WO2014038313A1 - 温度制御シーケンス決定装置、成形装置、プログラム、記録媒体および温度制御シーケンス決定方法 - Google Patents

温度制御シーケンス決定装置、成形装置、プログラム、記録媒体および温度制御シーケンス決定方法 Download PDF

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WO2014038313A1
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temperature
temperature control
thermosetting material
control sequence
curing reaction
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PCT/JP2013/070556
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Inventor
兼史 平野
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シャープ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0288—Controlling heating or curing of polymers during moulding, e.g. by measuring temperatures or properties of the polymer and regulating the process

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for determining a temperature control sequence for molding an object formed from a thermosetting material, and more particularly to preliminarily simulate changes in properties of the thermosetting material during the molding process.
  • the present invention relates to a temperature control sequence determination device, a molding device, a program, a recording medium, and a temperature control sequence determination method that can realize optimal temperature control.
  • thermosetting material such as a thermosetting resin starts a curing reaction by heating, but the curing reaction rate has a property of accelerating as the temperature of the thermosetting material increases. Further, since this curing reaction is usually an exothermic reaction, the thermosetting material generates heat (self-heating) as the curing reaction proceeds.
  • thermosetting material when the thermosetting material is cured by heating, the temperature of the thermosetting material is increased due to external heating and heating based on self-heating, which further accelerates the curing reaction. As a result, thermal runaway in which the curing reaction proceeds rapidly due to overheating may occur.
  • FIG. 40 is a graph for explaining thermal runaway of the thermosetting material due to overheating. As shown in FIG. 40, the curing reaction rate of the thermosetting material rapidly increases due to overheating, and this causes thermal runaway of the thermosetting material. When thermal runaway occurs, it may cause problems such as uneven physical properties, distortion, residual stress, and reduced strength of the molded article.
  • Patent Document 1 discloses a curing reaction rate calculation formula of a thermosetting material, a heat balance equation in the autoclave, a measured value of the autoclave atmospheric temperature, and a thermosetting material temperature.
  • a technique for predicting a temperature change after the current time of the thermosetting material using the measured value and controlling the ambient temperature is disclosed.
  • thermosetting material when the temperature control of the thermosetting material is performed by a temperature control unit such as an electric heater of an autoclave or a press apparatus, a delay time of several tens of seconds or more usually occurs. Therefore, when using a thermosetting material with a fast curing reaction rate in which the curing reaction proceeds in seconds, even if the temperature control is performed by feeding back the measured value of the thermosetting material temperature, it is not in time to suppress thermal runaway. There is a problem that thermal runaway cannot be sufficiently suppressed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to suppress thermal runaway in the molding process of a thermosetting material, and to prevent physical properties unevenness, distortion, residual stress, strength reduction, etc. of the molded body.
  • An object of the present invention is to provide a temperature control sequence determination device, a molding device, a program, a recording medium, and a temperature control sequence determination method that can be suppressed.
  • a temperature control sequence determination device includes a heat transfer unit that performs heat exchange with an object formed from a thermosetting material, and the temperature control sequence determination device.
  • a temperature control sequence determining apparatus that corrects a temperature control sequence that is applied to a molding apparatus including a temperature control section that controls a temperature of a hot section, and that specifies an operation of the temperature control section, the molding process of the object Predicting means for predicting the time transition of the temperature and curing reaction rate of the thermosetting material in the above, and the temperature control based on the temperature transition of the thermosetting material and the time transition of the curing reaction rate predicted by the predicting means
  • thermosetting material ⁇ curing reaction rate of the thermosetting material t: time T: absolute temperature of the thermosetting material A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m , N: reaction parameter specific to the thermosetting material, the following calculation formula for calculating the calorific value of the thermosetting material;
  • thermosetting material Total heat generation density specific to the thermosetting material
  • M Mass of the thermosetting material Heat generation in the thermosetting material, the heat transfer unit, and the temperature control unit
  • an equivalent heat circuit that equivalently represents heat transfer by a combination selected from a temperature source, a heat flow source, a thermal resistance and a heat capacity, and the temperature control sequence before correction, and the temperature control sequence according to the temperature control sequence.
  • a temperature control sequence determination method includes a heat transfer unit that performs heat exchange with an object formed from a thermosetting material, and the heat transfer unit itself or the above-described heat transfer.
  • a temperature control sequence determination method for correcting a temperature control sequence that is applied to a molding apparatus including a temperature control unit that controls a temperature of a hot part, and that specifies an operation of the temperature control unit, the molding process of the object
  • the temperature control based on the prediction step of predicting the time transition of the temperature and the curing reaction rate of the thermosetting material in the step, and the time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction rate predicted by the prediction step
  • thermosetting material ⁇ curing reaction rate of the thermosetting material t: time T: absolute temperature of the thermosetting material A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m , N: reaction parameter specific to the thermosetting material, the following calculation formula for calculating the calorific value of the thermosetting material;
  • thermosetting material Total heat generation density specific to the thermosetting material
  • M Mass of the thermosetting material
  • Heat generation in the thermosetting material, the heat transfer unit, and the temperature control unit An amount of heat and an amount of heat transfer equivalently expressed by a combination selected from a temperature source, a heat flow source, a thermal resistance and a heat capacity, and the temperature control sequence before correction, and the temperature control sequence. The time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction rate when designating the operation of the temperature control unit is predicted.
