 10 2005 007 747 B3은, 역류 배리어를 갖는 전기-기계적으로 드라이빙되는 사출 성형기들을 위한 방법을 개시하며, 여기서 더 높은 사출 속도를 달성하는 동시에 가소화 시간을 단축시키기 위해 드라이브 모터들 모두가 병렬로 작동된다. 이어서, 전체 사출 단계 동안 가소화 드라이브의 회전을 배제하는(왜냐하면, 이는 더 이상 정확하게 폐쇄될 수 없기 때문임) 사출 성형기의 역류 배리어의 일반적 설계에 대한 참조가 이루어진다. 부분적으로 필링된 스크류 스레드들을 리필하기 위해, 소정의 사출 압력이 역류 배리어 전면에 빌트 업될 때까지, 회전은 시작되지 않을 것이다.

DE 4 344 335 C2는, 회전 없이 가소화 스크류를 이동시키기 위해, 사출 및 가소화 드라이브들을 동일한 속도로 회전시키는 구조적 필요성을 설명한다. 중공 샤프트를 통해 드라이브들 모두를 커플링하는 것으로 인해, 도우징 드라이브가 스핀들 너트를 홀딩하거나 또는 심지어 대향 방향으로 이동할 때, 가소화 스크류가 축 방향으로 이동하는 한편, 사출 드라이브는 회전한다. 사출 동안, 도우징 모터는 드라이브 샤프트를 비-회전 상태로 홀딩하고 사출 모터는 스핀들 너트를 통해 가소화 스크류의 축방향 이동을 개시한다. 이 어레인지먼트는, 사출 모터의 모든 작동 모드들에서 도우징 모터의 작동이 요구된다는 단점을 갖는다.

이러한 드라이브 개념에 대한 EP 1 162 053 B1의 목적은, 드라이브들 모두를 움직임으로써 사출 성능을 향상시키거나 또는 동일한 사출 성능을 위해 모터들의 레이아웃을 감소시키는 것이다. 이를 위해, 탈착 가능한 커플링 디바이스가 2개의 모터들의 샤프트들 간에 제공되고, 이는 서로 독립적으로 가소화 스크류의 회전 및 무브먼트를 수행하는 것을 가능하게 한다. 사출 무브먼트를 위해, 모터들 모두는 예컨대, 사출 단계에서 모터들 모두의 파워가 이용가능하도록, 커플링될 수 있다.

일반적인 US 7,291,297 B2는 역류 배리어를 갖는 사출 성형기들에 대한 방법을 개시하였고, 여기서 사출 드라이브 및 도우징 드라이브 양자 모두는 병렬로 동작된다. 방법은 사출 성형 사이클을 설명하고, 여기서 가소화 스크류의 축방향 사출 무브먼트 동안 및 나머지 사이클 양자 모두에서 도우징 드라이브는 가소화 스크류를 가변적인 속도로 병렬로 회전시킨다. 방법은 만약 가능하다면, 가소화 스크류가 전체 사이클 내내 회전하는 것을 제공한다. 도우징 단계에서, 이는, 가소화 스크류가 이미 회전방향으로 이동하고 있을 때, 시작 이동을 위한 티어 모멘트들(tear moments)이 감소되는 장점을 갖는다. 재료는 사출 단계 동안 가능한 일찍 디스펜싱되고 있고, 이는 또한, 재료가 연속적으로 디스펜싱되고 있기 때문에 가소화 시간을 단축시킨다. 그러나, 사출될 스크류 앤티챔버의 멜트 볼륨은, 역류 배리어로 인해 사출 단계 및 압력 유지 단계 동안 도우징 볼륨과 항상 별개로 유지된다. 이는, 몰드 필링 일관성에 관하여, 개시된 방법이 이용되는 역류 배리어의 폐쇄 거동에 의존함을 의미한다. 이는 불리한 것으로 여겨지는데, 특히 정확하게 결정될 수 없는 역류 배리어의 폐쇄 시간이, 볼륨적으로 정확한 몰드 필링에 대해 중요한 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

DE 3 021 978 C2는 프로그래밍된 사출 단계들 및 압력 유지 단계들에서 유압으로 동작되는 사출 피스톤을 갖는 사출 성형기를 제어하기 위한 방법을 설명한다. 밀봉 포인트에 도달하기 전에 압력 유지 단계로부터 응고 단계로 스위치-오버가 행해져서, 유압 또는 스위치-오버 시간에 존재하는 사출 피스톤 앤티챔버의 압력의 실제 값은 유압 제어를 위한 또는 응고 단계의 사출 피스톤 앤티챔버 압력 제어를 위한 초기 세팅된 값으로서 사용되는 것으로 언급되어 있다. 역류 배리어는 플라스틱 멜트의 스크류 스레드들로의 역류를 방지한다.

DE 4 238 277 C2는 스크류 코어 및 그 위에 나선형으로 확장되고 일정한 스크류 직경의 스크류 웨브를 갖는 플라스틱-기반 성형 컴파운드들의 사출 성형을 위한 멀티-존 스크류에 관한 것이고, 여기서 스크류 코어는 때때로 일정하고 때때로 변하는 직경의 종방향 섹션들을 포함하여, 가소화 스크류의 총 길이는 상이한 스크류 웨브 높이들의 다수의 존들을 포함한다.

다이 DE 10 2006 033 507 A1은 플라스틱들을 위한 가소화 디바이스, 특히 원추형 테이퍼링 스크류 코어를 갖는 역류 배리어가 없는 멀티-존 스크류를 설명한다. 비교적 저점도의 제품들의 프로세싱에서 그리고 성형 툴에 특히 긴 유로들이 존재하도록 주어지면, 바람직하지 않은 그리고 규정되지 않은 방식으로 멜트가 스크류 스레드들로 역류하는 경향이 클 수 있고, 이는, 성형된 부분의 품질의 악화 또는 성형된 부분을 사용불가능하게 하는 것을 초래할 수 있고, 예컨대 러너 채널의 차단으로 인해 사출 성형기의 부정적인 저하를 초래할 수 있다. 특히, 만약 멜트가 강한 압축을 겪고 동시에 툴에서 재료의 불충분한 테이크-오프를 겪으면, 가소화 스크류로부터 재료의 이탈 포인트에서 백로그가 생성된다. 인정하건대, 문제점은 가소화 스크류의 프런트 엔드에서 역류 배리어를 피팅함으로써 다소 성공적으로 관리될 수 있고, 역류 배리어는 가소화 동안 순방향으로 이동하여, 멜트가 통과하도록 허용하는 한편 사출 동안 역방향으로 푸시되어 스크류 앤티챔버를 차단한다.

통상적으로 공지된 역류 배리어들은 가소화 디바이스를 복잡하게 하는 고가의 컴포넌트들이어서, 수리에 더 취약하게 하고, 사소하지 않은 범위까지 고가가 되게 한다. 본 기술분야에서 사용되는 바와 같은 역류 배리어는 이제 아래에서 상세히 논의될 단점들을 갖는다.

역류 배리어는 기계적 컴포넌트이다. 따라서, 불규칙한 폐쇄 액션으로 인해 마모되기 쉽고 프로세스 변동들을 겪는다. 시간에 걸쳐, 기하학적 구조 및 치수들은 길이방향에서 및 내측 및 외측 직경들에 관하여 양자 모두 변하고, 그 결과 폐쇄 시간이 변한다. 대부분의 사출 성형 프로세스들에서, 사출 단계로부터 압력 유지 단계로의 스위치-오버는 고정된 포지션에서 발생하고, 이는, 역류 배리어 기하학적 구조에 대해 캐비티에서 상이한 필링 볼륨들을 도출한다. 그에 따라서, 셋-업 파라미터들이 추적되어야 한다. 역류 배리어들은 또한 유동 장애물을 나타낸다. 사용할 때, "데드 코너들"이 생성될 기회가 존재하고, 이는 멜트의 드웰 시간차들을 초래할 수 있고, 따라서 재료의 열 손상을 초래할 수 있다. 게다가, 역류 배리어들은 유동 저항을 증가시키고, 더 큰 시어링(shearing)을 초래하고, 따라서 소정의 환경들에서 재료 손상을 겪는다. 이러한 네거티브 영향들은 특히, 열적으로 민감한 열가소성들, 이를테면 PVC 및 듀로플라스트 재료들의 사출 성형 동안 자명해진다. 이러한 재료들의 프로세싱은 종종 역류 배리어들이 없는 스크류들을 사용함으로써 수행되고, 멜트의 소정의 규정되지 않고 바람직하지 않은 역류가 수용된다.

추가로, 공지된 3-존 가소화 스크류들은, 프로세싱 온도에 대해 민감한 물질들의 프로세싱을 위해 충분한 방식으로, 이들의 길이방향을 따라 자동 온도 조절식으로 제어되는 능력이 결핍되어 있다. 가소화 스크류들은 통상적으로 가소화 실린더에 부착된 가열 엘리먼트들에 의해 자동 온도 조절식으로 제어될 수 있다. 샷의 시작 시에, 전체 가소화 스크류는 대개 프로세싱될 플라스틱 재료의 원하는 멜트 온도까지 상승된다. 그러나, 그 후, 마찰 및 소산에 의해 온도가 유지되기 때문에, 어떠한 부가적인 가열도 본질적으로 필요하지 않다. 가소화 스크류는 스스로, 요구되는 열의 대략 70%를 공급한다(마찰, 시어 회전, 고유의 회전). 그러나, 이러한 방식으로 생성되는 열의 단점은, 이것이 제어가능하지 않은 열이라는 점이다. 만약 열가소성 재료의 달성가능한 온도 일관성이 민감한 재료들의 프로세싱 동안 비교적 좁은 허용오차 외부에 있다면, 이는 불충분한 유동가능 멜트를 초래하는데, 즉, 과도하게 높은 점도를 갖는 멜트가 너무 낮은 온도들로 사출되어 캐비티가 완전히 필링되지 않게 한다.

다양한 멜트 품질을 갖는 멜팅된 플라스틱 재료가 준비될 때, 특히 프로세스 변동들이 발생한다. 멜트 품질은 주로, 사용되는 원 재료(MFI = 멜트 유동 인덱스), 재활용되는 재료의 비율, 건조도 등, 프로세싱 온도 및 사출 압력에 의해 결정된다. 변동이 있을 때, 프로세스는 러너 채널 또는 핫 채널을 통해 툴의 캐비티 또는 캐비티들을 정확하게 멜트로 필링하기 위해 요구되는 사출 압력 요구의 변화를 경험한다. 이는 유동 거동의 변화를 초래하고 이에 따라 역류 배리어의 불규칙한 폐쇄 액션을 종종 야기하는데, 이는 역류 배리어의 상이한 폐쇄 포인트들이 발생함을 의미하고, 이는 결국 캐비티에 필링된 볼륨의 변화를 초래한다. 이는 또한, 만약 폐쇄 이후 압축 완화 후에, 플라스틱 멜트가 가소화 스크류의 계측 존에서 스크류 앤티챔버로 유동한다면, 샷 볼륨의 변화로 안내한다. 시스템에 따라, 배리어 링 또는 역류 배리어의 중앙 구체가 더 불규칙하게 이동되기 때문에 만약 몰드가 낮은 사출 속도로 필링된다면, 이는 역류 배리어의 샷 거동의 더 강한 변동들로 안내한다. 역류 배리어의 사용 없이, 재료는 규정되지 않은 바람직하지 않은 방식으로 다시 스크류 스레드들로 유동한다. 그 결과는 다시, 감소된 샷 볼륨 및 불충분한 또는 불규칙적인 몰드 필링이다.

따라서 본 발명의 요건은 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법을 제안하는 것이고, 이는 샷 볼륨을 복수의 사출 사이클들에 걸쳐 더 큰 정도까지 일정하게 유지하는 것을 가능하게 한다. 다른 요건은 복수의 사출 성형 사이클들에 걸친 사출 성형 프로세스의 향상된 일관성을 위해, 특히 볼류메트릭 몰드 필링의 개선된 일관성을 위해 역류 배리어 없이 관리하는 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법을 제안하는 데 있다.

이러한 요건들은 청구항 제1 항의 특징들을 갖는 방법에 의해 충족된다. 유리한 실시예들은 청구항 제1 항에 종속되는 종속-청구항들 제2 항 내지 제21 항에서 인용된다.

