KR20190039705A - 조절 시스템을 포함하는, 사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치 - Google Patents

조절 시스템을 포함하는, 사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치 Download PDF

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KR20190039705A
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넥서스 엘라스토머 시스템즈 게엠베하
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Abstract

사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치가 개시되며, 장치는 각각의 제품을 성형하기 위한 적어도 하나의 캐비티(1a)와, 재료를 캐비티(1a) 내로 사출하는 적어도 하나의 사출 노즐(3a)과, 금형 이형제(4)와, 분배 채널(10)과, 매체 공급 장치(11)와, 배기 채널 또는 리턴 채널(12)과, 강제-끼워맞춤 또는 형태-끼워맞춤 방식으로 피스톤에 연결되고 사출 노즐(3a)에 삽입되는 적어도 하나의 차단 니들(6a)과, 니들(6a)을 개방하기 위한 적어도 하나의 밸브(7a), 및 니들(6a)을 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 밸브(8a)를 포함하고, 밸브(7a)와 밸브(8a)는 차단 니들(6a)에 바로 인접하게 배치되고, 및 밸브(7a)와 밸브(8a)를 위한 제어 장치가 구비된다.

Description

조절 시스템을 포함하는, 사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치
본 발명은 사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치에 관한 것이다.
사출 성형 공구의 사출 노즐은 때때로 재료 흐름을 차단하기 위해 차단 니들(shut-off needle)을 구비한다. 이러한 사출 성형 공구용 차단 니들 시스템은 공압, 전기 또는 유압으로 구동된다.
멀티-캐비티(multi-cavity) 공구의 사출 공정 중에, 유동 특성, 다양한 채널 길이, 및 제조 변동 또는 공차로 인해 개별 캐비티 내에서 다양한 충전 레벨이 발생한다.
생산될 부품의 균등한 충전을 달성하기 위해, 각각의 단일 사출 노즐의 재료 양을 개별적으로 줄이는 조절 시스템이 사용된다. 현재의 기술 수준에 따르면, 기계 사용자는 생산된 부품을 통해 사출 주기를 기반으로 개별 캐비티의 충전 레벨을 평가하고, 균일한 충전 또는 결점이 없는 제품을 달성하기 위해 자신의 재량에 따라 조절을 조정한다. 개별적인 캐비티의 조절은 상호 간에 영향을 미치기 때문에, 수동 조정 과정은 번거롭고 사용자는 경험이 있어야 한다.
기본적으로 다음과 같은 유형의 조절이 있다:
- 스로틀링(throttling)에 의한 조절,
- 니들 움직임의 타이밍에 의한 조절.
스로틀링에 의한 조절은 재료 흐름에 추가 스로틀 거리(throttle distance)를 도입함으로써 쉽게 달성될 수 있다. 여기서 모든 니들은 동시에 개폐될 수 있다. 조절은 스로틀 위치에서의 서로 다른 압력 강하를 통해 발생한다.
그러나, 기계적으로 작동하는 스로틀 시스템(스로틀 거리)은 유속이 낮을 때는 신뢰성 있는 공정에서 작은 사출 중량(shot weight)을 더 이상 조절할 수 없다.
니들 움직임의 타이밍(계단식(cascading))에 의한 조절은 더욱 복잡하다. 계단식 공압 또는 유압 제어에서, 모든 니들은 별도의 밸브를 통해 제어된다. 따라서 니들을 지그재그 방식으로 개폐할 수 있다. 구현은 사출 성형 장치 내에서 매체를 안내하기 위해 상당한 수의 채널을 필요로 한다. 조절은 니들의 다양한 개방 시간과 해당 충전 시간을 통해 달성된다. 시간-제어 시스템은 유속과는 독립적으로 작동하며 가장 작은 사출 중량에서도 사용할 수 있다.
본 발명의 목적은 니들 차단 시스템의 개별 캐비티의 충전 레벨을 변화시킬 수 있는 간단한 시스템을 제공하는 것이다. 이는 기존 시스템에 쉽게 장착될 수 있어야 한다. 개별 캐비티 사이의 거리는 최소로 줄이고 조정 시스템에 의해 증가되지 않아야 한다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은,
각각의 제품을 성형하기 위한 적어도 하나의 캐비티와,
재료를 캐비티 내로 사출하는 적어도 하나의 사출 노즐과,
금형 이형제(mold release)와,
분배 채널과,
매체 공급 장치와,
배기 채널 또는 리턴 채널과,
강제-끼워맞춤(force-fitting) 또는 형태-끼워맞춤(form-fitting) 방식으로 피스톤에 연결되고 사출 노즐에 삽입되는 적어도 하나의 차단 니들과,
니들을 개방하기 위한 적어도 하나의 밸브, 및
니들을 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 밸브를 포함하는 장치에 의해 달성되고,
여기서,
니들을 개방하기 위한 밸브와 니들을 폐쇄하기 위한 밸브는 차단 니들에 바로 인접하게 배치되고, 및
니들을 개방하기 위한 밸브 및 니들을 폐쇄하기 위한 밸브를 위한 제어 장치가 구비된다.