  • thermosetting material in the prediction step, a calculation formula for calculating the curing reaction rate of the thermosetting material, a calculation formula for calculating the calorific value of the thermosetting material, the thermosetting material, the heat transfer section, and the temperature control section.
  • the temperature and curing reaction rate of the thermosetting material in the molding process of the object using an equivalent thermal circuit that equivalently expresses the heat generation and heat transfer in and the temperature control sequence that specifies the operation of the temperature controller. Predict time transitions in advance. Then, based on the time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction rate predicted in the prediction step, the temperature control sequence that specifies the operation of the temperature control unit is corrected in the correction step. For this reason, it is possible to start the temperature control of the temperature control unit based on the corrected temperature control sequence.
  • thermosetting material capable of suppressing thermal runaway in the molding process of the thermosetting material and suppressing physical property unevenness, distortion, residual stress and strength reduction of the molded body. Can be realized.
  • the temperature control sequence determination device includes a heat transfer unit that performs heat exchange with an object formed from a thermosetting material, and the temperature of itself or the heat transfer unit. And a temperature control sequence determination device that corrects a temperature control sequence that specifies an operation of the temperature control unit, the thermosetting in the molding process of the object.
  • the temperature control sequence is corrected based on the prediction means for predicting the time transition of the temperature of the curable material and the curing reaction rate, and the time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction speed predicted by the prediction means.
  • Correction means, and the prediction means calculates the following formula for calculating the curing reaction rate of the thermosetting material:
  • thermosetting material ⁇ curing reaction rate of the thermosetting material t: time T: absolute temperature of the thermosetting material A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m , N: reaction parameter specific to the thermosetting material, the following calculation formula for calculating the calorific value of the thermosetting material;
  • thermosetting material Total heat generation density specific to the thermosetting material
  • M Mass of the thermosetting material Heat generation in the thermosetting material, the heat transfer unit, and the temperature control unit
  • an equivalent heat circuit that equivalently represents heat transfer by a combination selected from a temperature source, a heat flow source, a thermal resistance and a heat capacity, and the temperature control sequence before correction, and the temperature control sequence according to the temperature control sequence. The time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction rate when the operation of the temperature control unit is designated is predicted.
  • the temperature control sequence determination method which concerns on 1 aspect of this invention controls the temperature of the heat-transfer part which performs heat exchange between the objects formed from a thermosetting material, and the said heat-transfer part.
  • a temperature control sequence determination method for correcting a temperature control sequence that is applied to a molding apparatus including a temperature control unit and that specifies an operation of the temperature control unit, wherein the thermosetting material is molded in the molding process of the object.
  • the prediction step includes the following calculation formula for calculating the curing reaction rate of the thermosetting material:
  • thermosetting material ⁇ curing reaction rate of the thermosetting material t: time T: absolute temperature of the thermosetting material A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m , N: reaction parameter specific to the thermosetting material, the following calculation formula for calculating the calorific value of the thermosetting material;
  • thermosetting material Total heat generation density specific to the thermosetting material
  • M Mass of the thermosetting material Heat generation in the thermosetting material, the heat transfer unit, and the temperature control unit
  • an equivalent heat circuit that equivalently represents heat transfer by a combination selected from a temperature source, a heat flow source, a thermal resistance and a heat capacity, and the temperature control sequence before correction, and the temperature control sequence according to the temperature control sequence. This is a method for predicting the time transition of the temperature and the curing reaction rate of the thermosetting material when the operation of the temperature control unit is designated.
  • thermosetting material that can suppress thermal runaway in molding a thermosetting material and suppress physical property unevenness, distortion, residual stress, strength reduction, and the like of the molded body.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the molding apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of the temperature dependence of the heat flow from the thermosetting material obtained as a result of DSC measurement of the thermosetting material at a heating rate of 5 K / min.
  • FIG. 3 (a) is a graph showing an example of a change in the reaction rate over time obtained as a result of DSC measurement of a sample at a heating rate of 5 K / min.
  • FIG. 3 (b) shows a heating rate of 10 K / min. It is a graph which shows an example of the time change of the reaction rate obtained as a result of measuring a sample by DSC.
  • FIG. 4A is a circuit diagram showing an equivalent heat circuit expressing heat transfer in a one-dimensional direction in the heat transfer section
  • FIG. 4B is a circuit diagram of FIG. 4B
  • FIG. It is the schematic diagram which blocked the equivalent thermal circuit shown by (a).
  • FIG. 5A is a circuit diagram showing an equivalent thermal circuit expressing heat generation and heat transfer in a one-dimensional direction in the thermosetting material
  • FIG. 5B is a circuit diagram shown in FIG. It is the schematic diagram which made the equivalent thermal circuit into a block.