스크류 길이방향 축선을 중심으로 회전 및 병진 방식 양자 모두로 드라이빙될 수 있는 적어도 하나의 가소화 스크류를 갖는 적어도 하나의 가소화 디바이스를 포함하며, 가소화 디바이스에 의해 플라스틱 멜트가 스크류 앤티챔버 내의 몰드 캐비티로 사출하기 위해 제공되는 사출 성형기를 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법은, 플라스틱 멜트를 몰드 캐비티로 사출하기 위해, 즉 적어도 사출 단계 동안 그리고 사출 성형 사이클의 압력 유지 단계 동안, 가소화 스크류가 적어도 하나의 드라이브 유닛에 의해 병진 및 회전 양자 모두로 능동적으로 드라이빙되는 것을 특징으로 하며, 가소화 스크류의 회전 드라이브는, 스크류 앤티챔버로부터 다시 가소화 스크류의 스레드들로의 멜트의 역류(

)가 가소화 스크류의 병진 사출 및/또는 압력 유지 무브먼트로 인해 가소화 스크류의 회전에 의해 야기된 규정된 대향하는 전달 유동(

_schlepp)에 의해 오버레이되도록 속도(n_scr)에서 영향을 받고, 역류(

) 및 대향하는 전달 유동(

_schlepp)으로부터 차동 유동(

_Δ)이 생성되고, 차동 유동(

_Δ)은 가소화 스크류의 속도(n_scr)에 영향을 줌으로써 적어도 사출 단계 동안 영향을 받는다. 이러한 어레인지먼트를 통해, 차동 유동(

_Δ)은 예컨대 사출 시간을 통해 또는 사출 스트로크를 통해 일정하게 유지될 수 있거나 또는 미리 결정된, 특히 원하는 코스를, 예컨대 사이클 동안 사출 압력의 코드에 의존하여 따라갈 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 역류 배리어의 사용 없이 실행된다.

본질적으로, 본 발명은 이에 따라 적어도 사출 단계 동안 가소화 스크류의 회전으로 인해 자유도가 생성되며, 이것에 의해 사출 사이클의 프로세스 변수들이 영향을 받을 수 있다는 지식에 기반한다. 본질적인 포인트는 적어도 사출 단계 동안 가소화 스크류의 회전에 의해 역류(

)가 대향하는 전달 유동(

_schlepp)에 오버레이되므로, 차동 유동(

_Δ)이 생성되는데, 그 절대 사이즈는 부차적으로 중요하지만, 이는 속도(n_scr)를 갖는 가소화 스크류의 드라이브를 통해 영향을 받을 수 있다는 점이다. 이 차동 유동(

_Δ)은 사출 단계 동안 일정하게 유지될 수 있거나 속도(n_scr)를 조정함으로써, 미리 결정된 코스를 따라갈 수 있다.

이러한 지식으로 인해, 역류 배리어의 폐쇄 시간의 결정에 관한 단점들 그리고 또한 그 불리한 마모 경향을 갖는 역류 배리어를 생략하는 것이 가능하다. 이에 반해 본 발명의 측면에서, 가소화 스크류의 회전은 이제 사출 성형 사이클의 프로세스 시퀀스에 적극적으로 영향을 미칠 가능성을 제공한다. 이와는 대조적으로, 최신 기술에서 사용되는 역류 배리어들은 외부로부터, 특히 이들의 폐쇄 거동과 관련하여 영향을 받을 수 없는 수동 컴포넌트들이다. 역류 배리어의 폐쇄 시간의 훨씬 신뢰적인 결정은 현재의 기술적 수준에서는 어렵다. 이러한 어려움들은 역류 배리어가 완전히 생략된다는 점에서 본 발명에 의해 회피된다.

바람직한 실시예에서, 차동 유동(

_Δ)은 사출 단계 동안 제로보다 크며, 이는 사출 단계 및/또는 압력 유지 단계 동안 가소화 스크류의 회전으로 인해 부가적인 멜트가 스크류 앤티챔버에 공급된다는 것을 의미한다. 이는 스크류 앤티챔버에 일시적으로 존재하는 멜트 압력(p_s)에서 영향을 받는다. 이 실시예에서, 드라이브 유닛의 드라이브 파워는 가소화 스크류의 병진 드라이브를 위한 드라이브 유닛의 드라이브 파워 외에도 가소화 스크류의 회전 드라이브를 위해 활용될 수 있다.

그에 대안적으로, 차동 유동(

_Δ)은 제로일 수 있고, 이는, 대향하는 전달 유동(

_schlepp)에 대한 역류(

_druck)가 동일한 사이즈라는 사실과 등가이다.

이러한 실시예에서, 가소화 스크류는, 그의 속도(n_scr)에 관하여, 사이즈 0의 차동 유동(

_Δ)이 생성되도록, 제어된 또는 조절된 방식으로 동작된다. 이는, 누설 손실들 없이 이상적으로 기능하는 역류 배리어에 대응한다. 이러한 종류의 프로세스 제어는 특히, 이상적으로 폐쇄된 역류 배리어가 본 발명에 따른 방법에 의해 시뮬레이팅되어야 할 때, 추천된다.

추가로 대안적으로, 차동 유동은

_Δ<0일 수 있고, 이는, 역류 배리어(

_druck)가 대향하는 전달 유동(

_schlepp)보다 더 크다는 사실과 등가이다.

본 발명에 따른 이러한 실시예에서, 차동 유동(

_Δ)이 유지되고, 이는 스크류 스레드들 내로 다시 지향된다. 그러한 프로세스 제어는, 가소화 스크류의 회전 드라이브가 더 적은 드라이브 파워를 요구한다는 장점을 갖는데, 이는, 스크류가 더 적은 속도(n_scr)로 드라이빙되어야 하기 때문이다. 게다가, 이는, 사출 단계 동안 그리고/또는 압력 유지 단계 동안 가소화 스크류의 가소화 존에서의 재료 응력이 덜하다는 장점을 갖는다. 이 모든 것에도 불구하고, 그러한 프로세스 제어가 유리하게 본 발명을 실행하기 위해 사용될 수 있는데, 이는, 가장 중요한 포인트는, 예컨대, 역류 배리어에 의해 야기되는 바와 같은 불분명한 프로세스 시퀀스들을 회피하기 위해, 정의된 방식으로 차동 유동(

_Δ)이 설정되기 때문이다.

차동 유동(

_Δ)이 제로보다 더 크거나 더 작거나 또는 제로와 동일한지 여부는, 재료 또는 컴포넌트들 또는 그 유사한 것에 따라 유리한 방식으로 조정되고 설정될 수 있다.

편리한 설계에서, 대향하는 전달 유동(

_schlepp)의 사이즈는 가소화 스크류의 속도(n_scr)를 통해 이송 방향으로 영향을 받는다.

바람직하게 속도(n_scr)는 적어도 하나의 멜트 파라미터에 따라 결정되고 제어되고 그리고/또는 조절되거나, 속도(n_scr)는 단일 사이클의 사출 단계 동안 그리고/또는 압력 유지 단계 동안 적어도 하나의 멜트 파라미터에 적응식으로 조정된다.

이러한 바람직한 실시예에서, 본 발명에 의해 얻어진 새로운 자유도가 충분히 입증된다. 속도(n_scr)는 각각의 사이클에 대해서 그리고/또는 각각의 컴포넌트에 대해서 개별적으로 멜트 파라미터들에 따라 조정될 수 있다.

적합한 멜트 파라미터들은, 예컨대, 스크류 앤티챔버 또는 가소화 스크류의 피스톤-측 단부에서 측정된 멜트 압력(p_s), 멜트 점도(ν_S), 또는 멜트 온도(T_S)일 수 있다. 이들은 모두, 사출 성형기 상에서 쉽게 측정될 수 있거나 측정가능한 변수들로부터 계산될 수 있는 멜트 파라미터들이고, 이들은 부정확성들이 적고, 속도(n_scr) 그리고 따라서 차동 유동(

_Δ)에 영향을 주는 것에 기여한다.

역류(

_druck), 대향하는 전달 유동(

_schlepp), 및 결과적인 차동 유동(

_Δ)은 멜트의 질량 유동들 또는 볼륨 유동들일 수 있다.

바람직하게 가소화 스크류의 병진 스트로크 무브먼트는, 차동 유동이

_Δ<0이라면 가소화 스크류의 병진 스트로크 경로가 이론적 제로 포지션과 비교하여 확대되도록, 또는 차동 유동이

_Δ>0이라면 가소화 스크류의 스트로크 경로가 이론적 제로 포지션에 대해 축소되도록, 적어도 사출 단계 동안에 차동 유동(

_Δ)의 절대 사이즈에 따라 영향받을 수 있다.

이러한 측정들은, 샷 중량에 관한 소정의 스크류/실린더 조합의 가변성을 증가시키는 것을 가능하게 하는데, 이는, 이러한 스크류/실린더 조합의 이상적인 샷 중량들보다 더 작고 더 큰 샷 중량들 양자 모두가 성취될 수 있기 때문이다.

추가적인 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은 전체 주입 단계 동안 그리고/또는 전체 압력 유지 단계 동안 수행된다.

특히 전체 압력 유지 단계 동안 본 발명에 따른 방법이 특히 유리하다는 것이 명백해졌다. 특히, 필요한 유지 압력이, 적어도 부분적으로, 가소화 스크류의 회전에 의해 지지적으로 생성될 수 있는데, 이는, 일반적으로 필요한 유지 압력은 보통, 사출 압력보다 더 적기 때문이다. 본 발명에 따른 방법으로, 유지 압력을 위한 이러한 압력 레벨들은, 예컨대, 가소화 스크류의 병진 및 회전의 조합에 의해 생성될 수 있다. 최신식 기술로부터의 성가신 역류 배리어가 본 발명의 방법에는 존재하지 않는다.

특히, 본 발명에 따른 방법은, 사출로부터 압력 유지 단계로의 트랜지션을 소프트닝(softening)하는 데 적합하며, 이는, 사출로부터 압력 유지 단계로의 트랜지션 시의 기존 질량 (멜트) 압력(p_s)이 가소화 스크류의 회전 무브먼트의 단기 감소에 의해 감소된다는 점에서, 높은 사출 압력으로부터 낮은 유지 압력으로의 트랜지션과 등가이다. 가소화 스크류의 회전 무브먼트에 선택적으로 영향을 줌으로써, 하드(hard)한 압력 트랜지션들이 소프트닝될 수 있거나 미리결정된 코스에 더 가깝게 될 수 있다. 따라서, 멜트의 유동 전방 속도는 더 일정하게 유지되며, 이는 성형 부분들의 품질에 대해 포지티브 영향들을 미치고, 오퍼레이터들에 대해 바람직하다.

추가의 실시예에 따르면, 차동 유동(

_Δ)에 영향을 주기 위하여, 특히, 일 사출 사이클 및 동일한 사출 사이클에서 사출 및/또는 압력 유지 단계 동안 차동 유동을 일정하게 유지하기 위해, 가소화 스크류의 속도(n_scr)는 피드 속도(v_inj) 및/또는 멜트 압력(p_s)에 의존하여 달라진다.

이러한 조치로 인해, 특히, 사출 사이클 내에서의 스크류 앤티챔버의 압력 변동들에 대해 반응하는 것이 가능하다.

바람직하게, 사출 성형기는 전기적으로 또는 유압식으로 드라이빙되는 사출 성형기 또는 하이브리드 머신이다.

바람직하게, 속도(n_scr)는, 특히 스크류 앤티챔버에서 또는 스크류 샤프트 뒤에서 측정된 멜트 압력(p_s)에 비례하여 그리고/또는 병진 방향에서의 피드 속도(v_inj)에 비례하여 미리 정해진다.

추가의 실시예에서, 속도(n_scr)는 조정가능한 프로파일로서 미리 정해질 수 있다.

편리한 멜트의 사출은, 가소화 스크류의 그 병진 운동 경로에 따른 병진 피드 속도(v_inj)를 통해 조절될 수 있다.

바람직하게, 압력 유지 단계 동안, 멜트의 유지 압력은, 가소화 스크류의 회전을 통해, 특히, 가소화 스크류의 병진, 즉, 축방향 운동 외에도 지지 회전을 통해 적어도 부분적으로 생성된다.