본 발명은 차단 밸브 니들 바로 앞에(액추에이터 바로 앞에) 배치된 소형 밸브에 의해 니들 차단 시스템을 작동시키는 단계를 포함한다. 짧은 작동 경로는 액추에이터의 응답을 최소화한다. 또한, 기존의 기계식 스로틀 시스템에 비해 필요한 공간이 작아지고 노즐 거리를 최소화할 수 있다.
예를 들어, 밸브는 3/2 또는 5/2 방향 밸브일 수 있으며, 여기서 숫자는 "포트/위치"를 나타낸다(예를 들어, "3/2 방향 밸브"는 3 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 밸브를 의미하고; 포트는 예를 들어 공급 채널, 작동 채널, 및 배기 채널 또는 리턴 채널일 수 있으며; 위치는 예를 들어 "개방" 또는 "폐쇄" 위치일 수 있다).
계단식 니들 차단 시스템이 시판되고 있다. 그러나, 밸브는 액추에이터에서 멀리 떨어져(사출 성형 둘의 외부에) 배치된다. 피스톤에 작동 덕트를 제공하기 위해 필요한 크로스 보어(cross bore)는 개별 니들의 수를 제한한다. 보어는 노동 집약적이다. 또한, 공구 외부에는 많은 수의 매체 덕트가 필요하다. 이러한 공구의 유지보수와 피팅은 복잡하고 오류가 발생하기 쉽다.
외부 밸브를 구비하는 계단식 니들 차단 시스템에 비해, 다음과 같은 이점이 달성된다:
- 제어 채널용 크로스 보어가 필요하지 않기 때문에 최소 캐비티 간격이 가능하다;
- 기존 시스템에 간단히 장착될 수 있다;
- 밸브가 플레이트 내에 직접 장착되어 있기 때문에 유지보수가 간단하다.
전기 구동 니들을 구비하거나 개방 행정 한계가 있는 시스템에 비해, 다음과 같은 이점이 달성된다:
- 기계 부품이 적고 유지보수가 적다;
- 캐비티 사이에 필요한 공간이 적고/간격이 최소이다;
- 기계식 스로틀이 공정에 영향을 미치지 않고 더 이상 작동하지 않아도, 작은 사출 중량이 조절 가능하다;
- 기존 공구가 쉽게 장착될 수 있다;
- 공압 또는 유압 시스템의 고출력 밀도를 활용할 수 있다;
- 전기 구동 니들과 달리 과부하가 보호된다;
- 밸브의 가용성이 높고, 유지보수가 필요하지 않다.
제어는 공압 또는 유압 구동 니들 폐쇄를 기반으로 한다. 외부 트리거(니들 폐쇄의 개방)에 의해, 신호가 제어 장치로 전송된다. 제어 장치는 니들 폐쇄 밸브의 수에 따라 개별 소형 밸브의 코일을 작동시키기 위한 전자 출력을 포함한다. 전기 구동 코일은 앵커(anchor)를 움직여서 매체 공급 채널을 기계적으로 개방한다. 소형 밸브는 공구 내에 직접 배치되어, 니들 밀폐 시스템의 공압/유압 피스톤에 가깝게 장착된다. 매체는 압축 공기이거나 액체일 수 있다.
캐비티가 불량한 성형 부품(깨진 금형 인서트(mold insert), 잘못된 치수 등)을 생산하거나, 마찰 증가로 인해 캐비티의 니들 폐쇄가 너무 느리게 작동하면, 조절기를 통해 꺼질 수 있다. 이 경우, 니들은 영구히 폐쇄되고, 재료는 캐비티에 사출되지 않는다.
공압 또는 유압 구동 니들 폐쇄 피스톤은 시스템-의존 반응 시간 내에 개방된다. 이 시간은 일반적으로 항상 동일하다. 시스템의 씰 마모 또는 누출로 인해(또는 기계적 문제로 인해) 기계 시스템의 마찰이 증가하거나 감소하면, 생산 과정에서 개방 시간이 증가하거나 때로는 감소할 수도 있다(예를 들어, 공기압 또는 유압이 상승한 경우).