  • 6A is an equivalent thermal circuit representing heat generation and heat transfer in a one-dimensional direction in the heat transfer section, the thermosetting material, and the temperature control section
  • FIG. 6B is a diagram of FIG. It is the schematic diagram which blocked the equivalent thermal circuit shown by (a).
  • FIG. 7 is a table defining an initial temperature control sequence.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a temperature change profile of the temperature controller corresponding to the initial temperature control sequence shown in FIG.
  • FIG. 9 is a graph showing a thermal response simulation result by the prediction means.
  • FIG. 10 is a table defining a temperature control sequence after correction.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a temperature change profile of the temperature controller corresponding to the corrected temperature control sequence shown in FIG.
  • FIG. 12 is a graph showing a thermal response simulation result when the corrected temperature control sequence shown in FIG. 10 is executed.
  • FIG. 13A is a circuit diagram showing an equivalent heat circuit expressing heat transfer in a two-dimensional direction in the heat transfer section, and FIG. 13B is an equivalent heat shown in FIG.
  • FIG. 14A is a circuit diagram showing an equivalent heat circuit expressing heat generation and heat transfer in a two-dimensional direction in the thermosetting material
  • FIG. 14B is a circuit diagram shown in FIG.
  • FIG. 15A is a circuit diagram showing an equivalent thermal circuit expressing heat radiation to the air
  • FIG. 15B is a schematic diagram in which the equivalent thermal circuit shown in FIG.
  • FIG. 16 is a schematic diagram in which an equivalent heat circuit expressing heat generation and heat transfer in a two-dimensional direction in the heat transfer section and the thermosetting material is made into a block
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the molding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is an equivalent thermal circuit that expresses heat generation and heat transfer in a one-dimensional direction in the heat transfer section, the thermosetting material, and the temperature control section.
  • FIG. 19 is a table defining an initial temperature control sequence.
  • 20A is a schematic diagram showing a temperature change profile of the induction temperature corresponding to the initial temperature control sequence shown in FIG. 19, and
  • FIG. 20B is a detected temperature detected by the temperature detector. It is a schematic diagram which shows the temperature change profile.
  • FIG. 21 is a table defining a temperature control sequence after correction.
  • 22A is a schematic diagram showing a temperature change profile of the induction temperature corresponding to the corrected temperature control sequence shown in FIG. 21, and
  • FIG. 22B is detected by the temperature detection unit. It is a schematic diagram which shows the temperature change profile of detected temperature.
  • FIG. 23 is another table that defines a temperature control sequence after correction.
  • FIG. 24A is a schematic diagram showing a temperature change profile of the induction temperature corresponding to the corrected temperature control sequence shown in FIG. 23, and FIG. 24B is detected by the temperature detection unit. It is a schematic diagram which shows the temperature change profile of detected temperature.
  • FIG. 25 is a graph showing an example of the temperature dependence of the heat flow from the thermosetting material obtained as a result of DSC measurement of the thermosetting material at a heating rate of 10 K / min.
  • FIG. 26 (a) to FIG. 26 (e) are graphs showing an example of temporal changes in the curing reaction rate and the curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of a sample at a constant temperature.
  • FIG. 26 Shows the time change of the curing reaction rate and curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of the sample at a constant temperature of 60 ° C.
  • FIG. 26B shows the result of isothermal DSC measurement of the sample at a constant temperature of 70 ° C.
  • 26 shows the time change of the curing reaction rate and the curing reaction rate.
  • FIG. 26C shows the time change of the curing reaction rate and the curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of the sample at a constant temperature of 80 ° C.
  • D shows the time change of the curing reaction rate and curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of the sample at a constant temperature of 90 ° C.
  • FIG. 26 shows the sample at a constant temperature of 100 ° C. It shows the time variations of the curing reaction rate and the curing reaction ratio obtained as a result of DSC measurement.
  • FIG. 27 is a graph illustrating an example of an Arrhenius plot.
  • 28 (a) to 28 (c) are graphs showing an example of changes in the curing reaction rate and the curing reaction rate at a constant temperature rising rate, and FIG. 28 (a) is a temperature rising rate of 10 K / min.
  • FIG. 28 (b) shows the change in the curing reaction rate and the curing reaction rate of the sample at a temperature rising rate of 20 K / min, and
  • FIG. 28 (c) shows the change in the curing reaction rate and the curing reaction rate of the sample.
  • FIG. 29 is a table defining an initial temperature control sequence.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing a temperature change profile of the temperature controller corresponding to the initial temperature control sequence shown in FIG.
  • FIG. 31 is a graph showing a thermal response simulation result by the prediction means.
  • FIG. 32 is a table that defines a temperature control sequence after correction.
  • FIG. 33 is a schematic diagram showing a temperature change profile of the temperature controller corresponding to the corrected temperature control sequence shown in FIG.
  • FIG. 34 is a graph showing a thermal response simulation result when the corrected temperature control sequence shown in FIG. 32 is executed.