이것은, 예컨대, 사출 단계 동안의 속도 제어로부터 압력 유지 단계 동안의 압력 제어에 이르기까지 현재까지 일반적으로 사용되는 스위치-오버뿐만 아니라 스위치-오버 동안의 개개의 부정확성들을 회피하는 것이 가능하다는 장점을 갖는다. 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 사출 단계로부터 압력 유지 단계로의 소프트한 트랜지션을 달성하는 것이 가능하고, 가소화 스크류의 회전을 변화시킴으로써 압력 유지를 적용하는 경우, 멜트 압력을 압력 유지의 요구되는 값으로 낮추는 것을 달성하는 것이 가능하다.

또한, 가소화가 빠르게는 압력 유지 단계 동안 발생하기 때문에, 압력 유지 단계에 대해 요구되는 시간을 절약하는 것이 가능하다.

특히, 출력 인자(AF)를 증가시키고, 그에 따라, 미리 정해진 스크류 직경 D에 대한 샷 중량을 증가시키는 데 영향을 주기 위해, 속도(n_scr)를 사용하는 것이 유리할 수 있다.

이러한 실시예에서, 단순히 속도(n_scr)를 조정하거나 그에 영향을 줌으로써 출력 인자(AF)를 조정하는 것은 특히 용이하다.

게다가, 캐비티 내의 멜트의 최적 유동 전방 속도를 조정하기 위해, 컴포넌트-특정 방식으로 가소화 스크류의 속도(n_scr)를 제어 또는 조절하는 것이 유리할 수 있다.

따라서, 이러한 실시예를 사용하는 본 발명의 방법에 의하여, 단지 속도(n_scr)에 영향을 줌으로써, 툴 내의 멜트의 유동 전방 속도를 조정하고 그에 따라 최적화하는 것이 가능하다.

본 발명의 방법의 추가의 바람직한 실시예에서, 적어도 사출 단계의 부분 동안, 속도(n_scr)가 인자(

)를 갖는 멜트 압력(p_s)에 비례하여 조정되며, 여기서,

,

이고, 여기서, 멜트 압력(p_s)이 측정되고,

는 프로세스-특정적으로 결정된 비례 인자이다. 이러한 실시예는, 멜트 압력(p_s)에 의존하는 속도(n_scr)의 압력-제어된 조정을 허용한다. 역으로 스크류 스레드들로의 멜트의 역류(

_druck)는 다른 것들 중에서도 멜트 압력(p_s)에 의존하므로, 본 발명에 따른 방법의 이러한 실시예를 사용하여, 적절한 반대 전달 유동(

_schlepp)이 속도(n_scr)의 압력-의존적 제어에 의해 압력-의존적 역류(

_druck)와 상응할 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 추가의 바람직한 실시예에서, 속도(n_scr)는, 적어도 사출 단계의 부분 동안에, 인자(

)를 사용하여 가소화 스크류의 피드 속도(v_inj)에 비례하여 조정되고, 여기에서,

여기에서, 피드 속도(v_inj)는 프로세스 데이터로부터 측정 또는 결정되고, 비례 인자(

)는 프로세스-특정 방식으로 결정된 비례 인자이다.

또한, 피드 속도(v_inj)에 적합화하기 위한 속도(n_scr)의 비례 조정이 대향하는 전달 유동(

_schlepp)을 세팅하기 위한 양호한 가능성인데, 이는 피드 속도(v_inj)에 따라 역류(

)가 변화되기 때문이라는 것이 자명하게 되었다.

추가의 실시예에 대해, 적어도 압력 유지 단계의 부분 동안에, 가소화 스크류의 속도(n_scr)는 인자(

)로 압력 유지 단계에서 멜트 압력(p_s)에 비례하여 세팅되고, 여기에서,

여기에서, 멜트 압력(p_{s_pck})은 압력 유지 단계에서 측정되고,

는 프로세스-특정 방식으로 결정된 비례 인자이다. 압력 유지 단계는 일반적으로, 스크류 피드에 관하여 압력 제어된다. 그에 따라, 소정의 멜트 압력(p_s) 또는 소정의 멜트 압력 프로파일이 압력 유지 단계 동안에 존재한다. 압력 유지 단계에서 존재하는 멜트 압력(p_s)에 비례하여 속도(n_scr)를 세팅하는 것이 포지티브한 것으로 발견되었다.

본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시예는, 비례 인자(f_v)와 피드 속도(v_inj)로부터의 프로덕트가 비례 인자(f_p)와 멜트 압력(p_s)으로부터의 프로덕트보다 크게 되는 한, 사출 단계, 특히 사출 단계의 초기 기간에서의 속도(n_scr)가 식

를 사용하여 결정 및 세팅되는 것을 특징으로 한다. 그에 따라, 초기 기간에서, 초기에, 가소화 스크류의 속도(n_scr)가 속도 제어되는 방식으로 결정 및 세팅되고, 여기에서, 소정의 스위치-오버 포인트를 초과한 후에, 속도(n_scr)의 압력 제어되는 결정 및 세팅에 대해 트랜지션이 발생된다. 이 절차에 의해, 초기 기간에 존재하는 관성 효과들 및 부정확성들은, 속도(n_scr)의 초기 속도 제어되는 결정 및 세팅으로 인한 여전히 비교적 낮은 멜트 압력 레벨에 기반하여, 유리하게 극복될 수 있다.

게다가, 비례 인자들(f_v 및/또는 f_p 및/또는 f_{p_pck})은 학습 단계에서 프로세스-특정으로 결정하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 결정된 비례 인자들에 대해, 이어서, 본 발명에 따른 방법은 제조 단계에서 수행될 수 있고, 여기에서, 컴포넌트 중량들 및/또는 형태-필링의 정도들이 다수회 재현될 수 있고, 사이클로부터 사이클로 높은 정도로 일정하게 유지될 수 있다는 것이 자명하게 되었다.

본 기술 분야에서, 사출 성형 프로세스에서의 사출 절차는 가소화 스크류의 병진 운동으로서 설명되고, 여기에서, 스크류는 회전 방식으로 적소에 유지된다. 이제, 바람직하게, 본 발명에 따른 방법은, 이제 순방향 무브먼트와 동시적인 사출 무브먼트의 전체 단계에서, 가소화 스크류들의 회전 무브먼트를 제공한다. 이에 대한 결과는, 가소화 스크류에 존재하는 플라스틱이 플랭크들에 걸쳐 이송되는 것이다. 가소화 스크류 내의 멜트된 플라스틱의 이러한 이송에 의해, 특히, 속도(n_scr)에 따라, 스크류 스레드들 내로의 재료의 역류를 방지하거나, 또는 규정된 방식으로 이를 변경하거나, 또는 활성적으로, 정의된 방식으로, 사출 단계에서의 부가적인 재료를 스크류 앤티 챔버 내로 이송하는 것이 가능하다. 사출 단계에서의 속도(n_scr)가 어떻게 변화 및 조정되는지에 따라, 형태 필링이 그에 따라 영향을 받을 수 있다.

사출 및 압력 유지 단계들 동안에 가소화 스크류를 회전시킴으로써, 역류 배리어가 생략될 수 있고, 이는 스크류 스레드들에서의 재료의 가소화가 대응하는 카운터-압력의 구축을 야기하기 때문이다. 이는 스크류 스레드들에서의 재료의 역류 및 출력 인자(AF)의 감소를 방지한다. 출력 인자(AF)는 멜트와 고체 밀도 간의 차이를 고려할 뿐만 아니라 역류 배리어의 폐쇄 거동을 고려한다. 그에 따라, 샷 중량이 다음의 공식에 따라 계산된다.

출력 인자 x 스트로크 볼륨 = 샷 중량

만약 가소화 스크류가 형태-필링 작동 동안에 대응하는 속도(n_scr)로 회전된다면, 이송 성능을 증가시킴으로써, 출력 인자(AF)를 상승시키는 것이 심지어 가능하다. 게다가, 가능하게 불규칙하게 폐쇄하는 역류 배리어로부터의 효과들이 사라진다. 프로세스 일관성이 증가된다.

방법은 특히, 사출 성형 프로세스들에 대해 추천되고, 여기에서, 역류 배리어는 또한, 지금까지의 역류 배리어들과 배타적으로 작동되는 프로세스들에 대해 적합하다. 이는 유압식으로 드라이빙되는 것에 적합할 뿐만 아니라 전기 사출 유닛들에 적합하다. 예컨대, 피드 속도(v_inj) 및/또는 멜트 압력(p_s)(스크류 앤티챔버에서 또는 스크류 샤프트 뒤에서 측정됨)에 비례하여 또는 조정가능한 프로파일로서 속도(n_scr)를 특정하는 것이 편리하다.

회전 속도, 즉, 가소화 스크류의 속도(n_scr)를 변경함으로써, 본 발명에 따라 추가의 자유도가 생성되어, 사출 및 압력 유지 단계로의 전형적인 분할을 생략하는 것조차 가능하다. 사출 단계에서 피드의 제어로부터 압력 유지 단계에서 압력의 제어로의 트랜지션(v/p 트랜지션)이 이제까지 존재하였다.

따라서, 이는, 당분야의 압력 유지 단계의 시작에서 역류 배리어의 폐쇄 상태에 관한 불확실성이 다시 존재한다는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 수단에 의해, 압력 유지 단계 동안에, 가소화 스크류의 회전으로 인해서 뿐만 아니라 사출 단계에서, 차동 유동(

)이 예측가능한 방식으로 영향을 받는데, 특히 제로로 제어될 수 있다는 점에서, 이것이 방지된다. 따라서 기계 상태/방법 상태의 정해진 결정은 일정하게 가능하다.

형태-필링 단계의 병진 스크류 무브먼트 동안에 가변적인 속도(n_scr)를 사용하는, 본 발명에 따른 방법의 장점들이 다음의 점에서 보여진다.

- 스크류 팁과 스크류 앤티챔버 간의 셧오프 밸브 또는 역류 배리어가 전적으로 생략될 수 있다는 것, 그리고

- 이로써, 스크류 헤드는, 멜트 콘텐츠의 더 긴 드웰 시간들 또는 멜트에 대한 열적 손상이 역류 배리어 또는 셧-오프 밸브의 영역에서의 증가된 전단가공에 의해 감소될 수 있도록, 이송-효율적인 방식으로 설계될 수 있다는 것,

- 추가의 제어 변수가 프로세스 제어의 영역에서 이용가능하게 될 수 있는데, 프로세스 제어의 영역에서, 속도(n_scr)를 변경함으로써, 출력 인자(AF) 및 따라서 개개의 샷 중량이 동일한 스크류 직경에 대해 증가될 수 있다는 것. 또한, 캐비티 내의 멜트의 유동 전방 속도가 변경될 수 있다는 것.

사용되는 프로세스에 따라, 프로세스의 변동들은 프로세스 외란으로서 역류 배리어의 폐쇄 작동의 제거로 인해 감소된다. 교체될 필요가 있는 어떠한 이동 부분들도 존재하지 않기 때문에, 마모 및 따라서 유지보수 경비가 또한 감소된다. 더 높은 출력 인자(AF)로 인해, 더 작은 가소화 유닛이 사용될 수 있거나/ 성형된 부분의 생산이 듀로플라스트 기계들에 대해 마침내 가능하거나(실린더 직경 제한), 하위 L/D 비율을 갖는 가소화 스크류가 사용될 수 있다. 본 발명에서 특정된 가소화 스크류를 회전시킴으로써, 플라스틱 멜트가 사출 단계 및/또는 압력 유지 단계에서만큼 빠르게 분배되고, 피드 존에서 스크류 스레드들은 사출 무브먼트 동안에 과립으로 더 양호하게 필링되기 때문에, 적어도 형태-필링 단계의 부분 동안에, 이와 같은 가소화 시간이 감소된다.

게다가, 멜트의 정정된 유동 인덱스가 측정될 수 있고, 이는 플라스틱 멜트의 동적 전단 점도의 정확한 평가를 위해 사용될 수 있다. 점도가 형태-필링 자체를 포함하는 멜트의 압축에 대한 주요한 영향력을 갖기 때문에, 긍정적으로 영향을 주는 프로세스의 속도(n_scr) 및 프로덕트 품질의 적응형 조정을 통해서 가능성이 있다.

본 발명에 따른 방법은 모든 사이즈들의 전기-기계 및 하이드로-기계 사출 성형기들의 사용을 위해 설계된다. 따라서, 이것은 모든 새로운 기계들에서 그리고 레트로피팅에 대해 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 스크류 헤드는 도면들을 참조하여 상세히 이제 설명될 것이다.

