KR20210078509A

KR20210078509A - 특히 개선된 일정한 금형 충전에 대한 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법, 및 방법을 실행하기 위한 사출 성형기

Info

Publication number: KR20210078509A
Application number: KR1020217014090A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 모저; 니콜리나 토픽; 지나 그레거
Original assignee: 크라우스마파이 테크놀로지스 게엠베하
Priority date: 2018-10-23
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-06-28
Also published as: US11883986B2; MX2021004264A; PL3870422T3; CN112888544A; ES2947447T3; DE102018126313A1; EP3870422B1; US20210387392A1; WO2020083611A1; EP3870422A1; CN112888544B

Abstract

본 발명은 사출 성형 기계의 작동 방법에 관한 것으로, a) 현재 사출 성형 주기에서, 학습 단계에서 학습되는 허용된-부품 기준 사출 성형 주기 후에: 현재 화합물 압력(p_masse,act)을 측정함으로써 현재 사출 성형 주기의 사출 단계의 적어도 일부 동안 허용된-부품 기준 화합물 압력(p_masse,ref)에 대해 화합물 압력 변경(k₁)을 검출하는 단계 및 허용된-부품 기준 화합물 압력(p_masse,ref)과 현재 화합물 압력(p_masse,act)을 비교하는 단계, b) 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계를 위한 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 결정하는 단계 ─ 이러한 목적을 위해, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))은 적어도 단계 a)에서 검출된 화합물 압력 변경(k1)에 따라 조절됨 ─ ; c) 현재 사출 성형 주기의 실제 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,act(t))이 허용된-부품 기준 주기와 비교하여 변하지 않는 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))보다 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 따라 적어도 더 가깝게 이어지는 방식으로 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,act}(t))을 이동시키는 단계를 포함한다.

Description

특히 개선된 일정한 금형 충전에 대한 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법, 및 방법을 실행하기 위한 사출 성형기

본 발명은, 특히 제1 항의 전제부에 따른 개선된 금형 충전에 대한 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법 및 본 방법을 실행하기 위한 사출 성형기에 관한 것이다.

종래의 사출 성형기는 특히 용융된 플라스틱 화합물이 도입되는 사출 금형을 포함한다. 구성요소를 위한 성형 공동들을 형성하는 하나 이상의 공동들은 사출 금형에 위치된다. 금형은 또한, 용융된 플라스틱 화합물이 공동(공동들)로 진입하는 분배 시스템을 포함한다. 사출 성형기는 일반적으로 가열식 실린더(heated cylinder)를 포함하며, 이 가열식 실린더에 의해, 사출 성형 화합물이 용융되고 그리고 사출 금형에 사출된다. 사출 성형 화합물을 전진시키기 위한 스크류는 실린더에 위치된다. 종래의 사출 성형기는 적어도 하나의 완전 조정식 드라이브(fully regulated drive)를 더 포함하며, 완전 조정식 드라이브에 의해, 특히, 실린더 내부의 액화된 사출 성형 화합물의 압력(화합물 압력)은 조절될 수 있다. 종래의 사출 성형 시스템들에서 사출 성형 프로세스를 감시하기 위해, 압력 센서들은 또한 금형에 부분적으로 제공되며, 이 센서들은 공동 내부의 액체 또는 고형화 사출 성형 화합물의 국부적인 압력(이후에 금형 내부 압력으로 지정됨)을 측정한다.

사출 성형기의 작동 주기는 실질적으로 2개의 단계들 ─ 사출 성형 화합물이 공동 내로 사출되는 사출 단계 및 금형에서의 공동이 사출 성형 화합물로 이미 완전히 충전된 후속적인 압력 유지 단계(이 단계에서, 그러나 소위 압력 유지은 화합물을 압축시키고 그리고 수축을 보상하기 위해 기계 측에 의해 사출 성형 화합물 상에 유지됨) ─ 로 분할된다.

각각의 사출 금형에 대해, 사출 성형 주기에 걸친, 즉, 사출 단계 및 압력 유지 단계에 걸친 금형 내부 압력 곡선의 “이상적인” 형태가 존재하며, 이 형태는 개별적으로 상세히 상이하다. 이러한 이상적인 금형 내부 압력 곡선은 프로세스 최적화의 과정에서 기준 곡선으로서 빈번하게 결정된다. 연속 제조에서의 금형 내부 압력의 실제 프로파일은, 실린더 내부 압력(화합물 압력)의 설정이 동일한 경우 플라스틱 화합물의 유동 거동에 상당히 의존한다. 유동 거동은 특히, 사출 성형 화합물의 화학적 조성, 전단 입력, 및 화합물의 온도에 의해 결국 결정된다. 연속 제조에서, 실린더 내부 압력(화합물 압력) 및 압력 유지 단계에서의 전환 포지션의 조절은 일반적으로 금형 내부 압력이 대략적으로 기준 곡선에서 이어지는 방식으로 수동으로 설정된다. 이로부터의 보다 큰 편차들은 거부되어야 하는 불량 부품들을 초래한다.

금형 충전에 영향을 주는 재료-유도된 방해 변수들은, 예를 들어, 배치(batch), 재생원료(recyclate) 및 건조 정도에 대한 변동들이다. 더욱이, 주변 및 프로세스-측 방해 효과들이 발생할 수 있으며, 이는, 예를 들어, 금형 온도 제어, 실린더 가열, 및 주변 온도, 공기 습도 및 또한 역류 밸브의 변동하는 폐쇄 거동의 변동들일 수 있다. 이러한 모든 효과들은, 공동의 충전에 결국 영향을 주는 용융물의 점도 변화를 유발시킨다.

예를 들어, 재시작 프로세스들은, 기계 정지 시간 동안 에너지가 실린더 가열로 인해 플라스틱 화합물 내로 여전히 도입되기 때문에, 점도의 감소가 발생시킨다.

점도 변화는, 화합물 또는 금형 내부 압력의 변화를 유발시킨다. 도 2는 비교를 위해 동일한 프로세스 설정들을 갖는 상이한 MFI(melt flow index) 값들을 가지는 폴리프로필렌을 사용하는 2개의 주기들을 도시하며, 여기서 저점도 재료(MFI 11)는 보다 낮은 화합물 압력 또는 보다 높은 또는 보다 신속하게 증가하는 금형 내부 압력을 초래한다. 이는, 예를 들어, 고점도 화합물(MFI 6)의 경우에, 이러한 재료가 저점도 재료(예컨대, MFI 11)의 프로세스 매개변수들로 처리될 때 공동의 언더필링(underfilling)을 초래하는 공동의 상이한 충전 거동을 표시한다.

전환점에서 용융된 플라스틱 화합물에 대한 다른 압력을 가하는 것은 공동의 상이한 충전에 대해 중요하다. 일정한 전환 포지션 및 동일한 사출 속도에도 불구하고, 화합물은 고압에서 보다 강하게 압축되며, 그 결과 보다 높은 밀도가 획득된다. 이에 따라, 보다 적은 용융물 체적이 공동 내로 사출된다. 재료에서의 유동 거동의 변동들로 인한 공동의 불균일 충전을 보상하기 위한 다양한 해결 접근법들이 존재한다.

한편으로, 기계 측 상에 설치된 센서 시스템들에 의해 공동 충전을 조정하는 개념이 존재한다. 이러한 경우에, 결정된 프로세스 매개변수들은, 점도 변화들과 관계없이 일정한 공동 충전이 보장되도록 제어 변수들을 사용하여 조절된다. 제어 변수들은 기계 신호들(예컨대, 화합물 압력)에 기초하고 그리고 일반적으로 하나 이상의 허용된-부품 주기들에 대해 참조된다.

공동 충전의 감시에 대한 대안적인 해결 접근법은, 금형 측에 설치되는 센서 시스템들의 사용이다(금형 내부 압력, 금형 벽 온도). 조정 개념에 따라, 프로세스 매개변수는 일정한 공동 충전이 달성되도록, 사출 성형 프로세스에 적응되는 사출 성형기에 공급된다.

다음 내용은, 동요하게 하는 영향들에 의해 유발되는 프로세스 변동들에 대한 보상을 위한 기계-측 가능성들을 위한 종래 기술로부터 공지되어 있다.

1) DE 10 2015 117 237 B3:

본 문헌은 사출-성형 프로세스 동안 사출-성형가능한 화합물의 실제 체적(V_r)을 결정하기 위한 방법에 관한 것이며, 사출-성형가능한 화합물은 금형의 적어도 하나의 공동 내로 도입되고 그리고 다음의 단계들:

a) 적어도 사출 프로세스의 충전 단계 동안 프로세스 변수들로부터 이론적인 체적(V_t)을 결정하는 단계,

b) 적어도 하나의 화합물 압력(p_M)을 위한 적어도 하나의 값을 결정하고 그리고/또는 측정하는 단계,

c) p_M 값에 대응하는 사출-성형가능한 질량체의 재료-특정 압축(k(p))을 선택하는 단계,

d) 압축(k(p))을 고려하여 실제 체적(V_r)을 계산하는 단계를 포함한다. V_r은 전환 포지션 및 압력 유지 레벨을 조절함으로써 여기서 일정하게 유지된다.

압력 유지의 종료시에 도입되는 용융물 체적은 일정하게 유지된다. 이를 달성하기 위해, 압력 유지의 레벨이 조절된다. 예를 들어, 압력 유지의 종료의 일정한 용융물 체적은 "금형 또는 용융물 온도의 변동” 또는 또한 "용융물의 온도-의존 수축 거동"의 효과들을 보상할 수 없다.