  • FIG. 35 is an example of a table defining a temperature control sequence.
  • FIG. 36 is a table showing an example of a variable group configured based on the temperature control sequence shown in FIG.
  • FIG. 37 is a table showing an example of operand candidates.
  • FIG. 38 is an example of a table defining merit functions.
  • FIG. 39 is a circuit diagram showing an example of an equivalent thermal circuit for explaining the parameters shown in FIG.
  • FIG. 40 is a graph for explaining thermal runaway of the thermosetting material due to overheating.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a molding apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the molding apparatus 1 according to the present embodiment is for molding a molding target by heating a molding target (object) formed from the thermosetting material H and curing the thermosetting material H.
  • the molding apparatus 1 includes a temperature control sequence determination unit (temperature control sequence determination device) 3, a temperature control unit 4, a heat transfer unit 5, and an input unit 6.
  • a temperature control sequence determination unit temperature control sequence determination device
  • a temperature control unit 4 temperature control unit
  • a heat transfer unit 5 heat transfer unit 5
  • an input unit 6 input unit 6.
  • the temperature control sequence determination unit 3 predicts the time transition of the temperature of the thermosetting material H and the curing reaction rate in the molding process, and corrects the initial temperature control sequence based on the prediction result.
  • the temperature control sequence determination unit 3 includes a prediction unit 31 and a correction unit 32.
  • the predicting means 31 predicts the temperature of the thermosetting material H and the time transition of the curing reaction rate in the molding process before executing the molding process.
  • the predicting means 31 in the molding process when executing a temperature control sequence (hereinafter referred to as an initial temperature control sequence) for designating the operation of the temperature control unit 4 given as an initial value.
  • the temperature of the thermosetting material H and the time transition of the curing reaction rate are simulated.
  • the prediction unit 31 outputs the predicted temperature response of the thermosetting material H and the thermal response simulation result of the time transition of the curing reaction rate (see FIG. 9), the initial temperature control sequence, and the like to the correction unit 32. Details of the processing in the prediction means 31 will be described later.
  • the correction unit 32 corrects the initial temperature control sequence based on the thermal response simulation result of the time transition of the temperature of the thermosetting material H and the curing reaction rate predicted by the prediction unit 31. Specifically, when the thermal response simulation result is output from the prediction unit 31, the correcting unit 32 is configured to suppress thermal runaway of the thermosetting material H due to overheating based on the thermal response simulation result. Modify the initial temperature control sequence.
  • the correction means 32 outputs the corrected initial temperature control sequence (hereinafter referred to as a corrected temperature control sequence) to the temperature control unit 4. Details of the processing in the correction means 32 will be described later.
  • the temperature control unit 4 is for controlling the temperature of the thermosetting material H. Specifically, the temperature control unit 4 controls the temperature of the temperature control unit 4 itself based on the input temperature control sequence. Then, the temperature of the thermosetting material H is controlled by heating and cooling the thermosetting material H through the heat transfer section 5. That is, the temperature control unit 4 controls the temperature of the thermosetting material H by controlling the temperature of the thermosetting material H by heating and cooling the thermosetting material H through the heat transfer unit 5 by controlling the temperature of the temperature control unit 4 by the corrected temperature control sequence. To do.
  • the temperature control unit 4 includes a temperature control means 41 and a heating / cooling unit 42.
  • the temperature control means 41 controls the heating / cooling output of the heating / cooling section 42. Specifically, the temperature control unit 41 controls the heating / cooling output of the heating / cooling unit 42 so that the temperature of the heating / cooling unit 42 changes based on the input temperature control sequence.
  • the heating / cooling unit 42 performs heating or cooling operation. Specifically, the heating / cooling unit 42 heats or cools the heating / cooling unit 42 itself based on an output signal from the temperature control means 41.
  • the heating / cooling unit 42 includes a heater such as a nichrome wire, a cooling means such as a water-cooled pipe, a metal plate having a high thermal conductivity, etc., and abuts on the heat transfer unit 5 to heat or cool the heat transfer unit 5.
  • the metal plate is made of aluminum and has a thickness of about 30 mm.
  • the heat transfer unit 5 performs heat exchange with the thermosetting material H.
  • the heat transfer unit 5 is, for example, a mold made of a metal having high thermal conductivity. The temperature of the heat transfer unit 5 is adjusted by the heating / cooling unit 42 and heat exchange is performed with the thermosetting material H.
  • the heat transfer section 5 is made of SUS and has a thickness of 20 mm and a thermal conductivity of about 20 W / K / m.
  • the thickness of the heat transfer part 5 is reduced, the delay time of heat transfer to the thermosetting material H can be shortened.
  • the thickness of the heat transfer part 5 is increased, the thermosetting property is increased. The temperature uniformity within the surface of the material H can be improved.
  • thermosetting material H The thermosetting material H molded in this embodiment has, for example, a thermal conductivity of 0.2 W / K ⁇ m, a specific heat of 1.5 J / K ⁇ g, a specific gravity of 1.2 g / cm 3 , and a thickness of about 0.8 mm. is there.