도 1은 사출 단계 직전의 동작 상태에서 매우 개략적으로 그려진 사출 성형기를 도시한다.
도 2는 사출 단계 동안의 도 1의 사출 성형기를 도시한다.
도 3은 최신 기술에 따른, 가소화 스크류의 사출 사이클 동안에 시간(t)에 걸친 속도(n_scr)의 코스를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 방법에 대해 가소화 스크류의 속도(n_scr)의 코스를 도시한다.
도 5는 사출 단계 동안에 가소화 스크류의 속도(n_scr)의 다양한 진행들을 도시한다.
도 6은 2.0s 내지 2.5s의 사이클 시간의 시간 기간에 대해 도 5의 확대된 절단면을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 제1 실시예의 스크류 헤드를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 제2 실시예의 스크류 헤드를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 제3 실시예의 스크류 헤드를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 제4 실시예의 스크류 헤드를 도시한다.

본 발명에 따른 방법에 의해 동작되기에 적합한 사출 성형기(1)는 가소화 스크류(3)가 알려진 방식으로 배열되는 가소화 실린더(2)를 포함한다. 가소화 스크류는 스트로크 방향(4)으로 피드 레이트(v_inj)에서 제 1 드라이브 메커니즘(도시되지 않음)에 의해 병진으로 이동 가능하다. 가소화 스크류(3)가 속도(n_scr)로 회전 방향(6)에서 그의 길이방향 축선(5)을 중심으로 능동적으로 드라이빙 가능하게 하는 제 2 드라이브 메커니즘(도시되지 않음)이 제공된다. 스크류 스레드들(7) 내의 플라스틱 재료의 이송은 스크류 앤티챔버(9)의 방향의 이송 방향(8)의 회전 드라이브에 의해 회전 방향(6)으로 그의 길이방향 축선(5)을 중심으로 발생한다. 스크류 앤티챔버(9)를 향하는 가소화 스크류(3)의 단부에서, 가소화 스크류(3)는 스크류 헤드(10)를 갖는다. 역류 배리어는 제공되지 않는다. 최종적으로, 가소화 실린더(2)는 채널(12)을 통해 앤티챔버(9)에 연결된 사출 노즐(11)을 포함한다. 채널(12)을 통한 유로가 릴리즈되거나 차단되게 하는 밸브(13), 특히 폐쇄 노즐이 채널(12)에 배열될 수 있다. 사출 단계의 시작 시 그리고 사출 단계 동안, 멜트(14)는 스크류 앤티챔버(9)에 멜트 압력(p_s) 하에 존재한다. 사출 단계가 시작됨에 따라, 본 발명의 방법에 따른 가소화 스크류(3)는 제 1 사출 노즐(11)을 향한 스트로크 방향(4)으로 제 1 드라이브 메커니즘에 의해 이동되며, 이는 멜트가 사출 노즐(11)을 통해 툴 캐비티(도시되지 않음) 내로 사출되는 것을 의미한다. 멜트 압력(p_s)으로 인해, 멜트(14)는 가소화 스크류(3)의 스크류 스레드들(7) 내로 이송 방향(8)에 대해 역으로 사출 단계 동안 가압된다. 멜트(14)의 이러한 역류는

_druck로 표시된다. 본 발명에 따른 방법으로, 가소화 스크류(3)는 사출 노즐(11)을 향한 스트로크 방향(4)의 가소화 스크류(3)의 병진 운동 외에도, 회전 방향(6)으로 회전식으로 드라이빙된다. 이는 스크류 앤티챔버(9)를 향해 가소화된 또는 멜팅된 플라스틱 재료의 대향하는 전달 유동을 생성한다. 이는 대향하는 전달 유동은 역류(

_druck)에 대해 지향되고 이에 따라 그것을 오버레이한다. 이하, 대향하는 전달 유동은

_schlepp로 표시된다. 필수적인 포인트는, 본 발명에 있어, 중간 역류 배리어 없이 회전 방향(6)으로 가소화 스크류(3)의 정의된 회전으로 인해, 대향하는 전달 유동(

_schlepp)은 스크류 앤티챔버(9)에서 가소화 스크류(3)에 의해 생성될 수 있으며, 이는 역류(

_druck)에 대해 작용한다. 가소화 스크류(3)의 속도(n_scr)에 의존하여, 대향하는 전달 유동(

_schlepp)은 그의 사이즈에 대해 영향을 받을 수 있다. 서로 대향하는 유동들(

_druck)(역류) 및

_schlepp(대향하는 전달 유동)의 총계는 스크류 앤티챔버(9)로 또는 스크류 앤티챔버(9)로부터 스크류 스레드들(7)로 역으로 멜트(14)의 차동 유동을 초래한다. 본 발명의 부분으로서, 대향하는 전달 유동(

_schlepp)은 제어 및/또는 조절 조치들에 의해 예측 가능한 방식으로 특히 쉽게 조정될 수 있어서, 결과적으로, 차동 유동(

) 이 또한 상당히 영향을 받을 수 있으며, 이는 자동 프로세스 제어의 가능성을 열게 된다는 것이 인지되었다.

사출 단계가 시작됨에 따라, 속도(n_scr)는 가소화 스크류가 멜트와 접촉할 때까지 인자(k₁ = f_v)를 사용하여 피드 속도(v_inj)(여기서

)에 의존하여 사전 제어된다. 가소화 스크류가 멜트와 접촉하여 이를 압축할 때, 멜트 압력(p_s)이 상승한다.

멜트 압력(p_s) 및 비례 인자(k₂ = f_p)로부터의 프로덕트가 피드 속도(v_inj) 및 인자(k₁ = f_v)의 프로덕트보다 클 때, 속도(n_scr)는 식(

)을 사용하여 결정되고 압력-제어식으로 조정된다.

압력 유지 단계에서, 속도(n_scr)는

를 통해 압력 제어식으로 조정되며, 여기서

는 비례 인자이다.

이러한 방식으로 차동 유동(

)에 영향을 줌으로써, 신뢰성 있고 재현 가능한 방식으로 사출 성형 프로세스에 영향을 주는 것이 가능하며, 이는 특히 쉬운 방식으로, 복수의 사출 성형 사이클들에 걸쳐 좁은 경계들 내에서 몰드 캐비티(도시되지 않음)의 정확하고 균일한 몰드-필링을 유지하는 것을 가능하게 한다.

도 2는 사출 단계 동안 또는 압력 유지 단계의 시작 시에 도 1에 따른 개략적으로 도시된 사출 성형기(1)를 도시한다. 도 1 다이의 도면과 비교하여, 가소화 스크류(3)는 도 2에 도시된 바와 같은 상태로, 사출 노즐(11)을 향한 방향에서 조금 더 가깝게 이동된 상태로 배열된다. 특히 바람직한 실시예에서, 그의 시작 시에 압력 유지 단계에 대해 요구되는 멜트 압력(p_s)(멜트(14)의 사출에 대해 요구되는 사출 압력 미만임)은, 노즐(11)을 향한 스트로크 방향(4)으로의 가소화 스크류(3)의 축방향 이동에 의해서 뿐만 아니라, 축방향 이동 및 회전 방향(6)으로 가소화 스크류(3)의 회전의 조합에 의해 생성된다. 이와 관련해서, 특히 민감한 재료의 경우 이 재료에 대한 가능한 손상을 방지하기 위해 가능한 한 작게 회전 방향(6)에서 가소화 스크류(3)의 회전을 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 가소화 스크류의 축방향 이동을 통해 유지 압력을 생성하고, 단지 멜트의 역류가 방지되거나 감소되는 정도의 강도로 가소화 스크류의 회전을 수행하는 것이 명백하다.

결과적인 대향하는 전달 유동(

_schlepp)은 멜트(14) 내의 압력 유지가 충분하도록 계산된다. 그럼에도 불구하고 압력 유지는, 물론, 노즐(11)의 방향으로의 가소화 스크류(3)의 병진 운동과 회전 방향(6)으로의 가소화 스크류(3)의 회전 무브먼트의 조합에 의해 또한 적용될 수 있다. 편리하게는, 적어도 부분적으로 회전 방향(6)의 가소화 스크류(3)의 회전 무브먼트로부터 압력 유지를 빌드업하기 위해서, 대향하는 전달 유동(

_schlepp)이 속도(n_scr)를 통해 조정되며, 이는, 멜트 압력(p_s)으로 인해 스크류 스레드들(7) 안으로 다시 돌아가서 발생하는 역류(

_druck)보다 더 크므로, 스크류 스레드들(7)로부터 스크류 앤티챔버(9)로의 차동 유동(

)이 발생한다. 이러한 동작 상태에서, 차동 유동(

)은 제로보다 더 크다.

본 발명에 따른 방법은 이제, 프로세스 다이어그램들을 나타내는 도 3 내지 6을 참조하여 예로써 보다 상세하게 설명될 것이다. 도 3은 역류 배리어를 사용하는 최신 기술에 따른 프로세스 시퀀스를 도시한다. 도 4 내지 6은 역류 배리어를 사용하지 않는 본 발명의 방법에 따른 프로세스 시퀀스들을 도시한다.

도 3에서 가로좌표(100)(x-축)에는 시간(t)이 초 단위로 플롯팅되어 있다. 제1 세로좌표(101)(y-축)에는 속도(n_scr)가 분당(min^-1) 회전수들 단위로 플로팅되어 있다. 제2 세로좌표(102)는 스크류 포지션(s)을 밀리미터 단위로 도시한다.

스크류 포지션(s)이 시간(t)에 따라 파단선(103)으로서 도시되었다. 속도(n_scr)는 연속 선(104)으로 묘사된다. 시간 t=0s에서, 가소화 스크류(3)의 병진 피드 속도(v_inj)와 속도(n_scr)는 제로이다. 시간 t=2s에서, 사출 단계가 시작되고, 이는 시간 t=3.2s까지 지속된다. 사출 단계의 지속기간은 일반적으로

로 표기된다. 사출 단계 동안 속도(n_scr)는 제로이다. 가소화 스크류(3)는 피드 속도(v_inj)로, 그 시작 포지션(s=72 mm)으로부터 그 종료 포지션(약 s=15 mm)까지 이동되었다. 병진 피드 속도(v_inj)는 t=2s 내지 t=3.2s의 시간 윈도우에서 파단선(103)의 상승에 대응한다.

압력 유지 단계(t=2s 내지 t=9.2s) 동안, 스크류 포지션(s)은 단지 미미하게 하락할 뿐이다. 압력 유지 단계 동안의 속도(n_scr)는 제로이다. 압력 유지 단계의 지속기간은 일반적으로

로 표기된다.

약 t=9.2s의 압력 유지 단계 다음, 스크류 포지션(s)이 다시 약간 증가하는 것을 보여주는 제1 압축해제 단계가 발생한다. 도 3에 도시된 프로세스에서 약 t=9.2s 내지 t=10.2s의 시간에 발생하는 제1 압축 단계 동안, 속도(n_scr)는 제로이다. 제1 압축해제 단계의 지속기간은 일반적으로

로 표기된다.

제1 압축해제 단계 다음, 가소화 단계가 약 t = 10.2s에서 시작하며, 이는 약 t=18.1s까지 지속된다. 가소화 단계 동안, 그 지속기간이 일반적으로

로 표시되며, 멜트(14)가 컨디셔닝된다. 멜트(14)를 컨디셔닝하기 위해, 가소화 단계 동안 가소화 스크류(3)는

의 속도로 회전식으로 드라이빙된다. 이는 미가공 재료를 가소화시키고 이를, 가소화 스크류(3)의 회전으로 인해 스크류 앤티챔버(9)로 전달하는 효과를 갖는다. 동시에, 가소화 단계 동안 가소화 스크류(3)는 약 s=68 mm의 포지션으로 복귀된다. 가소화 단계 다음에, 제2 압축해제 단계가 발생하며, 여기서, 가소화 스크류(3)는 그의 초기 포지션(s=72 mm)으로 복귀된다. 따라서, 가소화 스크류(3)는 가소화 단계에서 한번의 가소화 스트로크로 복귀되고, 제2 압축해제 단계에서, 한번의 압축해제 스트로크로 복귀된다. 제2 압축해제 단계 동안 속도(n_scr)는 제로이다. 제2 압축해제 단계의 지속기간은 일반적으로

로 표기된다.