2) DE 10 2013 111 257 B3:

본 문헌은 금형-부품 체적 등가가 학습 단계 및 제조 단계에서 결정되는 금형의 금형 공동에 대한 체적적으로 정확한 충전을 위한 방법에 관한 것이며, 제조 사출 성형 주기들은, 학습 단계에서 결정되는 성형된-부품 체적 등가가 또한 제조 사출 성형 주기에서 충족되는 방식으로 영향을 받는다. 조절은, 전환 포지션 및 압력 유지 레벨의 영향에 의해 이루어진다.

동요하게 하는 영향들에 의해 유발되는 프로세스 변동들을 보상하기 위한 금형-측 가능성들에 대해, 다음 내용이 종래 기술로부터 공지되어 있다:

1) DE 10 2013 111 257 B3:

이로부터, 압력 유지 레벨은 사출 프로세스에서 측정되는 점도에 따라 보정 상수에 의해 계산되는 것이 공지되어 있다. 이러한 프로세스는 제어를 수반하기 때문에, 압력 유지은 정확한 방향으로 특히 조절될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 비록 둘 모두의 효과들이 수축 또는 냉각 거동에 대한 효과들을 가지지만, 용융물 온도의 변동들 또는 금형 온도의 변화들은 보상되지 않는다.

2) DE 2 358 911 A:

유동 선단(flow front)의 속도와 용융물 온도는 사출 금형에서의 화합물 압력 및 온도 센서들에 의해 결정되어서, 사출 압력 및/또는 사출 속도는 측정된 값 센서의 측정된 값들에 따라 제어된다.

3) DE 35 24 310 C1:

플라스틱 성형 화합물들의 조정되는 사출 성형을 위한 방법이 설명된다. 여기서, (금형 내부 압력으로부터 계산되는) 사출 작업은 사출 성형 프로세스를 제어하는데 사용된다. 스크류 경로의 종료 값 및 압력 유지 프로파일(레벨 및 시간)이 저장되고 그리고 조절 인자에 대해 사용된다.

그러나, 사출 작업에 의한 프로세스 제어는, 사출 프로세스의 예열 단계에서 불규칙성들에 의해 매우 강하게 특성화되는 단점을 갖는다.

4) DE 10 2005 032 367 A1:

센서에 도달하기 위해 공동의 플라스틱 용융물에 의해 요구되는 시간이 감시되는 접근법이 추구된다. 이러한 목적을 위해, 온도 및 압력 센서들은 금형에 사용된다. 시간의 변경들의 경우에, 용융물의 점도가 (예컨대, 온도의 변경에 의해) 변경된다.

5) EP 2 583 811 A1:

EP 2 583 811 A1은 사출 체적을 조정하기 위해 사출 프로세스를 위한 프로세스 조정의 접근법을 추구한다. 속도 프로파일 및 전환점은 플라스틱 용융물의 점도 및/또는 도입된 체적의 변경의 경우에 사출 단계 동안 변경된다. 본 방법은, 기준 곡선과의 금형 내부 압력 센서의 사출 압력 곡선의 비교에 기초한다.

전술된 해결책은 동일한 주기에서 제어 또는 조정에 접근한다. 이후에, 조정 개입이 더 이상 현재 주기에서 이루어지지 않지만, 다음의 주기에서 이루어지는 적응형 조정을 갖는 해결 접근법들이 이어진다.

6) DE 10 2007 061 775 A1:

압력 유지 단계에서의 금형 내부 압력의 시간 거동이 측정된다. 시간 거동이 비교 값으로부터 벗어난다면, 후속하는 사출 성형 실행을 위해 조절된 압력 유지이 뒤따른다.

사출 성형 주기(Z⁽ⁱ⁾)의 압력 유지 단계(P_N) 동안, 금형 내부 압력(p_w)의 시간 거동이 측정되는 사출 성형 프로세스가 특정되며, 여기서 적어도 하나의 논-타임-의존적(non-time-dependent) 특성(p_a; p_max; t_max; m, t₁, t₂)은 금형 내부 압력(p_w)의 기록된 거동으로부터 결정되며, 여기서 그 또는 각각의 특성(p_a; p_max; t_max; m, t₁, t₂)은 저장된 특성 목표 값(p_a,0)과 비교되며, 그리고 여기서 후속적인 사출 성형 주기(Z⁽ⁱ⁺¹⁾)에 대한 조절된 압력 유지 값(p_N)은 비교의 결과에 의해 자동으로 결정된다. 관련된 사출 성형 시스템은 특히, 금형 내부 압력(p_w)을 기록하기 위한 내부 압력 센서뿐만 아니라 본 방법을 실행하도록 구성되는 압력 유지 조정기가 제공되는 사출 금형을 포함한다.

따라서, 압력 유지 단계에서 최대 금형 내부 압력을 결정하고 그리고 후속 주기들에서 최대 금형 내부 압력을 기준 값으로 특정하는 방법이 DE 10 2007 061 775 A1으로부터 공지된다. 이러한 금형 내부 압력은 압력 유지 레벌의 조절에 의해 다시 달성되어야 한다. 이러한 방법은 임의의 점도 변화 및 금형 측 방해 변수들을 보상할 수 없다.

7) DE 10 2005 016 618 B3:

사출 단계에서의 압력, 온도, 및 점도 사이의 관계가 결정되며, 압력 곡선은 측정되며 그리고 이에 대한 온도 곡선이 수학적으로 결정된다. 이후에 측정된 압력 차이에 비례하는 정체 압력 및/또는 속도의 변경이 이어진다.

8) EP 897 786 A2:

안내 변수는 금형 내부 압력의 측정에 의해 (유동 방향으로 가로지르는 직경이 최대인 지점에서) 유도되며, 그리고 재조절이 요구되는지의 여부가 평가된다. 수개의 연속 주기들에서 편차가 발생한다면, 가장 크게 벗어나는 매개변수가 재조절된다. 전환점은 내부 압력 곡선 프로파일에서 자동으로 결정된다. 이러한 경우에, 금형 내부 압력 곡선은 적어도 시일 지점(seal point)까지 기준 곡선과 비교되며 그리고 사출 속도들의 변경은 현재 및 기준 곡선의 적분들의 지수들에 의해 수행된다.

본 발명의 목적은, 금형 충전에 대해 추가적으로 최적화되고 그리고 종래 기술의 단점들을 감소시키거나 심지어 회피하는 사출 성형기를 작동시키는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 본 방법을 실행하기 위한 사출 성형기를 제공하는 것이다.

특히, 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법은 제공되어야 한다. 성형된 부품 체적/공동 충전에 대해, 재료 변동들의 영향 및/또는 사용되는 재료에 대한 영향을 가지는 주변 조건들이 가능한 한 자동화된 방식으로 보상될 수 있으며 그리고 불량품들의 비율이 감소될 수 있다. 특히, 본 방법은, 사출 성형 화합물의 점도 변경들 및/또는 예를 들어, 냉각 용량의 부분적인 고장 또는 저하와 같은 금형 측 방해 변수들을 보상해야 한다.

따라서, 전반적으로 사출 성형 프로세스의 품질과 신뢰성이 개선되어야 하며 그리고 허용된 부품들의 수율이 증가되어야 한다.

더욱이, 본 발명의 목적은 본 방법을 실행하기 위한 사출 성형기를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 제1 항에 따른 본 발명에 따른 방법 및 제18 항에 따른 사출 성형기로 달성된다. 유리한 실시예들은 종속항들에서 특정된다.

목적(들)을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 사출 성형기를 작동시키기 위한 방법이 제안되며, 다음 단계들:

a) 현재 사출 성형 주기에서, 학습 단계에서 학습되는 허용된-부품 기준 사출 성형 주기 후에: 현재 화합물 압력(p_masse,act)을 측정함으로써 현재 사출 성형 주기의 사출 단계의 적어도 일부 동안 허용된-부품 기준 화합물 압력(p_masse,ref)에 대해 화합물 압력 변화(k₁)를 검출하는 단계 및 허용된-부품 기준 화합물 압력(p_masse,ref)과 현재 화합물 압력(p_masse,act)을 비교하는 단계,

b) 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계를 위한 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 결정하는 단계 ─ 이러한 목적을 위해, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))은 적어도 단계 a)에서 검출된 화합물 압력 변화(k1)에 따라 조절됨 ─ ;

c) 현재 사출 성형 주기의 실제 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,act(t))이 허용된-부품 기준 주기에 대해 변하지 않는 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))보다 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 따라 적어도 더 가깝게 이어지는 방식으로 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,act}(t))을 이동시키는 단계를 포함한다.