  • the heat transfer section 5 and the heating / cooling section 42 are arranged vertically symmetrically with respect to the thermosetting material H. Therefore, in the equivalent thermal circuit, the thickness of the thermosetting material H is set to 0.4 mm.
  • the predicting means 31 simulates the time transition of the temperature and the curing reaction rate of the thermosetting material H in the molding process when the initial temperature control sequence is executed. Specifically, the predicting means 31 simulates the time transition of the temperature of the thermosetting material H and the curing reaction rate in the molding process by the following (1) to (3).
  • DSC measurement DSC Different Scanning Calorimetry measurement measures the calorific value at each time point by changing the temperature of a sample constant or continuously. According to DSC measurement at a constant temperature increase rate, the total heat generation density of the thermosetting material H can be obtained.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of the temperature dependence of the heat flow from the thermosetting material obtained as a result of DSC measurement of the thermosetting material H at a heating rate of 5 K / min. For example, by connecting two points (50 ° C. and 280 ° C. in the figure) that can be regarded as the calorific value of the thermosetting material H as a baseline, and subtracting the heat capacity of the thermosetting material H and heat consumption due to heat dissipation The total heat generation density of the thermosetting material H can be determined to be 160 J / g.
  • the predicting means 31 calculates the curing reaction rate of the thermosetting material H using the following formula (Kamal model formula).
  • thermosetting material H curing reaction rate of the thermosetting material H ⁇ : curing reaction rate of the thermosetting material H t: time T: absolute temperature of the thermosetting material H A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m , N: Reaction parameter specific to thermosetting material H Further, the predicting means 31 calculates the calorific value of the thermosetting material H using the following calculation formula.
  • thermosetting material H Q Total heat generation density specific to the thermosetting material H M: Mass of the thermosetting material H DSC measurement results at different heating rates were used to obtain these reaction parameters. Should be compared.
  • FIG. 3 (a) is a graph showing the change over time of the reaction rate obtained as a result of DSC measurement of the sample at a heating rate of 5 K / min.
  • FIG. 3 (b) shows the sample at a heating rate of 10 K / min. It is a graph which shows the time change of the reaction rate obtained as a result of measuring DSC.
  • the curing reaction rate of the thermosetting material H can be expressed by the following calculation formula.
  • the prediction means 31 selects the heat_generation
  • An equivalent thermal circuit that is equivalently expressed by a combination is configured.
  • the temperature control unit 41 normally controls the heat generation amount by feedback control in order to induce the temperature of the heating / cooling unit 42 to a desired temperature (that is, a heat flow source).
  • a desired temperature that is, a heat flow source.
  • the temperature control unit 4 is expressed as a temperature source that can directly define the temperature of the heating and cooling unit 42.
  • the equivalent thermal circuit is a thermal circuit that expresses an assumed system equivalently or approximately by a combination of a temperature source, a heat flow source, a thermal resistance, and a heat capacity.
  • Heat transfer and heat generation phenomena can be handled by analogy with electrical circuit conduction phenomena: temperature and potential, heat flow and current, thermal resistance / conductance and electrical resistance / conductance, thermal capacity and electrical capacity, thermal circuit and electrical circuit. , Respectively.
  • FIG. 4A is a circuit diagram showing an equivalent heat circuit expressing heat transfer in a one-dimensional direction in the heat transfer section 5, and FIG. 4B is an equivalent circuit shown in FIG. It is the schematic diagram which made the thermal circuit into blocks.
  • FIG. 5A is a circuit diagram showing an equivalent thermal circuit that expresses heat generation and heat transfer in the one-dimensional direction in the thermosetting material H
  • FIG. 5B is a circuit diagram of FIG. It is the schematic diagram which made the equivalent thermal circuit shown into the block.
  • FIG. 6A and FIG. 6B an equivalent thermal circuit expressing heat generation and heat transfer in the heat transfer section 5, the thermosetting material H, and the temperature control section 4 is shown in FIG.
  • the equivalent thermal circuit of the heat transfer section 5 shown in (a) of FIG. 5 and the equivalent thermal circuit of the thermosetting material H shown in (a) of FIG. it can be represented by a combination of heating value q, and the temperature source T C (corresponding to the temperature control unit 4).
  • the thermal resistance R M and the heat capacity C M of the heat transfer section 5 are respectively expressed as follows.
  • thermosetting material H the thermal resistance R S , the heat capacity C S, the curing reaction rate d ⁇ / dt, and the calorific value q of the thermosetting material H are respectively expressed as follows.
  • FIG. 7 is a table that defines the initial temperature control sequence. As shown in FIG. 7, the initial temperature control sequence is provided with various programs for controlling the temperature.
  • the initial temperature control sequence includes temperature control steps 1 to 3, and each temperature control step is defined by a target temperature, a temperature change rate, and an elapsed time.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a temperature change profile of the temperature control unit 4 corresponding to the initial temperature control sequence shown in FIG.