또 다른 실시형태는,
각각 제품을 성형하기 위한 적어도 두 개의 캐비티와,
재료를 각각의 캐비티 내로 사출하는 적어도 두 개의 사출 노즐과,
금형 이형제와,
분배 채널과,
매체 공급 장치와,
배기 채널 또는 리턴 채널과,
강제-끼워맞춤 또는 형태-끼워맞춤 방식으로 피스톤에 연결되고 각각의 사출 노즐에 삽입되는 적어도 두 개의 차단 니들과,
각각의 니들을 개방하기 위한 적어도 두 개의 밸브, 및
각각의 니들을 폐쇄하기 위한 적어도 두 개의 밸브를 포함하는 장치를 제공하고,
여기서,
각각의 니들을 개방하기 위한 밸브와 각각의 니들을 폐쇄하기 위한 밸브는 각각의 차단 니들에 바로 인접하게 배치되고, 및
각각의 니들을 개방하기 위한 밸브 및 각각의 니들을 폐쇄하기 위한 밸브를 위한 제어 장치가 구비된다.
이러한 장치는 여러 부품의 동시 생산을 가능하게 한다.
일 실시형태에서, 장치는 피스톤 또는 차단 니들의 이동 범위 내에 배치된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 장치는 피스톤 또는 차단 니들의 이동 범위 내에 배치된 적어도 두 개의 센서를 포함할 수 있다.
이들 센서는 니들의 "개방" 위치와 "폐쇄" 위치를 검출한다. 각각의 니들 폐쇄 시스템의 개방 시간을 측정함으로써, 각각의 개방 시간이 측정될 수 있고, 상이한 개방 시간이 액추에이터에 의해 보상될 수 있다. 이에 따라 예방 유지보수를 평가할 수 있다. 오류가 발생하는 경우, 액추에이터가 더 이상 개방하지 않으면, 경고가 발령될 수 있다. "폐쇄" 위치를 모니터링할 때, 오류 기능이 검출될 수 있다. "개방"에 대해서도 동일한 런타임 모니터링이 폐쇄를 위해 사용될 수 있다. 피스톤의 "개방" 위치는 센서 기술에 의해 결정된다. 가능한 센서 유형은, 예를 들어, 기계적 스위치 접점, 유도성 또는 용량성 센서(피스톤 또는 액추에이터의 재료에 따라 다름), 또는 홀 효과 센서(Hall effect sensor)가 있다. 그 밖의 센서 유형, 예를 들어, 광 센서도 가능하다. 밸브의 작동 시간과 센서의 응답 사이의 시간 지연을 계산함으로써, 개방 시상수(opening time constant)를 계산할 수 있다. 이 상수를 사용하여 상이한 개방 시간을 보상할 수 있다. 생산 과정에서 개방 시간이 길어지거나 짧아지더라도, 이 시간은 조절에 의해 수정되고, 니들 폐쇄는 변하지 않은 스로틀로 작동 상태를 유지한다. 또한, 니들 폐쇄 시스템의 유지보수 상태는 이 시상수를 기반으로 결정될 수 있다. "개방" 위치를 측정하는 센서와 "폐쇄" 위치를 측정하는 센서가 존재하는 경우, 니들이 "개방" 위치와 "폐쇄" 위치 사이의 중간에 갇혀 있는지 여부가 또한 검출될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 장치는 캐비티에 연결된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 장치는 각각의 캐비티에 연결된 적어도 두 개의 센서를 포함할 수 있다. 이들 센서는 캐비티 내의 사출량을 결정할 수 있게 한다. 결정된 사출량이 계산된 값과 일치하지 않는 경우, 사출량은 센서 데이터를 기반으로 조정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 장치는 분배 채널 내의 사출 노즐의 전방에 배치된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 장치는 분배 채널 내의 각각의 사출 노즐의 전방에 배치된 적어도 두 개의 센서를 포함할 수 있다. 이들 센서는 사출 노즐에서 사출량을 측정할 수 있게 한다. 결정된 사출량이 계산된 값과 일치하지 않는 경우, 사출량은 센서 데이터를 기반으로 조정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 피스톤 또는 차단 니들의 이동 범위 내에 배치된 센서는 용량성 센서, 유도성 센서, 홀 효과 센서, 자기 센서, 또는 스위칭 접점이다. 이러한 센서는 차단 니들의 위치를 결정하는데 완벽하게 적합하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 각각의 캐비티에 연결된 센서는 압력 변환기 또는 온도 센서일 수 있다. 이에 따라 캐비티 내의 압력을 측정할 수 있고, 따라서 사출량을 제어할 수 있다. 그러나, 센서는 또한 저온 사출된 질량을 검출하는 온도 센서일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 분배 채널 내의 각각의 사출 노즐의 전방에 배치된 센서는 압력 변환기일 수 있다. 압력을 측정하면, 사출량과 이의 조절에 관한 결론을 도출할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 장치는 분배 채널의 입구에 센서, 바람직하게는, 압력 변환기를 포함할 수 있다. 이에 따라 장치 내부로의 입구 압력을 측정할 수 있다. 분배 채널의 압력은 스로틀 설정을 최적화하기 위해 사용될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 사출 성형 부품을 생산하기 위한 상기한 바와 같은 장치의 용도에 관한 것이다. 이러한 장치는 제조 공정을 정확하게 제어할 수 있기 때문에 공차와 변형이 최소화된 균일한 부품의 생산을 가능하게 한다.