따라서 본 발명에 따르면, 현재 사출 성형 주기의 사출 단계 동안, 예를 들어, 온도 변동들, 수분 변동들 또는 다른 주변 조건들의 변동들에 의해 유발될 수 있는 재료의 점도 변화는, 현재 화합물 압력 또는 화합물 압력 곡선(p_masse,act(t))의 측정 및 대응하는 화합물 압력 또는 화합물 압력 곡선(pmasse,ref(t))에 대한 지식에서 검출된다. 현재 사출 성형 주기의 사출 단계으로부터의 이러한 발견으로, 동일한 사출 성형 주기에서, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))은 알고리즘(algorithm)에 의해 이러한 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계를 위해 결정된다. 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))에 도달하기 위해, 압력 유지 수준(p_{masse,Hld,ref}(t)) 또는 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,ref})이 기준 사출 성형 주기로부터 주입 단계에서 검출되는 화합물 압력 변화(k₁)에 따라 적응된다. 이러한 화합물 압력 변화(k₁)는 바람직하게는, 예를 들어 사출 단계에서 단일 화합물 압력 값들(p_masse,act/p_masse,ref)로부터 결정되고, 특히 바람직하게는 사출 단계의 적어도 일부 동안 화합물 압력 곡선(p_masse,act(t)/p_masse,ref(t))으로부터 또는 대응하는 평균 값들(p_{masse,avg,act}/p_{masse,ref,avg})로부터 결정된다. 전환점 쯤에서의 화합물 압력 변화(k₁) 또는 화합물 압력 곡선의 변화 또는 사출 단계 종료들에서의 평균 값을 결정하기 위한 값들의 획득에 대한 검출 시간 간격은, 이러한 경우에, 선택적으로 변위되는 전환점이 계산될 수 있으며 그리고 전환기 개시될 수 있는 t₁=t_umschalt으로 예상될 전환점 직전에 종료된다. 화합물 압력 변화 또는 화합물 압력 곡선(k₁)의 변화 또는 사출 단계에서 평균 값을 결정하기 위한 값들의 획득에 대한 검출 시간 간격은, 플라스틱 용융물의 사출의 시작(t₀=t_inj,start)과 함께 시작할 수 있거나, 바람직하게는 특히 역류 밸브(RST)를 사용하는 경우에, 역류 밸브의 안전하게 성취되는 폐쇄 후에 시작할 수 있다.

허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 화합물 압력 곡선(p_masse,ref(t))과 현재 사출 성형 주기의 화합물 압력 곡선(p_masse,act(t)) 사이의 비교로부터, 기술 전문가들의 구축된 의견을 벗어나, 변경된 조건들에 대해 적응되는 새로운 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))이 이제 계산되며, 이는 변경된 재료 및/또는 주변 조건들을 고려한다. 이러한 경우에, 주기로부터 주기로 또는 적어도 간격들로 금형 내부 압력의 목표 곡선은 따라서, 다시 매우 의도적으로 판단되는데, 왜냐하면 이 목표 곡선이 본 발명의 과정에서 식별되었기 때문이며, 빈번하게 그렇듯이, 종래 기술의 사출 성형 프로세스의 관리의 목적은 의도적으로 벗어나야 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 종래 기술과 대조적으로, 재료 및/또는 주변 조건들에 따라, 새로운 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))이 각각의 샷(shot)에 대해 필요하다면 계산되며, 이는, 그 후, 가소화 스크류(plasticizing screw) 앞의 공간에서 화합물 압력(p_masse,Hld)인 압력 유지의 대응하는 적응에 의해 가능한 한 도달된다.

바람직한 실시예는 단계 b) 전, 그동안 또는 그 후에, 본 방법은 다음의 단계들을 포함하는 것으로 특성화된다:

b1) 단계 a)에서 검출되는 적어도 화합물 압력 변화(k1)에 따라 현재 사출 성형 주기를 위한 목표 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})을 결정하는 단계; 및

b2) 단계 b)에서 결정되는 목표 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})에 도달할 때 전환하는 단계.

따라서, 현재 사출 성형 주기에 대한 목표 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})은 필요한 경우 샷으로부터 샷으로 다시 계산될 수 있다. 이러한 목표 전환 금형 내부 압력에 도달할 때, 그 후, 전환이 발생해서, 점도를 고려하는 압력 유지 단계로의 전환이 여전히 현재 사출 성형 주기에서 영향을 받는, 본 발명에 따른 효과가 달성된다. 전환 후, 압력 유지 단계가 시작되며, 압력 유지 단계에서, b) 단계에서 결정된 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))이 그 후 적용된다. 이는, 목표 금형 내부 압력 곡선이 달성되도록, 압력 유지 단계가 압력 유지(p_{masse,Hld,act})의 적응에 의해 변경되는 것을 의미한다. 필요하다면, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))으로부터의 편차는, 다음의 사출 성형 주기들에서 압력 유지 단계를 미세 조절에 의해 반복적으로 보상된다. 이는, 개개의 현재 사출 성형 주기에서 개개의 현재 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,act(t))의 감시(측정)에 의해 편리하게 성취된다.

따라서, 본 발명에 따른 방법은, 획득하기 쉬운 매개변수들(예컨대, 압력들, 온도들, 스크류 포지션들, 체적 유동, 토크 등)의 측정 및 적용에 의해 하나의 그리고 동일한 주기에서, 그리고 이미, 발견이 압력 유지 단계에서 조절 단계들을 수행하도록 획득되는 이러한 주기에서 사출 성형 화합물의 특성 변화, 예컨대, 점도 변화를 검출할 수 있다. 이러한 수단에 의해 그리고 본 발명에 따른 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))의 주기-특정 적응의 결과로서, 본 발명에 따른 만족스럽지 않은 금형 충전의 결과로서 불량품들의 비율을 상당히 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 사출 성형 프로세스의 품질 및 신뢰성이 상당히 감소된다.

바람직한 실시예는, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 결정하는 단계가 또한, 금형 내부 압력(p_wkz)과 대응하는 화합물 압력(p_masse) 사이의 압력 전달 특성(k₂)에 따라 그리고/또는 재료-특정 인자(k_mat)를 사용하여 결정되는 것으로 특성화될 수 있다.

공구의 압력 전달 특성(k₂)은 화합물 압력(p_masse)과 이로부터 초래하는 사출 성형 주기의 금형 내부 압력(p_wkz) 사이의 비율로서 이해되며, 상기 압력들의 개별적인 값들 이외에도, 이의 곡선들 또는 평균 값들이 또한 사용될 수 있다. 이로부터 생성된 압력 전달 특성(k₂)은, 목표 금형 내부 압력/목표 내부 압력 곡선을 결정하기 위해 다음에서 바람직하게 사용되는 금형-특정 영향 인자를 형성한다. 공구의 압력 전달 특성(k₂)의 포함은 증가되는 정확도 및 개선되는 금형 충전 및/또는 구성요소 품질을 제공하는데, 왜냐하면 가능하게 발생하고 그리고 본 발명에 따라 고려될 수 있는 플라스틱 용융물들의 점도 변화 외에도, 예를 들어 구성요소 기하학적 형상들과 같은 공구-특정 특성들, 즉, 공동 기하학적 형상들 또는 기하학적 형상들 및 예를 들어 고온 채널들 등과 같은 러너들(runners)의 설계들이 또한 고려된다.

더욱이, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))의 결정에서 재료-특정 인자(k_mat)를 고려하는 것이 유리하다. 이러한 인자로, 경험적으로 결정될 재료 특성들은 현재 사출 성형 프로세스의 프로세스 관리에 포함될 수 있다. 이러한 측정은 추가적으로 정확도 및 구성요소 품질을 향상시킨다.

추가의 바람직한 실시예는, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 그리고 현재 사출 성형 주기에서, 화합물 압력 적분(compound pressure integral)은 특히 다음 공식을 따라 용융물의 처리 점도와 상관관계가 있는 측정된 변수로서 결정되는 것을 특성화된다:

여기서

t₀는 사출 단계를 시작하는 시간(t_inj,start) 또는 역류 밸브의 폐쇄 후의 시간이고, 그리고

t₁은 전환의 시간(t_inj,umschalt) 또는 t₀ 후 하지만 t_inj,umschalt 전의 시간인,

사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.

이러한 실시예에 따르면, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 그리고 현재 사출 성형 주기에서 각각의 경우에 질량 압력 변화(k₁)를 결정하기 위해, 사출 작업과 유사한 양은, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 그리고 현재 사출 성형 주기에서 각각의 경우에 시간 제한들(t₀ 및 t₁)에서 압력 적분을 결정하도록 측정되고 그리고 계산된다. 이러한 압력 적분은 용융물의 가공 점도와 관련되어서, 이러한 압력 적분들을 기초하여 추가의 거동에서, 변경된 프로세스 관리가 효과적으로 그리고 정확하게 결정될 수 있다.

추가의 바람직한 실시예는, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 그리고/또는 현재 사출 성형 주기에서, 또한, 다음의 양들 중 적어도 하나가 결정되며 그리고 필요하다면 기록되는 것으로 특성화된다:

- 최대 금형 내부 압력(p_wkz,max)뿐만 아니라,

- 적절한 시간(t_wkz,max),

- 최대(m₁)에 도달한 후에 상기 금형 내부 압력의 하강

- 금형 내부 압력 평균(p_wkz,avg) 및/또는 사출 단계에서의 화합물 압력 평균(p_masse,avg) 및/또는 금형 내부 압력 평균(p_wkz,Hld,avg) 및/또는 압력 유지 단계에서의 화합물 압력 평균(p_{masse,Hld,avg}),

- 특히 다음의 공식에 따른 압력 적분으로서 압력 유지 단계에서의 금형 내부 압력 영역(p_a,wkz),

- 특히 다음의 공식에 따른 압력 적분으로서 압력 유지 단계에서의 화합물 압력 영역(p_a,masse),

여기서

p_wkz,Hld(t)는 압력 유지 단계에서의 금형 내부 압력 곡선이고,

p_masse,Hld(t)는 압력 유지 단계에서의 화합물 압력 곡선이며,

p_wkz,avg는 사출 단계 동안 금형 내부 압력의 평균이고,

p_masse,avg는 사출 단계 동안 화합물 압력의 평균이며,

p_wkz,Hld,avg는 압력 유지 단계 동안 금형 내부 압력의 평균이고,

p_{masse,Hld,avg}는 압력 유지 단계에서의 화합물 압력의 평균이며,

t₂는 전환점에서의 또는 전환점 후의 시간이고, 특히 전환점이고, 그리고

t₃은 t₂ 후의 시간, 즉 압력 유지 단계의 종료의 시간(t_Hld,End) 또는 압력 유지 단계의 종료 전의 시간, 특히 개개의 주기의 최대 금형 내부 압력의 시간(t_wkz,max)이다.