  • the temperature of the temperature control unit 4 changes like a temperature change profile shown in FIG. 8.
  • the holding time at 150 ° C. is increased to 300 seconds in order to stabilize the molding accuracy of the molding object by stress relaxation.
  • This initial temperature control sequence may be input by the user via the input unit 6 or may be previously stored in the molding apparatus 1.
  • the predicting means 31 uses the reaction parameters, the equivalent thermal circuit and the initial temperature control sequence as described above to perform the thermal response simulation, the curing reaction rate ⁇ , the curing reaction of the thermosetting material H. The time transition of the speed d ⁇ / dt and the absolute temperature T is calculated.
  • FIG. 9 is a graph showing a thermal response simulation result by the prediction means 31. As shown in FIG. 9, when the initial temperature control sequence is executed, the curing reaction rate of the thermosetting material H rapidly increases around 130 seconds, and thermal runaway of the thermosetting material H due to overheating may occur. It can be obtained from the thermal response simulation result of the predicting means 31.
  • thermosetting material H based on the thermal response simulation result
  • maximum value of the curing reaction rate is 0.609 / s
  • final curing reaction rate is 0.983.
  • the correction means 32 is based on the thermal response simulation result of the time transition of the temperature of the thermosetting material H and the curing reaction rate predicted by the prediction means 31, and the thermal runaway of the thermosetting material H due to overheating.
  • the initial temperature control sequence is modified so that the
  • the temperature rising rate during heating may be lowered.
  • FIG. 10 is a table that defines the corrected temperature control sequence. As shown in FIG. 10, in the correction means 32, thermal runaway has occurred so that the rate of temperature rise in the temperature zone where thermal runaway of the thermosetting material H has occurred in the thermal response simulation result of the prediction means 31.
  • the initial temperature sequence is corrected by subdividing the temperature control step and defining the shift temperature.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a temperature change profile of the temperature controller 4 corresponding to the temperature control sequence after correction shown in FIG. 10, and FIG. 12 shows the temperature control sequence after correction shown in FIG. It is a graph which shows the thermal response simulation result at the time of performing.
  • the temperature of the temperature control unit 4 changes like the temperature change profile shown in FIG. 11, and the thermosetting property in the thermal response simulation result of the predicting means 31.
  • the rate of temperature increase in the temperature range in which the thermal runaway of the material H has occurred is low.
  • the temperature change rate in the temperature zone 110 ° C. to 130 ° C. including the temperature 125.7 ° C. at which the curing reaction rate becomes 0.05 and the temperature 128.8 ° C. at which the curing reaction rate becomes 0.1 is 1 Reduced from 0.0 K / s to 0.2 K / s.
  • the thermal runaway of the thermosetting material H due to overheating can be suppressed by executing the corrected temperature control sequence.
  • the maximum value of the excessive temperature rise of the thermosetting material H by the temperature control sequence after correction is 0.0K
  • the maximum value of the curing reaction rate is 0.100 / s
  • the final curing reaction rate is 0.984. .
  • the temperature control unit 4 can start the temperature control of the temperature control unit 4 itself based on the optimized temperature control sequence after correction. .
  • the molding apparatus 1 that suppresses thermal runaway in the molding process of the thermosetting material H and suppresses physical property unevenness, distortion, residual stress, strength reduction, and the like of the molded body. it can.
  • the correction means 32 corrects the initial temperature control sequence so that the difference between the temperature of the thermosetting material H and the temperature of the temperature control unit 4 (heating / cooling unit 42) is 10 ° C. or less at each time point. Is preferred. Thereby, the raise of the rapid hardening reaction rate of the thermosetting material H can be suppressed, and thermal runaway can be suppressed.
  • the correcting means 32 corrects the initial temperature control sequence so that the curing reaction rate of the thermosetting material H becomes 0.1 / second or less at each time point. Thereby, the thermal runaway of the thermosetting material H can be suppressed effectively.
  • the correcting means 32 corrects the initial temperature control sequence so that the curing reaction rate of the thermosetting material H at the time when the initial temperature control sequence is completed is 0.8 or more. Thereby, the curing reaction rate of the thermosetting material H at the completion of the molding process can be increased.
  • the predicting means 31 has been described using the one-dimensional equivalent thermal circuit to simulate the time transition of the temperature and the curing reaction rate of the thermosetting material H in the molding process. It is not limited to this. Instead of the one-dimensional equivalent thermal circuit, a two-dimensional equivalent thermal circuit may be used to perform a thermal response simulation.
  • FIG. 13A is a circuit diagram showing an equivalent heat circuit that expresses heat transfer in the two-dimensional direction in the heat transfer section 5, and FIG. 13B is an equivalent circuit shown in FIG. It is the schematic diagram which made the thermal circuit into blocks.
  • the heat transfer in the two-dimensional direction in the heat transfer section 5 is represented by a combination of the thermal resistance R X , the thermal resistance R Z , and the heat capacity C. Can do.
  • the thermal resistance R X , the thermal resistance R Z , and the heat capacity C are each expressed as follows.