본 발명은 니들 차단 시스템의 개별 캐비티의 충전 레벨을 변화시킬 수 있는 간단한 시스템을 제공하는 점에서 유익하다. 이는 기존 시스템에 쉽게 장착될 수 있으며, 개별 캐비티 사이의 거리는 최소로 줄이고 조정 시스템에 의해 증가되지 않는 장점이 있다.
도 1은 두 개의 캐비티를 갖는 본 발명의 실시형태를 도시한다.
실시예
실시예 1: 적어도 하나의 캐비티(1a)를 구비한 장치.
사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치는 다음과 같이 구성되고, 장치는,
각각의 제품을 성형하기 위한 적어도 하나의 캐비티(1a)와,
재료를 캐비티(1a) 내로 사출하는 적어도 하나의 사출 노즐(3a)과,
금형 이형제(4)와,
분배 채널(10)과,
매체 공급 장치(11)와,
배기 채널 또는 리턴 채널(12)과,
강제-끼워맞춤 또는 형태-끼워맞춤 방식으로 피스톤에 연결되고 사출 노즐(3a)에 삽입되는 적어도 하나의 차단 니들(6a)과,
니들(6a)을 개방하기 위한 적어도 하나의 밸브(7a), 및
니들(6a)을 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 밸브(8a)를 포함하고,
여기서,
밸브(7a)와 밸브(8a)는 차단 니들(6a)에 바로 인접하게 배치되고, 및
밸브(7a)와 밸브(8a)를 위한 제어 장치가 구비된다.
니들 차단 시스템의 작동은 차단 밸브 니들(6a) 바로 앞에(액추에이터 바로 앞에) 배치된 소형 밸브(7a, 8a)에 의해 이루어진다. 짧은 작동 경로는 액추에이터의 응답을 최소화한다. 또한, 기존 기계식 스로틀 시스템에 비해 필요한 공간이 작아지고 노즐 거리를 최소화할 수 있다.
외부 밸브를 구비하는 계단식 니들 차단 시스템에 비해 다음과 같은 이점이 달성된다:
- 제어 채널용 크로스 보어가 필요하지 않기 때문에 최소 캐비티 간격이 가능하다;
- 기존 시스템에 간단히 장착될 수 있다;
- 밸브가 플레이트 내에 직접 장착되어 있기 때문에 유지보수가 간단하다.
전기 구동 니들을 구비하거나 개방 행정 한계가 있는 시스템에 비해 다음과 같은 이점이 달성된다:
- 기계 부품이 적고 유지보수가 적다;
- 캐비티에서 캐비티까지 필요한 공간이 적고/간격이 최소이다;
- 기계식 스로틀이 공정에 영향을 미치지 않고 더 이상 작동하지 않아도, 작은 사출 중량이 조절 가능하다;
- 기존 공구가 쉽게 장착될 수 있다;
- 공압 또는 유압 시스템의 고출력 밀도를 활용할 수 있다;
- 전기 구동 니들과 달리 과부하가 보호된다;
- 밸브의 가용성이 높고, 유지보수가 필요하지 않다.
니들(6a)은 공압 또는 유압으로 개폐될 수 있다. 외부 트리거(니들 폐쇄의 개방)에 의해, 신호가 제어 장치로 전송된다. 제어 장치는 니들 폐쇄 밸브의 수에 따라 개별 소형 밸브(7a, 8a)의 코일을 작동시키기 위한 전자 출력을 포함한다. 전기 구동 코일은 앵커(anchor)를 움직여서 매체 공급 채널(11)을 기계적으로 개방한다. 소형 밸브(7a, 8a)는 공구 내에 직접 배치되어, 니들 밀폐 시스템의 공압/유압 피스톤에 가깝게 장착된다. 매체는 압축 공기이거나 액체일 수 있다.
차단 니들(6a)과 피스톤 사이의 강제-끼워맞춤 또는 형태-끼워맞춤 연결은 니들이 작동을 멈출 때 니들의 교환을 가능하게 한다.
캐비티(1a)가 불량한 성형 부품(깨진 금형 인서트, 잘못된 치수 등)을 생산하거나, 마찰 증가로 인해 캐비티(1a)의 니들 폐쇄가 너무 느리게 작동하면, 조절기를 통해 꺼질 수 있다. 이 경우, 니들(6a)은 영구히 폐쇄되고, 재료는 캐비티에 사출되지 않는다.
공압 또는 유압 구동 니들 폐쇄 피스톤은 시스템-의존 반응 시간 내에 개방된다. 이 시간은 일반적으로 항상 동일하다. 시스템의 씰 마모 또는 누출로 인해(또는 기계적 문제로 인해) 기계 시스템의 마찰이 증가하거나 감소하면, 생산 과정에서 개방 시간이 증가하거나 때로는 감소할 수도 있다(예를 들어, 공기압 또는 유압이 상승한 경우).