위에서 이미 언급된 프로세스 변수들 또는 프로세스 매개변수들과 병행하여, 추가의 프로세스 변수들/프로세스 매개변수들을 결정하는 것이 유리하게 가능하다. 따라서, 예를 들어, 최대 금형 내부 압력(p_wkz,max) 및 부속적인 시간(t_wkz,max)에 대한 지식 및 이러한 최대에 도달한 후의 금형 내부 압력(m₁)의 강하에 대한 지식은, 압력 유지 단계에서 이러한 시간 후에 용융물의 온도 변화의 양호한 지표이다. 이는, 더욱이 최대 금형 내부 압력(p_wkz,max)을 통과한 후 압력 유지 곡선의 조절에 대한 양호한 가능성들을 초래한다.

사출 단계에서 그리고/또는 압력 유지 단계에서 계산들을 단순화하기 위해, 사출 단계에서 그리고 압력 유지 단계에서, 압력 적분들 대신에 평균들(예를 들어, 금형 내부 압력 평균(p_wkz,avg) 및/또는 화합물 압력 평균(p_masse,avg))을 결정하는 것이 편리할 수 있다.

압력 유지 단계에서 각각의 경우에 금형 내부 압력 영역(p_a,wkz) 및 화합물 압력 영역(p_a,masse)의 결정은, 시간 제한들(t₂ 및 t₃)의 적분으로 특히 정확한 방식으로 결정될 수 있으며, 이는 다음의 주기에 대한 목표 금형 내부 압력(p_wkz,soll(t)) 또는 이로부터 초래하는 압력 유지의 매우 정확하게 결정하는 것을 가능하게 한다. 여기서, t₂는 전환점 후의 시간이며, 즉 압력 유지 단계의 시간(t₃)은 편리하게 t₂ 후에 있고, 그리고 최대 금형 압력(t_wkz,max)의 시간으로서 특히 바람직한 방식으로 선택될 수 있다. 이는, 특히 최대 금형 압력에 도달한 후의 시간 간격에서 이미 그리고 선택적으로 시간 간격에서 계산들이 그 후, 이루어질 수 있다는 이점을 가지며, 여전히 동일한 사출 성형 주기에서 압력 유지 단계의 종료에서 추가의 변경들이 이루어질 수 있다.

추가의 바람직한 실시예는, 현재 사출 성형 주기에서의 사출 동안의 압력 적분 및 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 사출 동안의 압력 적분의 비율이 특히 공식

을 따라, 화합물 압력 변화(k₁)로서 결정되고,

또는

현재 사출 성형 주기에서의 사출 동안의 화합물 압력의 평균 및 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 사출 동안의 화합물 압력의 평균의 비율이 특히 공식

을 따라 화합물 압력 변화(k₁)로서 결정되며,

또는

현재 사출 성형 주기에서의 사출 동안 그리고 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 사출 동안의 하나 이상의 압력 개별 값들의 비율은, 특히 공식

에 따라 화합물 압력 변화(k₁)로서 결정되는 것으로 특성화된다.

허용된-부품 기준 사출 성형 주기 및 또한 현재 사출 성형 주기 둘 모두에서의 측정 및/또는 사전에 결정된 프로세스 변수들로부터, 용융물 특성들, 특히 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에 대한 현재 사출 성형 주기의 용융물 점도의 변경을 반영하는 화합물 압력 변화(k₁)는, 그 후, 전술된 절차들에서 바람직하게는 간단하게 계산될 수 있다. 이러한 경우에, 화합물 압력 적분들(W_z)의 비율로서 화합물 압력 변화(k₁)의 계산은 가장 정확한 접근법이다. 원칙적으로, 그러나, 평균들 또는 심지어 개별적인 화합물 압력 지점들의 주어진 비율들을 통한 화합물 압력 변화(k₁)의 결정들은 다소 감소된 정확도/재현성으로 기능한다.

추가의 바람직한 실시예는, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 그리고 현재 사출 성형 주기에서의 압력 유지 단계 동안의 금형 내부 압력(p_wkz과 화합물 압력(p_masse) 사이의 상관성(dependence)은 특히 다음의 공식들 중 적어도 하나에 따라, 압력 전달 특성(k₂)으로서 결정되며,

여기서

- p_masse,Hld(t)는 압력 유지 단계 동안의 화합물 압력 곡선이며

- p_wkz,Hld(t)는 압력 유지 단계 동안의 금형 내부 압력 곡선이고,

- t₂는 전환점에서의 또는 전환점 후의 시간이고, 특히 전환 시간(t_inj/umschalt)이고, 그리고

- t₃은 압력 유지 단계(t_Hld,End)의 종료의 시간 또는 압력 유지 단계의 종료 전 하지만 t₂ 후의 시간이다.

실질적으로 금형-특정 영향 매개변수인 압력 전달 특성(k₂)은 또한 압력 적분들의 비율, 평균들의 비율 또는 개별 압력 값들의 비율에 의해 전술된 방식으로 형성될 수 있으며, 이러한 결정들은 정확도를 감소시키는 상기 순서에서 있다. 그 대가로, 계산 및 특히 또한 계산에 대해 요구되는 대응하는 압력들의 관찰 시간이 간소화된다. 압력 전달 특성(k₂)을 결정할 때, 압력들, 평균들 또는 압력 적분들이 관련되며, 압력 유지 단계의 금형 압력의 대응하는 값들은 분자에 위치되며, 그리고 압력 유지 단계의 화합물 압력의 대응하는 값들은 분모에 위치된다.

추가의 바람직한 실시예는, 사출 및/또는 압력 유지 단계 내의 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 그리고/또는 현재 사출 성형 주기(p_wkz,act(t))의 임시적인 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))은 적어도 하나의 금형 내부 압력 센서(mould internal pressure sensor)에 의해 기록되는 것으로 특성화된다.

추가의 바람직한 실시예는, 현재 사출 성형 주기의 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))은 공식

에 따라 결정되며,

여기서

k_mat는 하나 이상의 경험적으로 결정되는 재료-특정 인자들이며, 그리고

k₁, k₂는 화합물 압력(p_masse)과 결과적인 금형 내부 압력(p_wkz) 사이의 적어도 용융물의 유동 거동 및/또는 금형 특정 상관성을 고려하는 인자들인 것으로 특성화된다.

이전에 결정된 값들을 사용하여, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))는 위에 특정된 공식에 따라 간단한 방식으로 계산될 수 있으며, 특히, 허용된-부품 사출 성형 주기들의 부속적인 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))은 인자들(k_mat 및 k₁ 및 k₂)을 사용함으로써 시작점으로서 수정된다.

추가의 바람직한 실시예는, 압력 전달 특성(k₂)은 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 기록되는 압력 전달 함수(f(p_{masse,Hld,ref,i}))[

]로부터 계산되는 것으로 특성화된다.

허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 금형 압력 곡선(p_wkz,trg(t))의 산란들을 제거하기 위해, 이러한 수개의 프로파일들을 기록하고 그리고 금형 내부 압력 곡선들의 그룹에 의해 압력 전달 특성(k₂)을 결정하고 그리고 이에 따라 압력 전달 기능을 제공할 수 있는 것이 추천된다. 수개의 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에 걸쳐 획득된 이러한 압력 전달 함수(f(p))는 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 압력 전달 특성에 대한 개선된/보다 안정적인 예측을 제공하며, 이는 추가의 프로세스 제어들에 대해 매우 중요하다.

추가의 바람직한 실시예는, 복수의 금형 내부 압력 센서들을 가지는 사출 금형에서, 상기 방법은 이러한 금형 내부 압력 센서들 중 하나 이상에 대해 병행하여 실행되는 것으로 특성화된다.

사출 금형에 복수의 금형 내부 압력 센서가 제공되는 경우, 이 금형 내부 압력 센서 중 하나 또는 여러 개에 대해 방법을 병렬로 수행 할 수 있으며, 즉, 각 금형에 대해 해당 대상 금형 내부 압력 곡선이 결정되며, 그리고 내부 압력 센서와 이러한 목표 곡선은 현재 사출 성형 주기에서 해당 압력 유지을 관리하여 가능한 한 근사치로 계산된다.

추가의 바람직한 실시예는, 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계 동안, 계산된 압력 유지 변경으로부터 획득되는 실제 금형 내부 압력(w_wkz,act)이 측정되고 그리고 목표 금형 내부 압력(p_wkz,soll)과 비교되는 것으로 특성화된다.

프로세스 관리를 확인하기 위해서, 현재 사출 성형 주기의 실제 금형 내부 압력(w_wkz,act)을 측정하고 그리고 실제 금형 내부 압력을 이러한 주기의 목표 금형 내부 압력과 비교하는 것이 편리하다.

추가의 바람직한 실시예는, 방법이 수개의 프로파일 단계들을 갖는 압력 유지 단계들을 위해 적용되는 것으로 특성화된다.

본 방법은 또한 여러 프로파일 단계가있는 압력 유지 단계를 사용하는 데 특히 적합하다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 각각의 프로파일 단계에 대해 개별적으로 및 또한 평균 오버 프로파일 단계에 대해 유리하게 사용될 수있다.