가소화 단계 동안, 멜트(14)는 동적 압력(

)에서 스크류 앤티챔버(9) 내에 존재한다. 가소화 단계의 종료 시 동적 압력(

)를 감소시키기 위해서, 제2 압축해제 단계가 제공되며, 이 단계 동안, 동적 압력(

)이, 스크류 포지션(s)의 증가 동안 적어도 부분적으로 감소된다.

제2 압축해제 단계의 종료 시, 약 t=18.8s에서, 사출 성형기는 다시 자신의 초기 포지션에 있게 된다. 도 3에 따른 프로세스에서 3 초를 약간 초과(

)하는 대기 시간(

) 후에, 프로세스는 다시 처음부터 시작할 수 있다.

최신 기술에 따른 이러한 고전적인 프로세스 시퀀스에 있어서, 가소화 스크류(3)는 가소화 단계 동안 속도(

)로 회전식으로 드라이빙될 뿐이다. 나머지 프로세스 단계들에서, 가소화 스크류(3)는 회전 방향(6)에서 정지상태에 있다.

이러한 최신의 기술에 따른 프로세스는 역류 배리어를 사용하여 발생하는데, 이는, 예컨대 소위 3-윙 역류 배리어로서 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 방법에 따른 예시적인 프로세스 시퀀스를 도시한다. 가로좌표(100)는 사이클 시간(t)을 초 단위로 도시한다. 제1 세로좌표(101)는 속도(n_scr)를 분당(min^-1) 회전수 단위로 나타낸다. 제2 세로좌표(102)는 스크류 포지션(s)을 밀리미터 단위로 나타낸다. 파단선(103)은 사이클 시간(t)에 따른 스크류 포지션(s)의 코스를 도시한다. 연속선(104)은 본 발명의 방법에 따른 사이클 시간(t)에 따라 속도(n_scr)의 코스를 예로써 도시한다.

t=0s 내지 대략 t=2s의 제1 대기 시간(

) 동안, 가소화 스크류(3)는 그것의 초기 포지션에 있다(s=72 mm). 속도(n_scr)는 제로이다. 사출 단계 동안, 즉

의 시간 동안, 멜트(14)를 사출하기 위한 가소화 스크류(3)는 s=72 mm 에서의 그것의 초기 포지션으로부터

에서의 종료 포지션으로 캐비티 안으로 병진 방식으로 이동된다. t=2.0s 내지 t=3.2s의 시간 윈도우에서의 파단선(103)의 상승은, 대략

의 가소화 스크류(3)의 병진 피드 속도(v_inj)를 초래한다.

사출 단계 동안, 가소화 스크류(3)의 병진 운동은 보통, 포지션 제어되는 또는 속도 제어되는 방식으로 이루어진다. 이는, 사출 단계 동안의 가소화 스크류(3)가 병진 방향으로 속도 제어되는 또는 포지션 제어되는 방식으로 미리 결정된 프로세스 시간들(t)에 미리 결정된 스크류 포지션들(s)에 접근하도록 사출 성형기(1)가 셋업되는 것을 의미한다. 가소화 스크류(3)의 이 무브먼트 시퀀스는 사출 단계 동안 스크류 앤티챔버(9)에서 멜트(14)의 압력 진행(

)을 초래한다. 속도(n_scr)의 제어는 바람직하게는, 비례 인자(

)에 대해 멜트 압력(p_s)에 비례하여 이루어지며, 여기서

.

프로세스는 멜트 압력(p_s)의 측정을 포함한다. 멜트 압력(p_s)은 예컨대 스크류 앤티챔버(9)에서 또는 다른 적절한 포인트에서, 예컨대 몰드 캐비티의 내부에서 측정될 수 있다.

예컨대, 시험들이 수행되며, 이 시험들 동안, 비례 인자(

)에 대한 어떤 값에서 만족스러운 몰드 필링들, 특히 만족스러운 컴포넌트 중량들이 성취되는지가 확인된다는 점에서, 비례 인자(

)에 대한 적합한 값들이 결정될 수 있다. 학습 프로세스는 만족스러운 컴포넌트 중량 또는 만족스러운 몰드 필링들에 대한 레퍼런스로서 사용될 수 있으며, 여기서 이 프로세스는 예컨대 3-날개 역류 배리어로서 구성되는 역류 배리어를 활용할 수 있다. 역류 배리어를 사용하여 성취가능한 몰드 필링 정도들 또는 컴포넌트 중량들은 비례 인자(

)의 적합한 선정에 의해 가능한 가장 정확한 방식으로 성취될 것이다. 그러므로, 학습 단계 동안 역류 배리어를 사용하여 프로덕트 컴포넌트를 획득하기 위해 예비 시험이 수행되며, 가능한 한 최적으로 비례 인자(

)를 적응시키기 위해 역류 배리어를 사용하지 않고 필드 시험이 수행되는 것이 권고된다.

사출 단계 동안, 멜트 압력(p_s)에 비례하는 속도(n_scr)의 압력 제어는 그것의 진가를 증명했다. 스위치-오버 포인트(105)까지 사출 단계의 전체 지속기간에 걸친 속도(n_scr)의 그러한 압력 제어는 사출 단계의 시작 시에 속도(n_scr)의 지연된 빌드 업으로 이어질 수 있으며, 여기서 멜트 압력(p_s)은 특히 사출을 시작한 이후에 수십 분의 1 초의 범위에서 여전히 비교적 낮은데, 그 이유는 측정될 멜트 압력(p_s)이 여전히 비교적 낮기 때문이다. 사출 단계의 그러한 초기 기간에서, 가소화 스크류(3)의 병진 피드 속도(v_inj)에 따라 속도(n_scr)를 미리 제어하는 것이 어쩌면 편리할 수 있다. 병진 피드 속도(v_inj)에 따른 그러한 사전 제어는 컴포넌트 정확도를 개선할 수 있는데, 그 이유는 인정하건대 가소화 스크류(3)가 이미 병진식으로 이동되지만 어떤 상당한 압력 빌드 업도 아직 발생하지 않은 사출 단계의 시작 시만큼 일찍, 가소화 스크류(3)의 회전 무브먼트가 속도(n_scr)에서 이미 발생하며, 따라서 스크류 앤티챔버(9)에서 상당한 압력 상승이 이루어지기 전에, 소정의 이송 대향 전달 유동(

_schlepp)이 생성될 수 있기 때문이다. 이는 도 5 및 도 6과 관련하여 아래에서 추가로 더욱 상세히 설명될 것이다.

스위치오버 포인트(105)에 도달한 이후에, 압력 유지 단계가 시작하며, 이 압력 유지 단계 동안, 멜트 압력(p_s)은 압력 유지 레벨(

)로 압력 제어되는 방식으로 유지된다. 도 4의 예에서 대략 t=3.2s에서 시작하며 대략 t=9.2s에서 종료하는 압력 유지 단계 동안, 속도(n_scr)는, 유지 압력(

)에 따라 비례 인자(

)에서의 유지 압력(

)에 비례하여 제어된다. 도 4의 본 실시예에서, 압력 유지 단계 동안의 속도(n_scr)는 분당(min^-1) 대략 80 회전수들이다.

프로세스가 계속됨에 따라, 속도(n_scr)는 제1 압축해제 단계 동안 제로로 설정되며, 도 4의 실시예에서, 제1 압축해제 단계는 t=9.2s 내지 t=10.2s의 시간에서 이루어진다. 제1 압축해제 단계에서, 가소화 스크류(3)는 정지 상태에서 회전식이다. 제1 압축해제 단계의 뒤를 따르는 가소화 단계 동안(그리고 제2 압축해제 단계가 가소화 단계의 뒤를 따름), 속도(n_scr)는 보통의 방식으로 기술 상태와 유사하게 제어된다.

도 4에 따른 예에서, 가소화 단계 동안의 멜트(14)를 가소화시키기 위한 속도(n_scr)(

)는 대략 분당 100 회전수들로 설정된다. 가소화 단계 이후에(

), 즉, 제2 압축해제 단계 그리고 어쩌면 다음 대기 시간들인 사이클의 종료 시의

및/또는 후속적인 사이클의 시작 시의

동안, 속도(n_scr)는 제로이다. 제2 압축해제 단계 이후 후속적인 사이클의 사출 단계의 시작 전까지, 가소화 스크류(3)는 다시 초기 포지션 s=72 mm에 있다. 대기 시간들(

,

)은 어쩌면, 다른 프로세스들로부터 초래될 수 있으며, 다른 프로세스들은 사출기(1)에서 사이클 동안 이루어진다. 이들 동작들은 예컨대 툴 하프들에 대한 이동 시간들 및/또는 몰드 툴들에 대한 폐쇄 시간들일 수 있다.

도 5는 본 발명의 방법에 따른 사출 단계 동안의 속도(n_scr)의 다양한 예시적인 진행들을 도시하며, 여기서 가로좌표(100)는 사이클 시간

를 초로 도시한다. 제1 세로좌표(101)는 멜트 압력(p_s)을 바(bar)로 도시한다. 제2 세로좌표(102)는 스크류 포지션

를 밀리미터로 도시한다. 제3 세로좌표(106)는 분당

회전수들에서의 속도(n_scr)를 도시한다.

멜트 압력(p_s)은 연속선(107)으로서 도시된다. 스크류 포지션

의 진행은 파단선의 형태로 도시된다.

속도(n_scr)의 3개의 가능한 예시적인 속도 진행들은 점선들(108a, 108b 및 108c)의 형태로 도시된다. 점선(108a)은 비례 인자(

)에 대한 속도(n_scr)의 속도 진행을 나타낸다. 점선(108b)은 비례 인자(

)에 대한 속도(n_scr)의 속도 진행을 나타낸다. 점선(108c)은 비례 인자(

)에 대한 속도(n_scr)의 속도 진행을 나타낸다. 도시된 사출 성형 사이클은 압력 유지 단계가 없는 사출 성형 사이클에 대응한다. 대략 2초의 대기 시간

이후에, 즉, 대략 t=2s에서, 가소화 스크류(3)의 병진 운동은 감소하는 스크류 포지션

의 방향에서 대략 s=60 mm에서, 자신의 초기 포지션으로부터 시작한다. 대략 t=3.1s에서, 스크류 포지션은, 대략 s=11 mm에서 단부 포지션에 도달했다. 이 시간 포인트에서, 사출 단계가 종료된다. 이어서, 압축해제 작동이 이어진다. 압축해제 작동 이후에, 가소화 스크류(3)는 가소화 단계의 시작까지 대략 s=13 mm의 안정기(plateau)로 소정의 시간의 양 동안 유지한다. 대략 t=4.1s에서, 가소화 단계가 시작되어서, 이 시간 이후로부터 스크류 포지션

가 다시 증가한다. 가소화 단계의 단부에서, 즉,

에서, 스크류 포지션

는 대략 s=55 mm의 값에 도달한다. 이어서, 제2 압축해제 단계가 이어지고, 이 동안 스크류 포지션

는 다시 자신의 초기 포지션에 도달한다.

사출 단계의 시작에서 대략 t=2s에서 멜트 압력(p_s)(연속선(107))은 제1 최대(109)까지 매우 가파르게 증가하고, 이어서, 약간 하락하여, 대략 t=3s에서 제2 최대(110)에 도달한다. 제2 최대(110)는 가소화 스크류(3)의 병진 순방향 무브먼트의 단부에 대응한다. 이 시간 포인트에서, 가소화 스크류(3)의 순방향 무브먼트는 제 1 압축해제 단계로의 변화를 위해 중단되고, 이는 멜트 압력(p_s)의 압력의 급격한 하락을 초래한다. 이어서, 제3 최대(111)까지 다른 약간의 압력 상승이 이어진다. 이 압력 상승은 가소화 스크류(3)의 갑작스런 로드 제거 동안 기계적 진동 프로세스들에 기인한다. 대략 t=4.1s에서, 가소화 단계가 시작되고, 여기서,

로부터 대략 t=8s로의 시간에서의 세틀링 프로세스 동안의 멜트 압력(p_s)이 가소화 단계 동안 멜트(14)의 동압력

에 대응하는 비교적 일정한 압력 값에 도달한다. 가소화 단계의 단부에서, 대략 t=12s에서, 멜트 압력(p_s)이 동압력

의 레벨로부터 대략 주변 압력으로 하락한다.

가소화 단계 동안, 속도(

)의 속도는 대략 100회/분이고, 이는 가소화 속도

에 대응한다.