예를 들어, 밸브(7a, 8a)는 3/2 또는 5/2 방향 밸브일 수 있으며, 여기서 숫자는 "포트/위치"를 나타낸다(예를 들어, "3/2 방향 밸브"는 3 개의 포트와 2 개의 위치를 갖는 밸브를 의미하고; 포트는 예를 들어 공급 채널, 작동 채널, 및 배기 채널 또는 리턴 채널일 수 있으며; 위치는 예를 들어 "개방" 또는 "폐쇄" 위치일 수 있다). 공급 채널을 통해 매체, 예를 들어, 압축 공기 또는 액체가 피스톤을 폐쇄하기 위해 공급된다. 배기 채널 또는 리턴 채널을 통해 매체, 예를 들어, 압축 공기 또는 액체는 개방 중에 다시 배출된다.
실시예 2: 피스톤 또는 차단 니들(6a)의 이동 범위 내에 배치되는 적어도 하나의 센서(13a, 14a)를 포함하는, 적어도 하나의 캐비티(1a)를 구비한 장치.
실시예 1에 기술된 장치를 기반으로, 이 장치는 피스톤 또는 차단 니들(6a)의 이동 범위 내에 배치된 적어도 하나의 센서(13a, 14a)를 포함할 수 있다.
이들 센서(13a, 14a)는 니들(6a)의 "개방" 및 "폐쇄" 위치를 검출한다. 각각의 니들 폐쇄 시스템의 개방 시간을 측정함으로써, 각각의 개방 시간이 측정될 수 있고, 상이한 개방 시간이 액추에이터에 의해 보상될 수 있다. 이에 따라 예방 유지보수를 평가할 수 있다. 오류가 발생하는 경우, 액추에이터가 더 이상 개방하지 않으면, 경고가 발령될 수 있다. "폐쇄" 위치를 모니터링할 때, 오류 기능이 검출될 수 있다. "개방"에 대해서도 동일한 런타임 모니터링이 폐쇄를 위해 사용될 수 있다. 피스톤의 "개방" 위치는 센서 기술에 의해 결정된다. 가능한 센서 유형은, 예를 들어, 기계적 스위치 접점, 유도성 또는 용량성 센서(피스톤 또는 액추에이터의 재료에 따라 다름), 자기 센서, 또는 홀 효과 센서가 있다. 그 밖의 센서 유형, 예를 들어, 광 센서도 가능하다. 밸브(7a, 8a)의 작동 시간과 센서(13a, 14a)의 응답 사이의 시간 지연을 계산함으로써, 개방 시상수를 계산할 수 있다. 이 상수를 사용하여 상이한 개방 시간을 보상할 수 있다. 생산 과정에서 개방 시간이 길어지거나 짧아지더라도, 이 시간은 조절에 의해 수정되고, 니들 폐쇄는 변하지 않은 스로틀로 작동 상태를 유지한다. 또한, 니들 폐쇄 시스템의 유지보수 상태는 이 시상수로 인해 결정될 수 있다. "개방" 위치를 측정하는 센서(13a)와 "폐쇄" 위치를 측정하는 센서(14a)가 존재하는 경우, 니들이 "개방" 위치와 "폐쇄" 위치 사이의 중간에 갇혀 있는지 여부가 또한 검출될 수 있다. 장치는 단 하나의 센서(13a) 또는 단 하나의 센서(14a) 또는 두 개의 센서(13a, 14a) 모두를 구비할 수 있다.
실시예 3: 캐비티(1a)에 연결된 적어도 하나의 센서(2a)를 포함하는, 적어도 하나의 캐비티(1a)를 구비한 장치
실시예 1 또는 실시예 2에 기술된 장치를 기반으로, 이 장치는 캐비티(1a)에 연결된 적어도 하나의 센서(2a)를 포함할 수 있다.
이 센서(2a)는 캐비티(1a) 내의 사출량을 결정할 수 있다. 결정된 사출량이 계산된 값과 일치하지 않는 경우, 사출량은 센서 데이터를 기반으로 조정될 수 있다. 센서(2a)는 압력 변환기 또는 온도 센서일 수 있다. 이에 따라 캐비티(1a) 내의 압력을 측정할 수 있고, 따라서 사출량을 제어할 수 있다. 그러나, 센서(2a)는 또한 저온 사출된 질량을 검출하는 온도 센서일 수 있다.
실시예 4: 분배 채널(10) 내의 사출 노즐(3a)의 전방에 배치된 적어도 하나의 센서(5a)를 포함하는, 적어도 하나의 캐비티(1a)를 구비한 장치.