추가의 바람직한 실시예는, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 현재 사출 성형 주기에서의 현재 전환점을 결정하기 위해, 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,ref})은 허용된 부품 기준 사출 성형 주기의 전환점에서 결정되고/판독되며, 그 후 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,ref})에 대응하는 목표 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})은 현재 사출 성형 주기의 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t)) 상에서 결정되고, 그리고 현재 사출 성형 주기에서 p_wkz,act ≥ p_{wkz,umschalt,soll}되자마자, 사출 단계로부터 압력 유지 단계로의 전환이 발생하는 것으로 특성화된다.

본 발명에 따른 방법을 사용하면, 허용된 부품 기준 사출 성형 주기와 관련하여 변경된 전환 금형 내부 압력을 특히 간단한 방식으로 결정할 수 있으며, 이는 특히 금형-특정 및/또는 용융물-특정 변경들을 고려한다. 새로운 목표 전환 금형 내부 압력에 도달 한 후 현재 사출 성형 주기에서 전환이 이루어 지므로 이와 관련하여 정확한 프로세스 조정이 수행된다.

본 발명의 실시예에서, 목표 전환 금형 내부 압력으로부터 시작하여 현재 사출 성형 주기에서 적절한 전환 금형 압력으로의 계산이 추가로 이루어지고이 결정된 전환 화합물 압력에서 전환이 발생한다. 이를 통해 화합물 압력 측정을 기준으로 만 전환이 가능하다.

추가의 바람직한 실시예는, 현재 사출 성형 주기에서, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))에 도달하기 위해, 현재 사출 성형 주기에서 이를 위해 요구되는 목표 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,soll}(t))은 다음의 공식들 중 하나에 따라 계산되며,

또는

p_{masse,Hld,ref}는 압력 유지 매개변수이며, p_{masse,Hld,ref}(t)는 압력 유지 곡선이고, p_{masse,Hld,ref,avg}는 압력 유지의 평균이며, 그리고 p_wkz,ref,avg는 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력의 평균인 것으로 특성화된다.

주어진 공식은 목표 금형 내부 압력 곡선을 달성하는 데 필요 / 충분한 압력 유지 단계의 화합물 압력 곡선과 관련된다. 이에 해당하는 압력 적분(공식 a)), 평균값(공식 b)) 또는 개별 값(공식 c))이 모두 적합하며, 정확도는 a)에서 c)로 감소하지만 계산 비용도 감소한다.

추가의 바람직한 실시예는, 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계 동안, 현재 사출 성형 사이클의 실제 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,act(t))은 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))과 비교되며, 그리고 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,ref}(t))은, 임의의 편차가 수개의 주기들에 걸쳐 보상되도록 현재 사출 성형 주기 동안 또는 후속하는 사출 성형 주기에서 반복하여 조절되는 것으로 특성화된다.

목표 금형 내부 압력 곡선에서 실제 금형 내부 압력 곡선의 편차가 설정되는 경우, 이를 반복적으로 근사하는 것이 편리하다. 특히, 실제 금형 내부 압력 곡선과 목표 금형 내부 압력 곡선 간의 편차는주기마다 반복적으로 줄여야한다.

추가의 바람직한 실시예는, 현재 사출 성형 주기의 상기 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))은 공식

에 따라 결정되며,

여기서, k₃은 제어 인자인 것으로 특성화된다.

반복적 근사를 위해 목표 금형 내부 압력 곡선과 실제 금형 내부 압력 곡선 사이에 차이를 형성하고, 이를 제어 계수(K₃)에 의한 압력 유지 결정에 통합하는 것이 특히 편리하다.

더욱이, 본 목적은, 제1 항 내지 제21 항 중 하나 이상의 항에 따른 방법을 실행하도록 적응되고 그리고 구성되는 사출 성형기에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명의 방법에서, 하나 이상의 공동의 충전 프로세스은 적어도 하나 또는 바람직하게는 여러 개의 금형 내부 센서에 의해 측정된다. 충전하는 동안 알고리즘은 바람직하게는 다음 매개 변수 중 하나 이상을 저장한다 : 금형 내부 압력 신호의 시간 곡선, 과거의 플라스틱 용융물 흐름으로 인해 금형 내부 압력이 증가하는 시간, 압력의 최대 값 및 압력 곡선 아래 영역. 이에 의해, 충전량의 몇 퍼센트 또는 센서 또는 센서가 배치된 유로의 위치에서 추론된다.

알고리즘에서 얻은 매개 변수는 사출 성형기에서 하나 이상의 학습주기 동안 참조로 거리 종속 압력 포인트에 시간에 따라 개별적으로 저장된다.

예를 들어 배치 변경으로 인해 플라스틱 용융물의 점도 변화가 발생하는 경우 이는 사출 단계에서 측정된다. 사출 단계의 점도 변화로부터 파생된 압력 변화는 압력 유지 단계에 대한 새로운 점도 의존적 목표 금형 내부 압력 곡선을 계산하는 본 발명의 방법에서 결정된다. 사출 단계 동안 목표 금형 내부 압력 곡선을 통해 새로운 전환 금형 내부 압력이 현재 활성 주기에 대해 계산되므로 전환이 점도에 따라 수행된다.

점도에 따라 기계 측 사출 노즐에서 공동의 유동 경로 끝까지 더 높거나 더 낮은 압력 강하가 공동에있는 플라스틱 용융물의 유동 경로에서 생성된다.

즉, 본 발명에 따른 방법에서, 사출 단계의 압력 요건(점도)의 변화에 기초하여, 하나 이상의 금형 내부 압력 센서에 대한 새로운 목표 금형 내부 압력 곡선이 유지-압력 단계를 위해 계산된다. 따라서, 압력 유지 레벨 및 바람직하게는 현재 주기의 전환 시간은 설명된 비율에 의해 조정된다. 또한 재료 별 계수는 다양한 플라스틱의 수축 및 냉각 거동을 고려하는 압력 유지 수준을 계산하는 데 사용된다. 압력 유지 단계에서 압력 유지 변화로 인한 금형 내부 압력은 이전에 계산된 목표 금형 내부 압력과 비교된다. 편차가 설정되면 여러 반복에 걸쳐 압력 유지 레벨(예 : 조절주기 동안) 또는 주입 단계의 점도와 압력 변화 사이의 증폭 계수(k₃)가 다음 주기에 대해 조정된다. 이 방법은 바람직하게는 여러 프로파일 단계를 가진 주입 및 압력 유지 단계에도 적용된다.

본 발명에 따른 방법의 목표 금형 내부 압력 곡선의 점도 의존적 재계 산은 또한 스크류의 전환 위치에서 재 계산된 압력을 지정하여 전환 지점을 전환하는 데 사용된다. 전환 조건으로서의 기준주기. 이는 금형 내부 압력의 시간적, 압축 의존적 이동을 초래한다. 또한 화합물 압력 증가를 통해 RSP 변동을 고려할 수도 있다.

금형에 둘 이상의 금형 내부 압력 센서가 설치된 경우 압력 강하는 유로 길이를 통해 결정할 수 있다. 이 경우, 조절은 바람직하게는 유동 경로의 끝에 가능한 멀리 배치된 센서에서 수행된다.

이하에서, 본 발명은 도면을 참조하여 예로서 상세히 설명된다.
도 1은 저점도("보다 엷은 액체") 플라스틱 용융물(MFI 11) 및 고점도("보다 점성이 있는 액체”) 플라스틱 용융물(MFI 6)에 대한 전환 지점에서 압축된 사출-성형가능한 화합물의 예시적인 다이어그램을 도시한다.
도 2는 동일한 프로세스 조절들을 갖는 2개의 주기들의 화합물 압력 및 금형 내부 압력 곡선을 개략적으로 도시하지만, 사출-성형가능한 화합물들(재료들)은 상이한 점도들(MFI 값들)을 갖는다.
도 3은, 화합물 압력이 사출 단계에서 측정되며 그리고 이에 따라 플라스틱 화합물의 유동성(점도)이 평가될 수 있거나 평가되는 측정 범위의 특정한 예시를 갖는 상이한 점도(폴리프로필렌(MFI 6) 및 폴리프로필렌(MFI 11))를 가지는 2개의 용융물들에 대한 화합물 압력 및 금형 내부 압력 곡선들을 도시한다.
도 4는 허용된-부품 기준 사출 성형 주기 및 고점도 재료에 대해 획득되는 계산된 목표 금형 내부 압력 곡선으로부터 기준 금형 내부 압력을 도시한다.
도 5는, 변경된 전환점 및 변경된 압력 유지 레벨의 특정한 예시와 함께 사출 단계 동안의 PP MFI 6 및 PP MFI 11에 대한 2개의 화합물 압력 곡선들 및 압력 유지 단계의 이들의 금형 내부 압력 곡선들을 도시한다.
도 6은 본 발명의 방법에 대해 요구되는 측정 및 제어 변수와 함께 낮은 점도 또는 고점도 플라스틱 용융물(PP MFI 11 및 PP MFI 6)의 화합물 압력 및 금형 내부 압력 곡선을 도시한다.
도 7은 발명에 따른 방법의 흐름 선도를 도시한다.

사출 성형 프로세스에서 공동의 압력, 점도 및 충전 체적 사이의 기본 관계들은 이제 도 1과 도 2를 참조하여 이후에 설명될 것이다.