  • FIG. 14A is a circuit diagram showing an equivalent thermal circuit that expresses heat generation and heat transfer in the two-dimensional direction in the thermosetting material H
  • FIG. 14B is a circuit diagram of FIG. It is the schematic diagram which made the equivalent thermal circuit shown into the block.
  • the heat generation and heat transfer in the two-dimensional direction of the thermosetting material H are the heat resistance R X , the heat resistance R Z , the heat capacity C, and the heat generation. It can be represented by a combination of quantities q.
  • the thermal resistance R, the thermal capacity C, the curing reaction rate d ⁇ / dt, and the calorific value q are respectively expressed as follows.
  • FIG. 15A is a circuit diagram showing an equivalent thermal circuit expressing heat radiation to the air
  • FIG. 15B is a schematic diagram in which the equivalent thermal circuit shown in FIG. FIG.
  • the heat radiation to the air can be expressed by the calorific value q.
  • the calorific value q is expressed as follows.
  • h C is the convective heat transfer coefficient
  • h S is the radiant heat transfer coefficient
  • S is the area of the heat transfer surface (contact surface with air)
  • Ta is the air temperature
  • h C and h S are the equations shown in FIG. Is calculated by
  • FIG. 16 is a schematic diagram in which an equivalent heat circuit that expresses heat generation and heat transfer in the two-dimensional direction in the heat transfer section 5, the thermosetting material H, and the temperature control section 4 is formed into a block diagram.
  • the equivalent heat circuit expressing heat generation and heat transfer in the two-dimensional direction in the heat transfer unit 5, the thermosetting material H, and the temperature control unit 4 is an equivalent heat circuit of the heat transfer unit 5. It can be represented by a combination of a block, a block of an equivalent thermal circuit of the thermosetting material H, a block of an equivalent thermal circuit expressing heat radiation to the air, and a temperature source T C (corresponding to the temperature control unit 4). .
  • FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration of the molding apparatus 1a according to the present embodiment.
  • the temperature control unit 4 includes a temperature detection unit (detection unit) 43, and based on the temperature of the heat transfer unit 5 detected by the temperature detection unit 43, the heating and cooling unit 42
  • the main difference from the molding apparatus 1 according to the first embodiment is that feedback control is performed.
  • the temperature detection unit 43 detects the temperature of at least one of the heat transfer unit 5 and the heating / cooling unit 42. In the present embodiment, the temperature detection unit 43 detects the temperature of the heat transfer unit 5 and outputs the detected temperature of the heat transfer unit 5 to the temperature control unit 41.
  • the temperature control means 41 controls the heating / cooling output of the heating / cooling section 42.
  • the heating / cooling unit 42 is moved to bring the detected temperature closer to the induction temperature.
  • Perform feedback control That is, a feedback control method such as PID is used with the heating / cooling unit 42 as an actuator, the heating / cooling output of the heating / cooling unit 42 as a control input, and the detected temperature as a control target.
  • the upper limit of the heating / cooling rate of the heating / cooling unit 42 to be realized is determined by the maximum capacity of the heating / cooling output of the heating / cooling unit 42.
  • the predicting means 31 simulates the time transition of the temperature and the curing reaction rate of the thermosetting material H in the molding process by the DSC measurement, the equivalent thermal circuit, and the initial temperature control sequence.
  • FIG. 18 is an equivalent heat circuit expressing heat generation and heat transfer in the one-dimensional direction in the heat transfer section 5, the thermosetting material H, and the temperature control section 4.
  • the temperature control means 41 controls the heat generation amount by feedback control in order to induce the temperature of the heat transfer section 5 to a desired temperature. Therefore, as shown in FIG. 18, in the equivalent thermal circuit, the temperature control unit 4 is expressed as a heat flow source.
  • FIG. 19 is a table defining an initial temperature control sequence. As shown in FIG. 19, the initial temperature control sequence is provided with various programs for controlling the temperature.
  • the initial temperature control sequence includes temperature control steps 1 to 3, and each temperature control step is defined by a target temperature, a trigger temperature, and an elapsed time.
  • Each temperature control step is completed after an elapsed time after the detected temperature reaches the trigger temperature. Moreover, the temperature control step to which the trigger temperature is not given is completed after an elapsed time from the start of the step.
  • FIG. 20A is a schematic diagram illustrating a temperature change profile of the induction temperature corresponding to the initial temperature control sequence illustrated in FIG. 19, and FIG. 20B is a detection detected by the temperature detection unit 43. It is a schematic diagram which shows the temperature change profile of temperature. As shown in FIG. 20A, the change to the target temperature is stepped in the graph of the induction temperature. On the other hand, as shown in FIG. 20 (b), the detected temperature requires a delay time, and the temperature rising / falling speed approaches the induction temperature with the above-mentioned upper limit. Therefore, the temperature rising / falling speed is further reduced.
  • the correcting means 32 corrects the initial temperature control sequence so as to reduce the temperature rising rate during heating.