실시예 1 또는 실시예 2 또는 실시예 3에 기술된 장치를 기반으로, 이 장치는 분배 채널(10)의 사출 노즐(3a)의 전방에 배치된 적어도 하나의 센서(5a)를 포함할 수 있다. 이 센서(5a)는 사출 노즐(3a) 전방의 압력을 측정할 수 있게 한다. 계산된 값과 일치하지 않는 경우, 사출량은 센서 데이터를 기반으로 조정될 수 있다. 센서(5a)는 압력 변환기일 수 있다. 사출 노즐 전방의 압력은 스로틀 설정을 최적화하기 위해 사용될 수 있다.
실시예 5: 분배 채널(10)의 입구에 센서(9)를 포함하는, 적어도 하나의 캐비티(1a)를 구비한 장치.
실시예 1 또는 실시예 2 또는 실시예 3 또는 실시예 4에 기술된 장치를 기반으로, 이 장치는 분배 채널(10)의 입구에 센서(9)를 포함할 수 있다. 이에 따라 장치 내부로의 입구 압력을 측정할 수 있다. 센서(9)는 압력 변환기일 수 있다. 이에 따라 분배 채널(10) 내의 압력을 측정할 수 있다. 분배 채널(10) 내의 압력은 스로틀 설정을 최적화하기 위해 사용될 수 있다.
실시예 6: 외부 저울(balance)을 갖는 적어도 하나의 캐비티(1a)를 구비한 장치.
상기 실시예 중 하나에 기술된 장치를 기반으로, 외부 저울이 존재할 수 있다. 배출된 부품의 무게를 계량하고 기준값과 비교한다. 제어 장치는 밸브(7a, 8a)에 명령을 발령하여 기준값을 달성하도록 개방 시간을 조정한다.
실시예 7: 적어도 두 개의 캐비티(1a, 1b)를 구비한 장치.
상기 실시예 중 하나에 기술된 장치를 기반으로, 적어도 중복하여 존재하는 다른 모든 요소, 즉 차단 니들(6a, 6b), 사출 노즐(3a, 3b), 밸브(7a, 7b), 밸브(8a, 8b), 센서(13a, 13b), 센서(14a, 14b), 센서(2a, 2b), 센서(5a, 5b)와 함께, 적어도 두 개의 캐비티(1a, 1b)가 또한 존재할 수 있다. 각각의 요소는 또한 3 개, 4 개, 5 개 또는 그 이상 존재할 수 있다. 중복이 많을수록, 더 많은 부품이 동시에 생산될 수 있다. 상기 실시예 1 내지 실시예 6에 제시된 특성 및 이점은 적어도 두 개의 캐비티(1a, 1b)를 구비한 장치에도 적용된다.
실시예 8: 사출 성형 부품을 생산하기 위해 실시예 1 내지 실시예 7 중 하나에 따라 기술된 장치의 용도.
실시예 1 내지 실시예 7에 기술된 장치 중 하나가 본 실시예에서 사용된다.
원료는 분배 채널(10)을 통해 사출 노즐(3a)로 도입된다. 밸브(7a)를 개방함으로써, 차단 니들(6a)이 개방되고, 원료가 캐비티(1a) 내로 도입된다. 경화 후 부품이 배출된다. 그리고 나서, 공정이 처음부터 시작된다. 얼마나 많은 캐비티(1a)가 존재하는지에 따라, 하나 이상의 부품이 생산될 수 있다. 선택적인 센서(13a, 14a, 2a, 5a, 9)는 상기한 바와 같이 사출된 원료의 양을 측정할 수 있다. 기준값으로부터의 편차가 검출되면, 이는 차단 니들(6a)의 개방 시간을 조정함으로써 상쇄될 수 있다.
사출 성형 부품의 평가 기준
저충전(underfilling)
- 부품 무게 감소
- 작은 치수, 예를 들어 길이
- 유동점(flowing point)
- 노치(notch)
- 두드러진 표면 없음
- 미충전 전이부(존재하는 경우)
오버 사출(over-injection)
- 부품 상의 리브(rib)
- 부품 무게 증가
- 큰 치수의 부품, 예를 들어 길이
평가 기준의 측정 옵션
- 카메라 시스템을 통해 광학적으로
- 측정 장치, 예를 들어, 저울을 통해 부품 무게 결정
- 기계 사용자가 광학적으로
- 촉각으로
조절 수단에 대한 평가 방법의 연결
- 인터페이스를 통한 완전 자동화
- 사용자가 HMI를 통한 값을 입력하는 반자동(부품을 수동으로 계량하거나 평가한 후 사용자 인터페이스에 직접 입력하면, 최적의 스로틀 설정이 자동으로 계산되고 설정됨)
- 수동으로
인터페이스
- 직렬
- 병렬
- BUS 시스템(예를 들어, ASI, 이더넷, 프로피버스(Profibus )등)
- HMI
제어 회로
- 출력 변수의 피드백을 통한 폐쇄 제어 회로(부품의 충전 레벨)(다음 실시예 참조)
실시예 9: "제어 회로 기능 원리"에 따라 사출 성형 부품을 생산하기 위한 실시예 1 내지 실시예 7 중 하나에 기술된 장치의 용도.