사출 단계 동안, 즉, 대략 t=2.0s 내지 t=3.1s의 시간에서 도 5에 대한 실시예에 관해, 가소화 스크류(3)는, 즉, 점선들(108a, 108b 및 108c)에 의해 3 개의 예들에서 예시된 속도(n_scr)로 드라이빙된다. 점선(108a)은 사출 단계 동안 가소화 스크류(3)의 속도 진행을 도시하며, 여기서, 속도

는 멜트 압력(p_s)에 따라 비례 인자(

)로 제어된다. 점선(108b)은 비례 인자(

)에 대한 사출 단계 동안 가소화 스크류(3)의 대응하는 속도 진행을 도시한다. 점선(108c)은 비례 인자(

)에 기반하는, 속도(n_scr)의 대응하는 속도 진행을 도시한다. 멜트 압력(p_s)이 측정된다. 식

를 사용하여, 가소화 드라이브를 통해 가소화 스크류(3)에 대해 설정될 수 있는 속도(n_scr)가 계산된다. 시간

에서 실제로 성취되는 속도(n_scr)에 대한 속도 값은, 관성 및/또는 마찰 손실들에 기인하여, 또는 아마도 중간 감쇠 또는 필터, 이를테면, 신호 필터에 기인하여, 설정 값보다 다소 하위에 있거나 또는 시간 지연으로 발생할 수 있다.

도 5에 도시된 본 발명의 방법의 예시적인 실시예에서, 속도(n_scr)는 사출 단계의 적어도 주요 부분 동안 멜트 압력(p_s)에 따라 설정된다. 이러한 방식으로, 반대 전달 유동(

_schlepp)에 의한 역류(

_druck)를 오버레이하고, 따라서, 사출 단계 동안 차동 유동(

_Δ)에 영향을 미치는 것이 가능하다.

멜트 압력(p_s)의 여전히 비교적 낮은 압력 값들이 존재하고 또한 회전 방향(6)에서 가소화 스크류(3)의 시작 동안 관성 효과들이 여전히 아주 영향력이 있는 시간들에서, 속도(n_scr)의 전술된 압력-의존 제어에 앞서 속도-의존 속도 제어를 제공하는 것이 편리할 수 있다. 그러한 속도-의존 속도 제어는 통상적으로 식을 사용하여 이루어진다.

.

본원에서, n_scr은 설정될 가소화 스크류(3)의 속도이다. 인자(k₁=f_v)는 프로세스-특정 비례 인자이다. 피드 속도(v_inj)는 시간(dt) 후의 스크류 포지션들의 시간-관련된 유도(derivation)이고, 그리고 사출 단계 동안 가소화 스크류(3)의 병진 피드 속도(v_inj)를 나타낸다.

도 5에 따른 실시예에서, 비례 인자(k₁=f_v=1.5)는 예로써 선택된다. 도 5의 실시예에서의 병진 피드 속도(v_inj)는 50 mm/s이다. 일단 사출 단계가 시작된다면, 일반적으로 사용되는 사출 성형기에 의한 병진 피스 속도(v_inj)는 매우 짧은 시간에, 보통 심지어 멜트 압력(p_s)의 압력에서 상당한 상승이 발생하기 전에, 완전히 성취된다. 다음 식에 따른 속도(n_scr)를 제어하는 것은 편리한 것으로 증명되어 있다.

n_scr=f_v*v_inj

식 n_scr=f_p*p_s에 따른 압력에 의존하여 확인되는 속도(n_scr)를 위한 값이 속도에 의존하여 확인된 n_scr=f_v*v_inj 에 대한 값보다 더 클 때까지

다시 말해, 이는 다음을 의미한다:

1. 가소화 스크류(3)의 비례 인자(k₁=f_v) 및 피드 속도(v_inj)로부터의 프로덕트가 제2 비례 인자(k₂=f_p) 및 측정된 멜트 압력(p_s)으로부터의 프로덕트보다 더 큰 것이 사실인 한, 속도(n_scr)는 식 n_scr=f_v*v_inj에 따라 결정되고 그리고 설정된다. 제2 비례 인자(k₂=f_p) 및 측정된 멜트 압력(p_s)로부터의 프로덕트가 제1 비례 인자(k₁=f_v) 및 병진 피드 속도(v_inj)로부터의 프로덕트보다 더 크자마자, 가소화 스크류(3)의 피드 속도(n_scr)는 다음 식에 따라 결정되고 그리고 설정된다

n_scr=f_p*p_s.

2. 따라서, 먼저, 즉 멜트 압력(p_s)의 비교적으로 낮은 압력 값들에 대해, 속도(n_scr)의 속도-의존(speed-dependent) 제어는 가소화 스크류(3)의 병진 피드 속도(v_inj)에 의존하여 실행된다. 멜트 압력(p_s)의 더 높은 압력들 값들에 대해, 속도(n_scr)는 멜트 압력(p_s)의 함수로서 압력-의존하여 제어된다.

3. 사출 성형 사이클 동안 어떠한 순간에도, 항(f_p*p_s)이 항(f_v*v_inj)보다 더 크지 않는 경우를 고려해볼 때, 가소화 스크류의 속도-제어된 속도(n_scr)로부터 압력-제어된 속도(n_scr)로의 스위치-오버가 존재하지 않을 것이다. 이러한 경우의 속도(n_scr)는 병진 피드 속도(v_inj)의 함수로서 독점적으로 속도-제어되게 결정되고 그리고 설정된다.

가소화 스크류(3)의 속도(n_scr)가 식에 따라 사출 단계 동안 그리고/또는 압력 유지 단계 동안 결정되고 그리고 설정된다면,

n_scr=f_p*p_s

여기서,

n_scr은: 분당(min^-1) 회전수들의 단위의 가소화 스크류(3)의 속도이며,

f_p는: 분당/바(min^-1/bar)의 단위의 비례 인자이며,

p_s는: 바의 단위의 멜트 압력이다.

멜트 압력(p_s)은, 예를 들어, 스크류 앤티챔버(9) 또는 사출 성형 기계(1)의 다른 지점에서 측정되며, 여기서 멜트 압력(p_s)을 나타내는 압력이 측정될 수 있다. 비례 인자(k₂=f_p)에 대한 적합한 값이 예비 시험을 통해 프로세스-특정으로(process-specifically) 확인된다. 이를 위해, 적어도 하나의 프로덕트 컴포넌트는 역류 배리어의 보조로 학습 단계에서 발생된다. 이러한 프로덕트 컴포넌트는, 특히, 이의 컴포넌트 중량에 대하여 레퍼런스 컴포넌트로서 사용된다. 레퍼런스 컴포넌트 부분을 획득한 후, 역류 배리어는 가소화 유닛으로부터 제거된다. 사출 성형 사이클은 f_p에 대한 상이한 값들을 위한 역류 배리어의 사용 없이 반복된다. 각각의 값(f_p)에 대해, 적어도 하나의 비교 컴포넌트들이 생성되며, 여기서 비교 컴포넌트들은 그 컴포넌트 중량에 대하여 적어도 하나의 레퍼런스 컴포넌트와 비교된다. 이러한 절차를 사용하여, 비례 인자(f_p)에 대한 값은 되풀이하여 결정될 수 있으며, 여기서 테스트 컴포넌트가 허용가능한 허용공차 범위 내의 프로덕트 컴포넌트에 대응하는 것이 보장된다. 인자(f_p)의 적합한 값이 밝혀졌을 때, 본 발명에 따른 방법은, 역류 배리어의 사용 없이 f_p를 위한 이에 따라 결정된 값으로 제조 단계에서 실시될 수 있다.

속도(n_scr)가 가소화 스크류(3)의 병진 피드 속도(v_inj)에 의존하여 결정되고 그리고 설정된다면

n_scr=f_v*v_inj,

여기서,

n_scr은: 분당(min^-1) 회전수들(revolutions/min)의 단위의 가소화 스크류(3)의 속도이며,

f_v: 는 유닛

을 갖는 비례 인자이다.

v_inj: 는 mm/s 단위의 가소화 스크류(3)의 병진 피드 속도이다.

비례 인자(f_v)의 사이즈는 비례 인자(f_p)의 사이즈의 결정과 유사한 방식으로 진행함으로써 결정된다. 이를 위해, 적어도 하나의 프로덕트 컴포넌트, 바람직하게는 다수의 프로덕트 컴포넌트들은, 역류 배리어를 사용하는 예비 시험의 학습 단계의 부분으로서 먼저 제조된다. 일단 프로덕트 컴포넌트들이 제조되면, 역류 배리어가 제거된다. 후속하여, 역류 배리어를 사용하지 않으면서, 복수의 테스트 컴포넌트들은 상이한 인자들(f_v)를 활용하여 생성되며, 테스트 컴포넌트들 각각은, 특히 그들의 컴포넌트 중량과 관련하여 프로덕트 컴포넌트들과 비교된다. 만약 테스트 컴포넌트가, 예컨대, 프로덕트 컴포넌트와 비교하여 자신의 컴포넌트 중량과 관련하여 자신의 허용가능 허용오차 필드 내에 놓여있다면, 대응하는 테스트 컴포넌트에 대해 비례 인자(

)가 사용된다. 따라서, 비례 인자(f_v)는 제조 단계 이전에 학습 단계에서 되풀이하여 결정된다. 이어서, 학습 단계 동안 결정된 비례 인자(

)에 대해 적합한 값을 사용하여, 대응하는 컴포넌트는 역류 배리어의 사용없이 학습 단계에 후속하여 제조될 수 있으며, 적어도 사출 단계의 부분 동안, 속도(n_scr)는 비례 인자(

)에 대한 결정된 값 및 병진 피드 속도(v_inj)로부터 결정 및 설정된다. 이러한 경우에서, 적어도 사출 단계 동안의 속도(n_scr)의 속도 제어는, 가소화 스크류(3)의 병진 피드 속도(v_inj)의 함수로서 속도 제어되는 방식으로 달성된다.

사출 단계의 초기 기간에서 속도 제어되는 방식으로 속도(n_scr)를 제어하고, 사출 단계의 초기 기간으로부터 후속하는 나머지 사출 단계에서 압력 제어되는 방식으로 그 속도를 제어하는 것이 적어도 사출 단계 동안 특히 유리한 것으로 증명되었다. 이것은, 현저한 멜트 압력(p_s)이 아직 존재하지 않지만, 가소화 스크류(3)가

의 피드 속도로 이미 피드 포워딩하고 있는 시간에서, 초기 기간에서 가소화 스크류(3)의 속도(n_scr)를 적응시키는 것이 가능하다는 장점을 갖는다. 이러한 접근법으로, 절차는 편리하게 다음과 같다:

1. 멜트 압력(p_s)은 사출 단계 내내 측정된다.

2. 병진 방향의 가소화 스크류(3)의 피드 속도(v_inj)는 순간적인 머신 데이터, 이를테면 시간 유닛 Δt 당 스크류 포지션 Δs의 변화로부터 측정 또는 계산된다.

3. 비례 인자(f_v)와 피드 속도(v_inj)의 프로덕트가 비례 인자(f_p)와 멜트 압력(p_s)의 프로덕트보다 크게 되는 한, 속도(n_scr)는 다음의 식에 따라 결정 및 설정된다.

시간 t₁에 대해서는 다음과 같다.

속도(n_scr)는 다음의 식에 따라 결정 및 설정된다.

전체 사출 단계에 걸쳐 뷰잉되면, 속도(n_scr)의 제어는 속도의 함수로서 먼저 수행되고, 소정의 시간 포인트 t₁에 대해, 속도(n_scr)의 제어는 압력의 함수로서 수행된다.

테스트들은, 속도(n_scr)의 속도-의존적일 뿐만 아니라 압력-의존적인 제어, 특히 양호한 결과들이 성취될 수 있다는 것을 나타낸다. 이것에 대한 이유는, 어떠한 현저한 멜트 압력(p_s)도 아직 존재하지 않지만, 피드 속도(v_inj)가 이미 존재하는 사출 단계의 초기 기간에서, 역류(

_druck)를 보상하기 위해 가소화 스크류가 속도(n_scr)로 초기에 영향을 받고, 이는 컴포넌트 품질에 포지티브 효과를 갖기 때문이다.

비례 인자들(

및

)에 대한 적합한 값들은 사전에 설명된 바와 같이, 되풀이하여 진행함으로써 결정된다. 이를 위해, 사전에 설명된 바와 같이, 적어도 하나의 프로덕트 컴포넌트가 역류 배리어의 도움으로 제조된다.