도 1은 플라스틱 사출 성형기(미도시)의 스크류 실린더(2)의 스크류(1)를 매우 개략적으로 도시한다. 도 1의 상부 다이어그램에서, 6의 용융 유동 지수(MFI(melt flow index))를 가지는 폴리프로필렌 재료(PP 소재)는 스크류 프리-챔버(3)에 위치되고 그리고 공동(4)에 개략적으로 도시된다. 이는, 용융 상태에서 상대적으로 높은 점성(진한 액체) 재료를 구성한다. 아래에서 도시되는 도 1의 예에서, 그러나, 용융물에서 저점도(보다 옅은 액체)를 가지고 그리고 11의 용융 유동 지수(MFI)를 가지는 폴리프로필렌은 마찬가지로 스크류 프리-챔버(3)에 그리고 공동(4)에 위치된다. 동일한 스크류 포지션들(X)에서, MFI = 11의 경우의 폴리프로필렌의 예시적인 경우의 공동(4)이 보다 많은 용융 체적(충전 체적)을 보유하는 것이 명백하다. 고점도 재료(폴리프로필렌 MFI 6)의 경우에서, 증가된 압력 요건이 고점도 용융물을 공동(4)으로 가져가도록 요구된다. 이러한 점에서, 보다 높은 압력 레벨에서, PP MFI 6 재료의 용융물은, 저점도 PP MFI 11 재료의 경우에서보다 더 작은 충전 체적이 공동(4)에 도달하는 결과로 보다 강하게 압축된다. 실제 사출 성형 프로세스에 적용될 때, 이는, 동일한 매개변수들을 달리 갖는 금형의 공동이 저점도 재료보다 고점도 재료로 사출 성형 프로세스에서 덜 완전하게 충전되는 결과를 갖는다.

마찬가지로, 화합물 압력 곡선 또는 금형 내부 압력 곡선의 변화는, 일정한 사출 속도 및 기하학적 형상 등을 갖는 2개의 재료들 사이의 점도 차이로부터 발생한다. 화합물 압력 곡선 또는 화합물 압력은 본 발명에 따라 프로세스 동안 스크류 프리-챔버(3)에 형성되는 압력들 또는 압력 곡선들로서 이해된다. 이러한 화합물 압력들 또는 이러한 화합물 압력 곡선들은 이후에 사출 성형 프로세스의 사출 단계에 일시적으로 할당된다. 용어들 “금형 내부 압력” 및 “금형 내부 압력 곡선”은 공동 또는 일반적으로 금형의 내부에서 측정되는 압력들 또는 압력 곡선들과 관련된다. 일시적으로, 이러한 설명의 틀 내에서의 용어들 "금형 내부 압력” 및 "금형 내부 압력 곡선"은 주로 사출 성형 프로세스의 압력 유지 단계와 관련된다. 용어 “압력 유지/압력 유지 곡선"은 달리 명시되지 않는 한 기본적으로 압력 유지 단계 동안의 화합물 압력, 즉 스크류 프리-챔버(3)에 위치되는 용융물의 이러한 압력으로서 이해된다.

도 2를 참조하면, 묘사되는 사출 성형 프로세스의 전체 사출 단계 동안 보다 낮은 용융 재료 PP MFI 11의 화합물 압력 곡선이 PP MFI 6 재료의 고점도 용융물 재료의 화합물 압력 또는 화합물 압력 곡선 아래로 이어지는 것이 명백하다. 반대로, 압력 유지 단계에서, 보다 옅은 액체(저점도) 재료(PP MFI 11)의 금형 내부 압력 곡선은 전체 압력 유지 단계 동안 고점도 재료(MFI 6)의 용융물의 금형 내부 압력 또는 금형 내부 압력 곡선 위에 배열된다. 특히, 도 2의 수직 파선으로 도시되는 전환점에서, 고점도 재료(PP MFI 6)보다 저점도 재료(PP MFI 11)로의 금형 내부 압력은 상당히 더 실질적으로 증가하는 것이 놀랍다. 압력 곡선들의 이러한 상당한 차이들은 상이한 금형 충전들, 및 결과로서 극도로 상이한 부품 품질들을 초래한다. 목표는 성형된 부품 충전을 최적화하고 그리고 금형들의 프로세스-신뢰가능한 완전 충전 및 이에 따라 점도와 관계없이 일정한 허용된-부품 체적을 보장하는 것이다.

예를 들어, 결정된 압력 곡선, 즉, 저점도 폴리프로필렌(PP MFI 11)의 화합물 압력(화합물 압력 곡선) 및 금형 내부 압력(금형 내부 압력 곡선)이 추가의 설명을 위한 기준 곡선(R)으로서 사용되는 것이 언급되며, 이로부터 본 발명의 조절들이 예를 들어 성취된다. 따라서, 저점도 폴리프로필렌(PP MFI 11)의 곡선들이 기준 주기에서 기준 곡선들로서 학습된다고 가정하면, PP MFI 6의 곡선과 유사하게 고점도 폴리프로필렌에 대한 배치 변경으로 인해 점도가 증가한다.

도 3은 PP MFI 6(고점도 폴리프로필렌)에 대한 파선에 의해 사출 및 압력 유지 단계 동안 화합물 압력(p_masse)의 곡선을 도시한다. 또한, 도 3에 따른 다이어그램은, 사출 및 압력 유지 단계 동안 PP MFI 11(저점도 폴리프로필렌 용융물)의 화합물 압력 곡선(p_masse)을 어두운 파선에 의해 도시한다.

시간 제한들(t₀ 및 t₁) 사이의 좁은 빗금 영역은 PP MFI 6의 화합물 압력 곡선 아래의 화합물 압력 영역(p_a,masse)를 나타낸다. 이러한 화합물 압력 영역은 t₀과 t₁ 사이의 한계들에서 사출 작업(W_z,ref)에 대응하며, 여기서 하부 시간 제한(t₀)은 역류 밸브의 폐쇄 후에 있으며 그리고 상부 시간 제한(t₁)은 여전히 전환점 전에 있다.

동일한 한계들(t₀ 및 t₁) 내에서, 도 3의 교차 해칭 영역은 PP MFI 11, 즉 보다 옅은 액체 폴리프로필렌 용융물의 화합물 압력 영역(p_{a, masse})을 도시한다. 이러한 영역은 사출 작업(W_z,act)에 대응하고 그리고 제한들(t₀ 내지 t₁) 내에서 보다 걸쭉한 액체(고점도)(PP MFI 6) 용융물의 사출 작업(W_z,ref)보다 더 작다.

추가의 과정에서, 압력 유지 단계 동안의 2개의 PP 용융물들(MFI 6 및 MFI11)의 화합물 압력 곡선은 동일한 압력 거동(종래 기술)을 도시한다. 더 낮은 다이어그램 범위에서는 금형 내부 압력이 다르게 실행된다. 밝은 파선은 저점도 PP 용융물(MFI 11)의 금형 내부 압력 곡선(p_wkz(t))을 나타낸다. 이러한 곡선은 보다 걸쭉한 액체이고 그리고 어두운 파선에 의해 도시되는 PP MFI 6 용융물의 금형 내부 압력 곡선과 비교하여 보다 높은 레벨에 있다.

제1 용융물로부터 상이한 점도를 가지는 제2 용융물로의 변환시의 사출 단계 동안 화합물 압력 변화(k₁)를 결정하기 위해, 편리하게, 현재 사출 성형 주기의 사출 작업(W_z,act) 및 허용되는-부품 기준 사출 성형 주기의 사출 작업(W_z,ref)의 지수(quotient)가 이제 형성된다. 본 예에서, 예를 들어, PP MFI 11 용융물의 화합물 압력 곡선은, 기준 화합물 압력 곡선(p_masse,ref)으로서 간주되어야 하며, 그리고 PP MFI 6 용융물의 화합물 압력 곡선(p_masse,act)은 현재 사출 성형 주기의 화합물 압력 곡선(p_masse,act)으로서 간주되어야 한다.

본 발명에 따르면, 이제 적어도 화합물 압력 변화(k₁)를 고려하여, 바람직하게는 또한 압력 전달 특성(k₂) 및 재료 의존 인자(k_mat)를 고려하여, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력(여기서: PP MFI 11 용융물의 금형 내부 압력)으로부터 현재 사출 성형 주기에서 처리될 걸쭉한 액체 PP MFI 6 용융물에 대한 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))으로의 변환이 이루어진다.

사용된 금형의 압력 전달 특성을 결정하기 위해, 인자(k₂)는 압력 유지 단계(p_wkz,Hld(t))의 적어도 일부 동안 금형 내부 압력 곡선에 대한 그리고 제한들(t2 내지 t3) 내의 화합물 압력(p_masse,Hld(t))에 대한 압력 적분의 비율에서 결정된다. 여기서, t₂는 전환점에서 또는 그 후의 시간이다. t₃은 t₂ 후 그리고 압력 유지 단계의 종료 전의 시간이다. 바람직하게는, 여기서 최대 금형 내부 압력(p_wkz,masse)의 시간(t_wkz,max)이 t₃에 대해 사용된다.

대안적으로, 인자(k₂)는 또한 압력 유지 단계 동안 금형 내부 압력(p_wkz,Hld,avg) 및 금형 압력(p_{masse,Hld,avg})의 평균 값들의 지수로서 형성될 수 있다.

추가적으로, 대안적으로, 이러한 곡선들의 개별 압력 값들은 또한 사용될 수 있다. 재료-특정 인자(k_mat)는 경험적으로 결정되고 그리고 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 용융물에 대해 현재 사출 성형 주기의 용융물의 재료-특정 특성 변화들을 도입한다.

이로부터, 그 후, 다음의 계산은 공식에 따라 이루어질 수 있다.

이러한 목표 금형 압력 곡선은, 기준 용융물로서의 저점도 용융물로부터 현재 사출 성형 주기의 보다 걸쭉한 액체(고점도) 용융물로의 변환 동안 압력 유지이 변경되지 않는 상태로 유지될 때 금형 내부 압력 곡선 위에 있는 경향이 있다.