실시예 1 내지 7의 장치 중 하나의 장치 및 실시예 8의 용도를 기반으로, 생산은 "제어 회로 기능 원리"를 따른다. 폐쇄 제어 회로는 니들 폐쇄 스로틀 시스템의 신속한 조정을 가능하게 한다. 생산된 부품은 광학적 또는 물리적 기준에 따라 자동 또는 수동으로 평가되고 노즐 조절을 조정하기 위해 후속 사출 공정에 사용된다. 통합 조절기, 예. 상태 또는 PID 조절기는 몇 사이클 이내에 노즐 설정을 최적화한다. 시운전 시간이 단축되고, 생산된 부품의 완전 자동 평가는 생산 과정에서 일정한 부품 품질을 보장한다.
실시예 10: "폐쇄 제어 회로" 기능 원리에 따라 사출 성형 부품을 생산하기 위한 실시예 1 내지 실시예 7 중 하나에 기술된 장치의 용도.
실시예 1 내지 실시예 7 및 실시예 8 또는 실시예 9의 장치를 기반으로, 생산은 "폐쇄 제어 회로" 기능 원리를 따른다. 성형될 부품이 사출되고, 사출 공정 이후에 평가되는데, 예를 들어, 무게, 크기 및 표시기가 광학적으로 식별된다. 이 정보는 제어 장치로 되돌아가서 이 캐비티의 니들 폐쇄의 "개방" 위치를 늘리거나 줄인다.
추가 옵션은, 열가소성 공구에서 일반적인 것처럼, 캐비티 내의 압력 또는 온도를 측정하는 것에 있다. 이 정보를 통해, 부품이 가득 차면 개별 캐비티 간의 균형을 조정할 수 있다.
또 다른 가능성은 부품을 광학적으로 점검하고 액추에이터의 개방 시간을 변경하는 것에 있다.
실시예 11: "균형" 기능 원리에 따라 사출 성형 부품을 생산하기 위한 실시예 1 내지 실시예 7 중 하나에 기술된 장치의 용도.
실시예 1 내지 실시예 7의 장치 중 하나의 장치 및 실시예 8, 실시예 9 또는 실시예 10의 용도를 기반으로, 생산은 "균형" 기능 원리를 따른다
사출 성형 공구의 분배 시스템의 제조 변동으로 인해, 멀티-캐비티 공구 내의 개별 캐비티가 다른 것보다 빠르게 충전될 수 있다. 그 결과, 개별 부품의 충전 레벨이 같지 않고, 따라서 치수가 너무 작거나 크거나, 또는 결함이 발생한다.
조정 시스템(니들 폐쇄 시스템의 계단식 조정)을 통해, 각각의 캐비티의 충전 레벨이 조정될 수 있다.
해결책: 각각의 단일 성형 부품은 저울에 의해 무게를 계량한다. 각각의 개별 사출 성형 부품에 대해 이렇게 얻어진 무게 정보는 (수동 또는 자동으로) 제어 장치로 전송된다. 제어 장치는 평균 중량을 계산하고 이에 따라 각각의 캐비티의 필요한 지연 시간을 계산한다. 이러한 조정 절차를 여러 번 반복함으로써, 최적의 설정이 달성된다. 저울은 내부 또는 외부에 있을 수 있다.
실시예 12: "총 사출 중량" 기능 원리에 따라 사출 성형 부품을 제조하기 위한 실시예 1 내지 실시예 7 중 하나에 기술된 장치의 용도.
실시예 1 내지 실시예 7의 장치 중 하나의 장치 및 실시예 8, 실시예 9, 실시예 10 또는 실시예 11의 용도를 기반으로, 생산은 "총 사출 중량" 기능 원리를 따른다.
조정 시스템을 통해, 각각의 캐비티의 충전 레벨이 조정될 수 있다. 그러나, 사출 성형기에 의해 사출된 재료의 총량이 결정된다. "스로틀 위치" 또는 개방 시간을 동시에 줄이거나 늘림으로써, 총 사출 중량이 약간만 변경될 수 있다.
해결책: 제어 장치는 얻어진 총 사출 중량을 사출 성형기로 전송하거나, 제어 장치에 저장된 총 사출 중량을 전송하고, 필요한 값을 사출 성형기로 전송한다.
다음 참조 번호는 도면 및 실시예에서 사용된다.