비례 인자(

) 및 비례 인자(

)에 대해 상이한 값들을 사용하는 필드 테스트에 의해, 인자들(f_v 및 f_p)에 대한 최적 값 쌍은 되풀이하여 결정될 수 있다. 인자들(f_v 및 f_p)에 대해 이러한 방식으로 결정되는 그러한 값 쌍으로, 사출 성형기(1)를 작동하기 위한 본 발명의 방법은 역류 배리어를 사용하지 않으면서 제조 단계에서 수행될 수 있다.

압력 유지 단계 동안, 다음의 식에 따라 속도(n_scr)를 결정하는 것이 편리하게 증명되었다.

여기서,

: 압력 유지 단계 동안 설정되거나 또는 제어되는 가소화 스크류(3)의 속도(n_scr)이다.

: 압력 유지 단계 동안의 비례 인자(

)다. 이 인자는 유닛 min^-1/bar을 갖는다.

: 압력 유지 단계(유지 압력) 동안의 멜트(14)의 멜트 압력이다.

비례 인자(

)에 대한 적합한 값은, 인자들(f_v 및 f_p)의 결정과 유사하게 학습 단계에서 인자(

)에 대해 적합한 값을 되풀이하여 결정함으로써 결정될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 테스트 컴포넌트들은 인자(

)에 대해 상이한 값들을 사용하여 필드 실험에서 생성되고, 그리고 역류 배리어를 사용하여 생성되었던 하나 또는 그 초과의 프로덕트 컴포넌트들과 비교된다. 소정의 인자(

)를 사용하여 제조된 테스트 컴포넌트가 프로덕트 컴포넌트에 관한 허용오차 대역 내에 있다면, 예컨대, 컴포넌트 중량과 관련하여 개개의 테스트 컴포넌트에 대해 사용되는 인자(

)는 역류 배리어를 사용하지 않고 본 발명의 방법에 따라 컴포넌트를 제조하기 위한 제조 단계에 사용될 수 있다.

비례 인자들(

,

및

)에 대한 값들을 결정하기 위한 대안적인 방법은 출력 인자(AF)의 사용에 기반한다. 출력 인자(AF)는 소정의 성형 컴파운드에 대해 경험적으로 결정되고 알려진 값이다. 출력 인자는 이하와 같이 정의된다:

여기서,

AF: 유닛 g/cm³의 출력 인자이고,

m: 유닛 g의 성형 컴파운드이며,

: 가소화 스크류(3)에 의해 변위된 멜트(14)의 cm³단위의 스트로크 볼륨이다.

출력 인자(AF)는 고체 바디로의 멜트(14)의 트랜지션 동안 성형 컴파운드의 볼륨 변화뿐만 아니라 잘-기능하는 역류 배리어의 폐쇄 거동을 고려한다.

이하의 표 1에서, 출력 인자(AF)는 대중적인 성형 컴파운드들에 대해 인용된다.

비례 인자들(

,

및/또는

)을 결정할 목적을 위해, 본 발명의 방법에 의해 성취되는 출력 인자(

)가 소정의 성형 컴파운드의 알려진 출력 인자(AF)와 동일하게 되는 것으로 간단하게 가정된다. 만약 이것이 그 경우라면, 본 발명의 방법에 의해 제공된 바와 같이, 어떠한 역류 배리어도 사용되지 않는다고 하더라도, 선택된 인자들(

,

및/또는

) 및 사출 동안 그리고/또는 압력 유지 단계 동안 그로부터 결과로 초래된 속도들(

)을 사용하여, 역류 배리어의 효과는 속도(n_scr)에 영향을 줌으로써 성형 필링 작동 동안 성취되는 것으로 가정될 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하면, 속도-의존 방식으로 제어되는 속도(n_scr)로부터 압력-의존 방식으로 제어되는 속도(n_scr)로의 속도(n_scr)의 제어의 트랜지션이 논의될 것이다.

가로좌표(100) 상에서, 도 6은 t=2.0s 내지 t=2.5s의 시간 윈도우에서 사출 단계의 시작시에 성형 사출 사이클의 단시간 섹션을 도시한다. 제1 세로좌표(101) 상에서, 멜트 압력(p_s)은 bar 단위로 도시된다. 제2 세로좌표(102) 상에서, 스크류 포지션(s)은 mm 단위로 도시된다. 제3 세로좌표(106) 상에서, 속도(n_scr)는 분당(min^-1) 회전수들 단위로 도시된다. 시간 t에 대한 멜트 압력(p_s)의 진행은 연속선(107)의 형태로 도시된다. 스크류 포지션 s는 파단선(103)의 형태로 도시된다. 속도(n_scr)는 상이한 비례 인자들(f_v 및 f_p)에 대한 점선들(108a, 108b 및 108c)의 형태로 도시된다.

시간 t=2.0s 에서, 스크류 포지션 s는 대략 60 mm이다. 이는, 사출 단계의 시작 이전에 가소화 스크류(3)의 초기 포지션에 대응한다. 시간 t≥2.5s에서와 같이, 스크류 포지션 s는 시간 t=2.5s에서 스크류 포지션 s=38 mm까지 일정한 그래디언트로 연속적으로 감소한다. 파단선(103)의 그래디언트는, 일정하며,

=50 mm/s의 병진 피드 속도에 대응한다. 가소화 스크류(3)의 무브먼트에 대한 지연에서, 멜트 압력(p_s)은 t=2.8s의 시간에 상승하기 시작한다. 병진 스크류 무브먼트의 시작과 멜트 압력(p_s)의 압력에서의 상승 간에 시간-관련 지연은, 자신의 초기 포지션으로부터 시작하는 가소화 스크류(3)가 멜트(14)와 접촉할 때까지 소정의 거리를 극복해야만 하고, 이어서 멜트(14)에서의 압력의 상승을 야기하기 때문에 발생한다. 도 6의 실시예에서, 멜트 압력(p_s)은 시간이 경과함에 따라 상승하고, t=2.5s에 대략

=750 bar에서 안정기(plateau)에 도달한다.

속도(n_scr)의 속도 제어는 도 6의 실시예에서 제1 비례 인자(

)뿐 아니라 3개의 상이한 제2 비례 인자들(

및

)에 대해 도시된다.

사출 단계의 시작에서, 속도(n_scr)에 대한 점선들(108a, 108b, 108c)은 합동(congruent)이거나 거의 합동이다. 약 t=2.05s로부터 t=2.2s까지 시간 스팬(span)을 커버하는 이 구역에서, 속도(n_scr)는 피드 속도(v_inj)의 함수로서 제어된다. 도 6의 실시예에서 약 t=2.2s인 포인트(P₁)에서, 비례 인자(

)와 멜트 압력(p_s)으로부터의 프로덕트가 비례 인자(

)와 병진 피드 속도(v_inj)의 프로덕트를 초과하여, 포인트(P₁) 이후 시간의 측면에서, 속도(n_scr)(점선(108a))는 압력-제어된다. 점선(108a)에 따른 속도(n_scr) 진행에 대해, 포인트(P₁)는 속도(n_scr)의 속도-종속 제어로부터 속도(n_scr)의 압력-종속 제어로 스위치-오버 포인트를 나타낸다.

제2 스위치-오버 포인트(P₂)는 나중의 시간 포인트, 약 t=2.24s에서 배열된다. 이 스위치-오버 포인트(P₂)로부터 나아가서

의 예시적인 비례 인자에 대한 속도(n_scr)가 결정되고 압력-제어 방식으로 설정된다. 스위치-오버 포인트(P₂)까지 사출 단계의 초기 기간 동안, 예

에 대한 속도 제어는 비례 인자(

)를 사용하여 속도-제어 방식으로 수행된다.

도 6의 실시예에서 점선(108c)은, 도 6에 도시된 사출 단계의 컷-아웃(cut-out)의 어떤 포인트에서도, 속도의 속도-종속 제어로부터 속도의 압력-종속 제어로 스위치-오버가 이루어지기에 멜트 압력(p_s)이 충분히 높지 않기 때문에, 속도-종속 방식으로만 제어되는 속도(n_scr)의 경우를 도시한다.

본 발명의 방법에 사용하기 위한 스크류 헤드(10)의 제1 실시예는 이제 도 7을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 특히 본 발명의 방법을 수행하기 위한 스크류 헤드(10)는 스크류 바디(20) 및 스크류 팁(21)을 포함한다. 스크류 팁(21)에 대향하여, 스크류 헤드(10)는 연결 구역(23)을 포함하고, 이에 의해 스크류 헤드(10)는 길이방향 축선(5)에 대해 가소화 스크류(3)에 회전-불가능하게 연결될 수 있다. 스크류 바디(20)는 적어도 하나의 방사상으로 외부로 개방되는 유동 채널(24)을 포함한다. 이 유동 채널(24)을 통하여, 가소화 스크류(3)의 스크류 스레드들(7)을 떠나는 멜트(14)가 스크류 팁(21)(스크류 앤티챔버(9))의 전방 영역으로 유로(25)를 취할 수 있다.

이 목적을 위하여, 유동 채널(24)은 적어도 부분적으로 자신의 길이방향(LR)으로 나선형으로 오버랩하는 인접하여 연장되는 블라인드 그루브들(26, 27)로 형성되고, 제1 블라인드 그루브(26)는 이송 방향에 대해 상류 단부(28)에서 멜트의 엔트리를 위해 개방되고 하류 단부(29)에서 멜트의 방출을 위해 폐쇄된다. 제2 블라인드 그루브(27)는 상류 단부(30)에서 멜트 엔트리를 위해 폐쇄되고 자신의 하류 단부(31)에서 멜트 방출을 위해 개방된다. 길이방향(LR)으로 오버랩하는 구역에서 블라인드 그루브들(26, 27)은 전단 웨브(32)에 의해 서로 분리되고, 특히 블라인드 그루브들(26, 27)의 그루브 저부(33)에 대해 측정된 그 높이의 전단 웨브(32)는, 전단 갭이 스크류 헤드(10)를 둘러싸는 가소화 실린더(2)(도 1; 2 참조)에 형성되도록 치수가 정해진다. 이것은, 멜트(14)가 제1 블라인드 그루브(26)로부터 전단 웨브(32)를 거쳐 블라인드 그루브(27)로 유동하도록 허용한다. 따라서, 멜트(14)는 파단선으로서 묘사된 유로(25)를 따라 제1 블라인드 그루브(16)에 진입하고, 전단 웨브(32)를 거쳐 제2 블라인드 그루브(27)를 통해 흐르고, 이 개방 단부에서 멜트(14)는 스크류 헤드(10)를 떠날 수 있다.

유로(25)를 형성하는 블라인드 그루브 쌍(26, 27)은 배리어 웨브(34)에 의해 인접한 블라인드 그루브 쌍으로부터 분리된다. 그 높이에 대해 배리어 웨브(34)는, 배리어 웨브(34)가 전단 웨브(32)에 비해 더 높게 구성되도록 치수가 정해진다. 특히, 배리어 웨브(34)는 스크류 바디(20)의 외부 직경을 형성하고 따라서 가소화 실린더(2)(도 7에 도시되지 않음) 내의 스크류 헤드(10)의 방사상 스크류 유극(screw play)에 대한 결정 인자이다.

특히 블라인드 그루브들(26, 27)은 1.5보다 큰, 특히 2.0보다 큰 t/E의 피치를 포함한다. "t"는, 가상의 나선형 블라인드 그루브가 가소화 스크류(3)/스크류 바디(20)를 따라 차지할 방사상 길이이다.

D는 스크류 바디(20)의 외부 직경/가소화 스크류(3)의 스크류 직경이다. 그러나, 도 3 내지 6에 따른 스크류 헤드의 묘사된 실시예들에서, 블라인드 그루브들(26, 27)은 전체 스레드 나선들로서 구성되는 것이 아니라 별개로 전체 피치 미만인 길이방향 확장을 가진다.

전단 갭 폭, 즉 배리어 웨브(32)와 가소화 실린더(2)(도 7에 도시되지 않음)의 주위 실린더 벽 간의 명확한 스팬(span)은 바람직하게 가속화 실린더(2)까지 스크류 바디(20)의 방사상 스크류 유극의 적어도 2배이다. 전단 웨브(32)의 웨브 폭(b)은 블라인드 그루브(26, 27)의 그루브 폭(B)의 적어도 0.2 배이고 바람직하게 블라인드 그루브(26, 27)의 그루브 폭(B)의 최대 0.4 배이다. 실제로, 웨브 폭(b)은 예컨대 3 mm 내지 10 mm 범위에 놓인다.