목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 획득한 후, 이제 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))에 대응하는 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,act}(t))이 압력 전달 특성(k₂)에 의해 계산될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 대응하는 목표 압력 유지은 목표 금형 내부 압력 곡선을 인자(k₂)에 의해 나눔으로써 낮은 컴퓨팅 경비로 계산될 수 있다. 이는 금형 내부 압력 및 화합물 압력의 하위-영역에 대한 압력 적분들의 사용 및 그의 평균 값들 또는 심지어 개별 값들 모두에 적용된다. 그 후, 이는 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계에서 이동될 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,act}(t))을 초래하며, 이는 설명되는 예에서, 금형 내부 압력이 변하지 않을 때 변동하는 압력 유지보다 위에 있다(목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))의 결정에 대한 도 4를 참조).

전술된 프로세스는 또한 도 5에서 볼 수 있다. 또한, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기(PP MFI 11 용융물)로부터 현재 사출 성형 주기(PP MFI 6 용융물)로의 변환 동안의 허용된-부품 기준 사출 성형 주기(t_umschalt,ref)의 전환점이 시간에서 뒤로 시간(t_umschalt,act)으로 이동되는 것이 도 5로부터 식별될 수 있다. 현재 사출 성형 주기(t_umschalt,act)의 전환 시간을 결정하기 위해, 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서, 전환점의 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,ref})이 시작점으로서 선택된다. 전환점의 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력에 대한 이러한 값은, 본 발명에 따른 방식으로 목표 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})으로 변환되며, 그리고 현재 사출 성형 주기에서의 이러한 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})에 도달할 때, 전환이 현재 사출 성형 주기에서 발생한다. 그 후, 이는 전환 시간(tumschalt,act)을 야기한다. 그 후, 전환 후의 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,act}(t))은 현재 사출 성형 주기의 결과적인 실제 금형 내부 압력 곡선(pwkz,act(t))이 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))에 가능한 한 가깝게, 이상적으로는 정확히 따르는 방식으로 이동된다.

목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))의 이러한 정확한 따름이 완전히 달성되지 않는 상황에서, 이는 선택적으로 다음 주기들에서 반복적으로 근사화된다.

이러한 절차 및 또한 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 전환점으로부터 시작하는 현재 사출 성형 주기의 전환점을 결정하기 위한 전술된 절차는 또한 도 6으로부터 볼 수 있다. 도 6의 시간에 따른 표시된 압력 곡선들은, 본 발명에 따른 것을 예시하기 위해 이들의 스케일링(scaling)에 대해 다소 추가적으로 이격되어 그려지며, 목적은 특히, 비록 상이한 재료 특성들을 갖는 상이한 용융물들이 사용되지만 특히 용융물-특정 조절이 또한 금형 내부 압력에 대해 금형의 압력 전달 특성을 고려하여 그리고 용융물 및/또는 압력 전달과 관계없이 결정되는 이러한 목표 금형 내부 압력을 달성하기 위해 압력 유지 조절 발생하지만, 이를 목적으로 하는 압력 유지 조절은 본 발명에 따른 방법에서 발생한다.

본 발명에 따른 방법은 모든 크기들의 전기 및 유체역학적 사출 성형기들 상의 사용을 위해 설계된다. 따라서, 모든 새로운 기계들에서 그리고 개량으로서 본 방법을 사용하는 것이 가능하다. 전제 조건은 기계에 통합되는 적어도 하나의 금형 내부 압력 센서이다.

본 방법을 사용하여 작동되는 사출 성형기들은, 예를 들어, 성형된 부품 품질 상의 배치 변동들의 부정적인 효과들을 자동으로 보상할 수 있다. 마찬가지로, 기계들을 다시 시작시킬 때(고장 또는 정지 시간 후)의 성형된 부품 품질에 대한 부정적인 효과들은, 최적의 목표 금형 내부 압력 곡선 또는 그로부터 유도되는 특성들을 계산함으로써 자동으로 보상된다. 기계 조작자는, 예를 들어, 조절 매개변수들을 수동으로 추적하기 위해 제조 프로세스에 덜 빈번하게 개입해야 한다. 개별적인 성형된 부품들의 품질 차이들은, 심지어 제조 조건들을 변경시키면서도 최소로 감소된다. 자동화 및 프로세스 신뢰성으로 인한 비용 절감들은 직접적인 결과이다.

예를 들어, 기계에서 매개변수들의 목표된 평가의 결과로서, 금형 또는 금형 온도 제어의 고장들은 또한 식별될 수 있다. 더욱이, 견고한 프로세스 지점을 설정하도록 요구되는 지루한(tedious) 시작 및 조절 프로세스없이 2개의 사출 성형기들 사이에서 금형을 변경하는 것이 가능하다. 성형된 부품 품질은, 요구되는 값비싼 후속 확인들없이 기계, 인력 또는 원 재료와 관계없이 재현될 수 있다.

본 발명은 도 7에 따른 흐름 선도에 대한 인용에 의해 예로서 이하에서 상세히 설명된다.

허용된-부품 기준 사출 성형 주기로부터 유래하는 저장된 화합물 압력 곡선(p_masse,ref(t))이 존재한다. 또한, 예를 들어, 실제 사출 성형 주기의 사출 단계 동안 측정되는 현재 화합물 압력 곡선(p_masse,act(t))이 기록된다.

기준 화합물 압력 곡선(p_masse,ref(t)) 및 현재 화합물 압력 곡선(p_masse,act(t))이 비교된다. 실제 화합물 압력 곡선(p_masse,act(t))이 기준 화합물 압력 곡선(p_masse,ref(t))과 상이하거나, 차이가 특정 임계 값 미만인 경우, 사출 성형 주기는 그의 추가적인 과정에 대해 수정되지 않는다. 기준 화합물 압력 곡선(p_masse,ref(t))과 실제 화합물 압력 곡선(p_masse,act(t))의 차이가 특정 제한을 초과한다면, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))이 지수에 따라 처음에 계산된다. 이러한 목표 금형 내부 압력 곡선(p_{wkz, soll}(t))은 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계에서 가능한 한 정확하게 달성되어야 한다. 게다가, 바람직하게는, 제2 측정값으로서, 전환 금형 내부 압력(p_wkz,umschalt)이 계산되며, 이는 또한, 기준 화합물 압력 곡선(p_masse,ref(t)) 및 사출 단계의 실제 화합물 압력 곡선(p_masse,act(t))의 지수의 정도에 따라 의존한다. 이러한 계산들 후, 압력 유지(p_masse,Hld)은, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))이 가능한 한 정확하게 이동되는 방식으로 조절된다. 전환점은 또한, 전환이 계산된 전환 금형 내부 압력(p_wkz,umschalt)에서 발생하도록 적응된다. 압력 유지 단계 동안의 실제 금형 내부 압력 곡선(p_masse,act(t))이 감시(측정)된다. 실제 금형 내부 압력 곡선(p_masse,act(t))이 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))과 상이하거나, 특정 제한 아래로 떨어진다면, 압력 유지(p_masse,Hld)의 추가적인 조절이 다음 주기에서 성취되지 않으며, 즉, 다음 주기는 현재 주기와 동일한 금형 내부 압력 곡선으로 이동된다. 차이가 특정 제한을 초과한다면, 다음 주기의 압력 유지은, 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))이 수개의 주기들 후에 가능한 한 늦어도 도달하도록 반복적으로 조절된다.

1 나사
2 실린더
3 나사 프리-챔버
4 공동
t₀, t₁ 시간 지점들/적분 제한들
EP 사출 단계
MFI 11 저점도 플라스틱 용융물
MFI 6 고점도 플라스틱 용융물
PP MFI 11 저점도 폴리프로필렌
p_wkz,ref(t) 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력 곡선
p_wkz,ref,max 기준 주기의 최대 금형 내부 압력
t_wkz,ref,max p_wkz,ref,max의 시간
p_a 금형 내부 압력 영역
k_i 보정 인자
W_z 사출 작업
p_wkz 금형 내부 압력
t_xfr,ref 전환점(기준 주기)
p_{masse,umschalt,ref} 전환 압력(기준 주기)
p_wkz,act(t) 실제 금형 내부 압력 곡선
p_{masse,Hld,ref} 압력 유지 레벨(기준 주기)
p_wkz,soll(t) 목표 금형 내부 압력 곡선
p_masse,act 현재 사출 성형 주기의 화합물 압력 곡선
p_masse,ref(t) 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 기준 화합물 압력 곡선//화합물 압력 곡선
p_{masse,Hld,act}(t) 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 곡선
p_wkz,act 현재 사출 성형 주기의 실제 금형 내부 압력 곡선
p_{wkz,umschalt,act} 현재 사출 성형 주기의 전환 금형 내부 압력
p_masse 화합물 압력
t_inj,start 사출의 시작의 시간
t_inj,umschalt 전환의 시간
p_masse,Hld 압력 유지 단계 동안의 화합물 압력
p_wkz,Hld 압력 유지 단계 동안의 금형 내부 압력
t_umschalt 전환의 시간
t_Hld,end 압력 유지 단계의 종료의 시간
p_wkz,max 최대 금형 내부 압력
t_wkz,max 최대 금형 내부 압력의 시간
p_a,wkz 금형 내부 압력 영역
p_a,masse 화합물 압력 영역
k_mat 재료-특정 인자
k_i(k₁, k₂) 프로세스-특정 인자들
p_{wkz,ref,umschalt} 전환점에서 이전의 사출 성형 주기 또는 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력
k₃ 제어 인자