1a: 캐비티
1b: 캐비티
2a: 캐비티(1a) 센서
2b: 캐비티(1b) 센서
3a: 캐비티(1a) 사출 노즐
3b: 캐비티(1b) 사출 노즐
4: 금형 이형제
5a: 캐비티(1a) 분배 채널 센서
5b: 캐비티(1b) 분배 채널 센서
6a: 캐비티(1a) 피스톤 차단 니들
6b: 캐비티(1b) 피스톤 차단 니들
7a: 캐비티(1a) "니들 개방" 밸브
7b: 캐비티(1b) "니들 개방" 밸브
8a: 캐비티(1a) "니들 폐쇄" 밸브
8b: 캐비티(1b) "니들 폐쇄" 밸브
9: 분배 채널 입구 센서
10: 입구 분배 채널
11: 매체 공급 장치
12: 배기 채널 또는 리턴 채널
13a: 폐쇄된 캐비티(1a) 니들 위치 센서
13b: 폐쇄된 캐비티(1b) 니들 위치 센서
14a: 개방된 캐비티(1a) 니들 위치 센서
14b: 개방된 캐비티(1b) 니들 위치 센서

Claims (16)

  1. 사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치로서, 장치는,
    각각의 제품을 성형하기 위한 적어도 하나의 캐비티(1a)와,
    재료를 캐비티(1a) 내로 사출하는 적어도 하나의 사출 노즐(3a)과,
    금형 이형제(4)와,
    분배 채널(10)과,
    매체 공급 장치(11)와,
    배기 채널 또는 리턴 채널(12)과,
    강제-끼워맞춤 또는 형태-끼워맞춤 방식으로 피스톤에 연결되고 사출 노즐(3a)에 삽입되는 적어도 하나의 차단 니들(6a)과,
    니들(6a)을 개방하기 위한 적어도 하나의 밸브(7a), 및
    니들(6a)을 폐쇄하기 위한 적어도 하나의 밸브(8a)를 포함하고,
    밸브(7a)와 밸브(8a)는 차단 니들(6a)에 바로 인접하게 배치되고, 및
    밸브(7a)와 밸브(8a)를 위한 제어 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치.
  2. 사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치로서, 장치는,
    각각 제품을 성형하기 위한 적어도 두 개의 캐비티(1a, 1b)와,
    재료를 각각의 캐비티(1a, 1b) 내로 사출하는 적어도 두 개의 사출 노즐(3a, 3b)과,
    금형 이형제(4)와,
    분배 채널(10)과,
    매체 공급 장치(11)와,
    배기 채널 또는 리턴 채널(12)과,
    강제-끼워맞춤 또는 형태-끼워맞춤 방식으로 피스톤에 연결되고 각각의 사출 노즐(3a, 3b)에 삽입되는 적어도 두 개의 차단 니들(6a, 6b)과,
    각각의 니들(6a, 6b)을 개방하기 위한 적어도 두 개의 밸브(7a, 7b), 및
    각각의 니들(6a, 6b)을 폐쇄하기 위한 적어도 두 개의 밸브(8a, 8b)를 포함하고,
    밸브(7a, 7b)와 밸브(8a, 8b)는 차단 니들(6a, 6b)에 바로 인접하게 배치되고, 및
    밸브(7a, 7b)와 밸브(8a, 8b)를 위한 제어 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법을 사용하여 부품을 생산하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    장치는 피스톤 또는 차단 니들(6a)의 이동 범위 내에 배치된 적어도 하나의 센서(14a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    장치는 피스톤 또는 차단 니들(6a, 6b)의 이동 범위 내에 배치된 적어도 두 개의 센서(14a, 14b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    장치는 피스톤 또는 차단 니들(6a)의 이동 범위 내에 배치된 적어도 하나의 센서(13a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
    장치는 피스톤 또는 차단 니들(6a, 6b)의 이동 범위 내에 배치된 적어도 두 개의 센서(13a, 13b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    장치는 캐비티(1a)에 연결된 적어도 하나의 센서(2a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 2 항, 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,
    장치는 각각의 캐비티(1a, 1b)에 연결된 적어도 두 개의 센서(2a, 2b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항, 제 3 항, 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,
    장치는 분배 채널(10) 내의 사출 노즐(3a)의 전방에 배치된 적어도 하나의 센서(5a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 2 항, 제 4 항, 제 6 항 또는 제 8 항에 있어서,
    장치는 분배 채널(10) 내의 사출 노즐(3a, 3b)의 전방에 배치된 적어도 두 개의 센서(5a, 5b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 3 항 또는 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서(14a, 14b)는 용량성 센서, 유도성 센서, 홀 효과 센서, 자기 센서, 또는 스위칭 접점인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 5 항 또는 제 6 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서(13a, 13b)는 용량성 센서, 유도성 센서, 홀 효과 센서, 자기 센서, 또는 스위칭 접점인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 7 항 또는 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서(2a, 2b)는 압력 변환기 또는 온도 센서인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 9 항 또는 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서(5a, 5b)는 압력 변환기인 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치는 분배 채널(10)의 입구에 센서(9), 바람직하게는, 압력 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 사출 성형 부품을 생산하기 위한 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 장치의 용도.
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