도 8에 따른 추가의 실시예에서, 스크류 헤드(10)는 2개의-스레드 스크류 방식으로 서로 오프셋되게 배열된 2개의 블라인드 그루브 쌍들을 갖는 이중-작용 코일 부분의 방식으로 구성된다. 이 실시예에 의해, 블라인드 그루브 쌍의 블라인드 그루브들(26, 27)은 이송 방향(8)을 따라 그들의 길이방향에 대해 상이한 길이들로 구성된다. 유로(25)는 도 3과 유사하게 파단선으로 개략적으로 묘사된다. 길이방향으로, 블라인드 그루브의 제1 블라인드 그루브(26)는 필수적으로 원주 방향으로 연장되는 배리어 웨브(34)에 의해 제2 블라인드 그루브 쌍의 제2 블라인드 그루브(27)로부터 분리된다.

도 8에 따른 스크류 헤드(10)의 추가 개선은 도 9에 도시된다. 도 5에 따른 스크류 헤드(10)는, 유로(25)를 향하는 배리어 웨브들(32)의 측들(35)이 챔퍼(이의 챔퍼 각도는 가상 비-챔퍼된 측(35)에 대해 예컨대

임)를 포함한다는 점에서 상이하다. 도 9에 따른 특수 실시예에서, 측들(35)은, 챔퍼가 거의 그루브 저부(33)에 도달하는 방식으로(비스듬함) 챔퍼된다. 다른 점들에서, 도 9의 스크류 헤드(10)는 도 8의 스크류 헤드(10)의 설계에 대응한다. 위에서 설명된 의미의 챔퍼된 측들(35)로 인해, 유로(35)를 따라 전단 웨브(32)의 유동은 긍정적인 영향을 받을 수 있다.

도 10에 따른 스크류 헤드(10)의 제4 실시예는, 스크류 팁(21)의 축선 길이가 블라인드 그루브들(26, 27)을 포함하는 스크류 바디(20)의 축선 길이보다 더 큰다는 점을 특징으로 한다. 도 7 내지 10에 따른 모든 스크류 헤드들(10)은, 회전 방향(6)으로 회전 드라이브에 대해 이송 방향(8)으로 멜트 재료를 이송한다는 특징을 가지는 소위 이송-효율적 스크류 헤드들(10)이다. 그런 스크류 헤드(10)의 사용은, 스크류 헤드(10)를 초과하여 그리고 넘어 멜트 전류의 역류를 방지할 역류 배리어가 필요하지 않고/존재하지 않기 때문에, 본 발명에 따른 방법에 특히 중요하다.

1 : 사출 성형기
2 : 가소화 실린더
3 : 가소화 스크류
4 : 스트로크 방향
5 : 길이 방향 축선
6 : 회전 방향
7 : 스크류 스레드들
8 : 이송 방향
9 : 스크류 앤티챔버
10 : 스크류 헤드
11 : 사출 노즐
12 : 채널
13 : 밸브
14 : 멜트
20 : 스크류 바디
21 : 스크류 팁
23 : 연결 영역
24 : 유동 채널
25 : 유동 경로
26 : 제1 블라인드 그루브
27 : 제2 블라인드 그루브
28 : 단부
29 : 단부
30 : 단부
31 : 단부
32 : 전단 웨브
33 : 그루브 저부
34 : 배리어 웨브
35 : 측들
100 : 가로좌표
101 : 제1 세로좌표
102 : 제2 세로좌표
103 : 파단선(s)
104 : 연속선(n_scr)
105 : 사출 성형 프로세스의 스위치 오버 포인트
106 : 제3 세로좌표
107 : 연속선(멜트 압력(p_s))
108a : 점선(n_scr)
108b : 점선(n_scr)
108c : 점선(n_scr)
109 : 제1 최대
110 : 제2 최대
111 : 제3 최대
b : 웨브 폭
B : 그루브 폭
LR : 길이 방향
t : 시간
D : 스크류 직경
p_s : 멜트 압력
p_{s_} _pck : 홀딩-압력 페이스에서의 멜트 압력(홀딩 압력)
p_stau : 가소성 페이스에서의 멜트 압력(동압력)
v_inj : 피드 속도(병진운동)
n_scr : 속도

: 대향하는 전달 유동

: 역류

: 차동 유동
T_s : 멜트 온도
V_s : 멜트 점도
t/D : 피치
h_sperr : 배리어 웨브들의 높이
h_scher : 전단 웨브들의 높이
M_pist : 토크
k₁ = f_v, k₂ = f_p,k₃ = f_p _pck :비례 인자
AF : 출력 인자
s : 스크류 포지션
P₁ : 제1 스위치 오버 포인트
P₂ : 제2 스위치 오버 포인트

Claims

사출 성형기를 작동시키기 위한 방법으로서,
상기 사출 성형기는 스크류 길이방향 축선(5)을 중심으로 회전 및 병진 이동 가능한 방식 양자 모두로 드라이빙될 수 있는 적어도 하나의 가소화 스크류(plasticising screw)(3)를 갖는 적어도 하나의 가소화 디바이스(2, 3)를 포함하고, 상기 가소화 디바이스(2, 3)에 의해, 플라스틱 멜트(14)가 몰드 캐비티로 사출하기 위해 스크류 앤티챔버(antechamber)(9) 내에 제공되며,
상기 플라스틱 멜트(14)를 몰드 캐비티로 사출하기 위해, 즉 적어도 사출 단계 동안, 그리고 압력 유지 단계 동안, 상기 가소화 스크류(3)는 적어도 하나의 드라이브 유닛에 의해 병진 및 회전 양자 모두로 드라이빙되며,
상기 가소화 스크류(3)의 회전 드라이브는, 상기 스크류 앤티챔버(9)로부터 다시 상기 가소화 스크류(3)의 상기 스레드 스레드들(71)로의 멜트의 역류(
_druck)가 상기 가소화 스크류의 병진 사출로 인해 상기 가소화 스크류(3)의 회전에 의해 야기된 규정된 대향하는 전달 유동(
_schlepp)에 의해 오버레이되도록 속도(n_scr)에 영향을 받고,
역류(
_druck) 및 대향하는 전달 유동(
_schlepp)으로부터 차동 유동(
_Δ)이 생성되고, 상기 차동 유동(
_Δ)은 상기 가소화 스크류(3)의 속도(n_scr)에 영향을 줌으로써 적어도 사출 단계 동안 영향을 받으며, 상기 방법은 역류 배리어의 사용 없이 실행되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 차동 유동(
_Δ)은 0을 초과하며, 이는 대향하는 전달 유동(
_schlepp)이 역류(
_druck)보다 더 큰 것과 등가인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 차동 유동(
_Δ)은 0이며, 이는 역류(
_druck)가 대향하는 전달 유동(
_schlepp)과 동일한 크기인 것과 등가인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 차동 유동(
_Δ)은 0보다 작고, 이는 역류(
_druck)가 대향하는 전달 유동(
_schlepp)보다 더 큰 것과 등가인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 속도(n_scr)는 상기 속도(n_scr)의 적어도 하나의 멜트 파라미터에 따라 결정되고 제어되거나 단일 사이클의 사출 단계 동안 그리고/또는 압력 유지 단계 동안 속도(n_scr)는 적어도 하나의 멜트 파라미터에 적응식으로 조정되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 멜트 파라미터는 상기 스크류 앤티챔버(9)에서의 멜트 압력(p_s, p_{s_} _pck, p_stau), 몰드 캐비티 내부의 멜트 압력(p_Cavity), 멜트 점도(v_s), 멜트 온도(T_s) 및/또는 가소화 토크(M_pist) 및/또는 사출 동안 및 압력 유지 단계 동안의 가소화 스크류(3)의 토크(M_pistinj)일 수 있는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 역류(
_druck), 상기 대향하는 전달 유동(
_schlepp), 및 이로부터의 결과적인 차동 유동(
_Δ)은 상기 멜트(14)의 질량(멜트) 유동들 또는 볼륨 유동들인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가소화 스크류(3)의 병진 유동 경로는,
a) 차동 유동이
_Δ<0일 때, 상기 가소화 스크류(3)의 병진 유동 경로가 이론적 제로 포지션과 관련하여 확대되도록, 또는
b) 차동 유동이
_Δ>0일 때, 상기 가소화 스크류(3)의 병진 유동 경로가 이론적 제로 포지션과 관련하여 축소되도록,
적어도 사출 단계 동안, 차동 유동(
_Δ)의 절대 사이즈에 따라, 영향을 받는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 항에 따른 방법은, 전체 주입 단계 동안 그리고/또는 전체 압력 유지 단계 동안 내내 실행되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차동 유동(
_Δ)에 영향을 주기 위하여, 특히, 하나의 그리고 동일한 사출 성형 사이클의 사출 단계 동안 및/또는 압력 유지 단계 동안 상기 차동 유동을 일정하게 유지하기 위해, 상기 가소화 스크류(3)의 속도(n_scr)는 시간(t)에 따라변경되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 속도(n_scr)는, 특히 상기 스크류 앤티챔버(9)에서 또는 스크류 샤프트 뒤에서 측정된 상기 멜트 압력(p_s; p_{s_pck})에 비례하여 또는 병진 방향에서의 상기 가소화 스크류(3)의 피드 속도(v_inj)에 비례하여 미리 정해지는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사출 단계의 시작시, 상기 속도(n_scr)는, 상기 가소화 스크류(3)가 멜트와 접촉하게 될 때까지,
를 사용하여 피드 속도(v_inj)에 의존하여 인자(k₁=f_v)를 사용하여 사전 제어되어, 상기 멜트 압력(p_s)이 상승하고,
상기 속도(n_scr)는 상기 프로덕트
가 상기 프로덕트
보다 더 크다면 상기 프로덕트
를 통해 인자(k₂=f_p)를사용하여 세팅되고,
상기 압력 유지 단계에서, 상기 속도(n_scr)는 상기 프로덕트
를 통해 인자(k₃=f_{p_pck})를 사용하여 세팅되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법..
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사출 단계 동안 및 상기 압력 유지 단계 동안, 상기 속도(n_scr)는 조정가능한 프로파일로서 미리 정해지는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 유지 단계 동안, 상기 멜트(14)의 유지 압력은, 상기 가소화 스크류(3)의 회전을 통해, 적어도 부분적으로 생성되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
출력 인자(AF), 그리고 그에 따라, 샷 중량을 증가시키기 위해, 속도(n_scr)가미리 정해진 스크류 직경(D)에 대해 증가되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가소화 스크류의 속도(n_scr)는 상기 캐비티 내의 멜트의 최적 유동 전방 속도를 조정하기 위해, 컴포넌트-특정 방식으로 제어 또는 조절되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도, 상기 사출 단계의 일 부분 동안, 상기 속도(n_scr)는 인자(
)로 멜트 압력(p_s)에 비례하여 결정 및 세팅되며, 여기서,

,
이고, 멜트 압력(p_s)의 측정을 포함하고,
는 프로세스-특정 방식으로 결정된 비례 인자인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도, 상기 사출 단계의 일 부분 동안, 상기 속도(n_scr)는 인자(
)로 가소화 스크류의 피드 속도(v_inj)에 비례하여 결정 및 세팅되며, 여기서,

이고, 피드 속도(v_inj)의 측정 또는 프로세스 데이터로부터 이를 결정하는 것을 포함하고,
는 프로세스-특정 방식으로 결정된 비례 인자인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도, 상기 압력 유지 단계의 일 부분 동안, 상기 가소화 스크류(3)의 속도(n_scr)는 인자(
)를 사용하여 상기 압력 유지 단계에서 상기 멜트 압력(p_{s_pck})에 비례하여 결정 및 세팅되며, 여기서,

이고, 상기 압력 유지 단계에서의 상기 멜트 압력(p_{s_} _pck)의 측정을 포함하고,
는 프로세스-특정 방식으로 결정된 비례 인자인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 속도(n_scr)는,
이면, 식
을 사용하여 상기 사출 단계에서 결정 및 세팅되고, 그리고/또는
상기 속도(n_scr)는,
이면, 식
을 사용하여 상기 사출 단계에서 결정 및 세팅되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비례 인자들(k₁=f_v 및/또는 k₂=f_p 및/또는 k₃=f_{p_pck})은 학습 단계에서 프로세스-특정 방식으로 결정되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.