Claims

사출 성형기를 작동시키기 위한 방법으로서,
a) 현재 사출 성형 주기(cycle)에서, 학습 단계에서 학습되는 허용된-부품 기준 사출 성형 주기 후에: 현재 화합물 압력(p_masse,act)을 측정하고 허용된-부품 기준 화합물 압력(p_masse,ref)과 상기 현재 화합물 압력(p_masse,act)을 비교하는 함으로써 상기 현재 사출 성형 주기의 사출 단계의 적어도 일부 동안 허용된-부품 기준 화합물 압력(p_masse,ref)에 대해 화합물 압력 변화(k₁)를 검출하는 단계,
b) 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계를 위한 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 결정하는 단계 ─ 이러한 목적을 위해, 상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))은 적어도 상기 단계 a)에서 검출된 상기 화합물 압력 변화(k1)에 따라 조절됨 ─ ; 및
c) 상기 현재 사출 성형 주기의 실제 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,act(t))이 상기 허용된-부품 기준 주기에 대해 변하지 않는 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))보다 상기 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 따라 적어도 더 가깝게 이어지는 방식으로 상기 현재 사출 성형 주기의 상기 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,act}(t))을 이동시키는 단계를 포함하는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항에 있어서,
상기 단계 b) 이전에, 그동안 또는 이후에, 본 방법은,
b1) 상기 단계 a)에서 검출되는 적어도 상기 화합물 압력 변화(k1)에 따라 상기 현재 사출 성형 주기를 위한 목표 전환(target switch-over) 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})을 결정하는 단계; 및
b2) 상기 단계 b)에서 결정되는 상기 목표 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})에 도달할 때 전환하는 단계를 포함하는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))을 결정하는 단계는 또한, 금형 내부 압력(p_wkz)과 대응하는 화합물 압력(p_masse) 사이의 압력 전달 특성에 따라 그리고/또는 재료-특정 인자(k_mat)를 사용하여 결정되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 그리고 상기 현재 사출 성형 주기에서, 화합물 압력 적분(compound pressure integral)은 특히 공식
을 따라 용융물의 처리 점도와 상관관계가 있는 측정된 변수로서 결정되며,
여기서,
t₀는 사출 단계를 시작하는 시간(t_inj,start) 또는 역류 밸브의 폐쇄 후의 시간이고, 그리고
t₁은 전환의 시간(t_inj,umschalt) 또는 t₀ 이후 그러나 t_inj,umschalt 전의 시간인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 그리고/또는 상기 현재 사출 성형 주기에서, 또한, 다음의 양들 중 적어도 하나가 결정되며 그리고 필요하다면 기록되며;
- 최대 금형 내부 압력(p_wkz,max)뿐만 아니라,
- 적절한 시간(t_wkz,max),
- 최대(m₁)에 도달한 이후의 상기 금형 내부 압력의 하강,
- 금형 내부 압력 평균(p_wkz,avg) 및/또는 상기 사출 단계에서의 화합물 압력 평균(p_masse,avg) 및/또는 금형 내부 압력 평균(p_wkz,Hld,avg) 및/또는 상기 압력 유지 단계에서의 화합물 압력 평균(p_{masse,Hld,avg}),
- 특히 다음의 공식에 따른 압력 적분으로서 상기 압력 유지 단계에서의 금형 내부 압력 영역(p_a,wkz),

- 특히 다음의 공식에 따른 압력 적분으로서 상기 압력 유지 단계에서의 화합물 압력 영역(p_a,masse),

여기서,
p_wkz,Hld(t)는 상기 압력 유지 단계에서의 상기 금형 내부 압력 곡선이고,
p_masse,Hld(t)는 상기 압력 유지 단계에서의 상기 화합물 압력 곡선이며,
p_wkz,avg는 상기 사출 단계 동안 상기 금형 내부 압력의 평균이고,
p_masse,avg는 상기 사출 단계 동안 상기 화합물 압력의 평균이며,
p_wkz,Hld,avg는 상기 압력 유지 단계 동안 상기 금형 내부 압력의 평균이고,
p_{masse,Hld,avg}는 상기 압력 유지 단계에서의 상기 화합물 압력의 평균이며,
t₂는 상기 전환점에서의 또는 상기 전환점 후의 시간이고, 특히 상기 전환점이고, 그리고
t₃은 t₂ 후의 시간, 예를 들어, 상기 압력 유지 단계의 종료의 시간(t_Hld,End) 또는 상기 압력 유지 단계의 종료 전의 시간, 특히 상기 개개의 주기의 최대 금형 내부 압력의 시간(t_wkz,max)인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 현재 사출 성형 주기에서의 사출 동안의 상기 압력 적분 및 상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 사출 동안의 압력 적분의 비율은 특히 공식
을 따라, 상기 화합물 압력 변화(k₁)로서 결정되고,
또는
상기 현재 사출 성형 주기에서의 사출 동안의 상기 화합물 압력의 평균 및 상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 사출 동안의 상기 화합물 압력의 평균의 비율이 특히 공식
을 따라 상기 화합물 압력 변화(k₁)로서 결정되며,
또는
상기 현재 사출 성형 주기에서의 사출 동안 그리고 상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 사출 동안의 하나 이상의 압력 개별 값들의 비율은, 특히 공식
에 따라 상기 화합물 압력 변화(k₁)로서 결정되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 그리고 상기 현재 사출 성형 주기에서의 압력 유지 단계 동안의 금형 내부 압력(p_wkz)과 화합물 압력(p_masse) 사이의 상관성(dependence)(k₂)은 특히 다음의 공식들 중 적어도 하나에 따라, 압력 전달 특성으로서 결정되며,

여기서,
- p_masse,Hld(t)는 상기 압력 유지 단계 동안의 상기 화합물 압력 곡선이며
- p_wkz,Hld(t)는 상기 압력 유지 단계 동안의 상기 금형 내부 압력 곡선이고,
- t₂는 상기 전환점에서의 또는 상기 전환점 후의 시간이고, 특히 상기 전환 시간(t_inj/umschalt)이고, 그리고
- t₃은 상기 압력 유지 단계(t_Hld,End)의 종료의 시간 또는 상기 압력 유지 단계의 종료 이전 그러나 t₂ 이후의 시간인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사출 및/또는 상기 압력 유지 단계 내의 상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 그리고/또는 상기 현재 사출 성형 주기(p_wkz,act(t))의 임시적인 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,ref(t))은 적어도 하나의 금형 내부 압력 센서(mould internal pressure sensor)에 의해 기록되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 현재 사출 성형 주기의 상기 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))은 공식
에 따라 결정되며,
여기서,
k_mat는 하나 이상의 경험적으로 결정되는 재료-특정 인자들이며, 그리고
k₁, k₂는 화합물 압력(p_masse)과 결과적인 금형 내부 압력(p_wkz) 사이의 적어도 상기 용융물의 유동 거동 및/또는 금형 특정 상관성을 고려하는 인자들인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상관성(k₂)은 상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기에서 기록되는 압력 전달 함수(f(p_{masse,Hld,ref,i}))[
]로부터 계산되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 금형 내부 압력 센서들을 가지는 사출 금형에서, 상기 방법은 이러한 금형 내부 압력 센서들 중 하나 이상에 대해 병행하여 실행되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 현재 사출 성형 주기의 압력 유지 단계 동안, 상기 계산된 압력 유지 변화로부터 획득되는 실제 금형 내부 압력(w_wkz,act)이 측정되고 그리고 상기 목표 금형 내부 압력(p_wkz,soll)과 비교되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 수개의 프로파일 단계들을 갖는 압력 유지 단계들을 위해 적용되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 상기 현재 사출 성형 주기에서의 현재 전환점을 결정하기 위해, 상기 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,ref})은 상기 허용된 부품 기준 사출 성형 주기의 전환점에서 결정되고/판독되며, 그 후 상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 상기 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,ref})에 대응하는 목표 전환 금형 내부 압력(p_{wkz,umschalt,soll})은 상기 현재 사출 성형 주기의 상기 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t)) 상에서 결정되고, 그리고 상기 현재 사출 성형 주기에서 p_wkz,act ≥ p_{wkz,umschalt,soll}되자마자, 상기 사출 단계로부터 상기 압력 유지 단계로의 전환이 발생하는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 현재 사출 성형 주기에서 상기 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))에 도달하기 위해, 상기 현재 사출 성형 주기에서 이를 위해 요구되는 상기 목표 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,soll}(t))은 다음의 공식들 중 하나에 따라 계산되며,

또는

또는

여기서,
p_{masse,Hld,ref}는 압력 유지 매개변수이며, p_{masse,Hld,ref}(t)는 상기 압력 유지 곡선이고, p_{masse,Hld,ref,avg}는 상기 압력 유지의 평균이며, 그리고 p_wkz,ref,avg는 상기 허용된-부품 기준 사출 성형 주기의 금형 내부 압력의 평균인,
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제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 현재 사출 성형 주기의 상기 압력 유지 단계 동안, 상기 현재 사출 성형 사이클의 상기 실제 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,act(t))은 상기 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))과 비교되며, 그리고 상기 압력 유지 곡선(p_{masse,Hld,act}(t))은, 임의의 편차가 수개의 주기들에 걸쳐 보상되도록 상기 현재 사출 성형 주기 동안 또는 후속하는 사출 성형 주기에서 반복하여 조절되는,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 현재 사출 성형 주기의 상기 목표 금형 내부 압력 곡선(p_wkz,soll(t))은 공식
에 따라 결정되며,
여기서,
k₃은 제어 인자인,
사출 성형기를 작동시키기 위한 방법.
제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 적응되고 그리고 구성되는 사출 성형기.