  • FIG. 21 is a table defining a temperature control sequence after correction. As shown in FIG. 21, the correcting means 32 corrects the initial temperature sequence by subdividing the temperature control step and defining the shift temperature so that the heating rate during heating is low.
  • FIG. 22A is a schematic diagram showing a temperature change profile of the induction temperature corresponding to the corrected temperature control sequence shown in FIG. 21, and FIG. 22B is detected by the temperature detection unit 43. It is a schematic diagram which shows the temperature change profile of detected temperature.
  • the correction unit 32 corrects the initial temperature control sequence so as to avoid the convergence time at the time of transition to the temperature control step and shorten the molding process time by setting a trigger temperature different from the target temperature. .
  • FIG. 23 is another table that defines the corrected temperature control sequence.
  • the correction means 32 subdivides the temperature control step so as to lower the temperature increase rate during heating, defines the shift temperature, and sets a trigger temperature different from the target temperature. To correct the initial temperature sequence.
  • FIG. 24A is a schematic diagram showing a temperature change profile of the induction temperature corresponding to the corrected temperature control sequence shown in FIG. 23, and FIG. It is a schematic diagram which shows the temperature change profile of detected temperature.
  • a trigger temperature different from the target temperature is set as shown in FIG. 24 (a) and FIG. 24 (b).
  • the timing variation of the temperature control step transition due to the surrounding environment air temperature, cooling water temperature, etc.
  • the molding process conditions for each molding shot Can be made uniform, and variations in molding accuracy can be reduced.
  • the correcting means 32 is such that when the curing reaction rate of the thermosetting material H takes a certain value of 0.05 or more and 0.2 or less, the temperature of the thermosetting material H is the gelation temperature, Among the temperature control steps, the temperature control step including the time when the temperature of the temperature control unit 4 becomes the gelation temperature is changed into two temperature control steps before the time when the temperature of the temperature control unit 4 becomes the gelation temperature. It is preferable to modify the initial temperature control sequence by dividing. By dividing the temperature control step in this way and shortening the temperature control step including the gelation temperature at which the curing reaction proceeds most rapidly on the characteristics of the reaction rate equation, the time for the low temperature increase rate is shortened. It becomes possible.
  • the correction means 32 has a gelation temperature as the temperature of the thermosetting material H.
  • the temperature control step including the time when the temperature of the temperature control unit 4 becomes the gelation temperature is changed into two temperature control steps after the time when the temperature of the temperature control unit 4 becomes the gelation temperature. It is preferable to modify the initial temperature control sequence by dividing. By dividing the temperature control step in this way and shortening the temperature control step including the gelation temperature at which the curing reaction proceeds most rapidly on the characteristics of the reaction rate equation, the time for the low temperature increase rate is shortened. It becomes possible.
  • the correction means 32 is the heating capability of a temperature control means, when the temperature change rate is not given about the temperature control step including the time when the temperature of the temperature control part 4 turns into gelation temperature among temperature control steps. If a value lower than the limit value given by is given and a temperature change rate is given, it is preferable to modify the initial temperature control sequence by reducing the temperature change rate. Thereby, since it becomes possible to make low the temperature increase rate of the thermosetting material H in the temperature control step including the time of becoming gelation temperature, the thermal runaway of the thermosetting material H can be suppressed easily. .
  • the correction means 32 corrects the temperature control sequence by reducing the target temperature for the temperature control step including the time when the temperature of the temperature control unit 4 becomes the gelation temperature among the temperature control steps. Thereby, since it becomes possible to make low the temperature increase rate of the thermosetting material H in the temperature control step including the time of becoming gelation temperature, the thermal runaway of the thermosetting material H can be suppressed easily. .
  • This embodiment is mainly different from Embodiment 1 in that reaction parameters are determined by isothermal DSC measurement.
  • FIG. 25 shows the temperature of the heat flow from the thermosetting material H obtained as a result of DSC measurement of the thermosetting material H at a heating rate of 10 K / min. It is a graph which shows an example of the dependence with respect to. For example, by connecting two points (50 ° C. and 265 ° C. in the figure) that can be regarded as the calorific value of the thermosetting material H as a baseline, and subtracting the heat capacity of the thermosetting material H and heat consumption due to heat dissipation The total heat generation density of the thermosetting material H can be determined to be 410 J / g.
  • the predicting means 31 has the following formula for the curing reaction rate of the thermosetting material H:
  • thermosetting material H ⁇ curing reaction rate of the thermosetting material H t: time T: absolute temperature of the thermosetting material H A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m , N: reaction parameters specific to thermosetting material H, K 1 , K 2 : results of isothermal DSC measurement to obtain reaction parameters when assumed to be represented by reaction parameters determined by thermosetting material H and temperature Is used.
  • reaction parameter is determined in consideration of the following matters.
  • FIG. 26 (a) to FIG. 26 (e) are graphs showing an example of temporal changes in the curing reaction rate and the curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of a sample at a constant temperature. ) Shows the time change of the curing reaction rate and curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of the sample at a constant temperature of 60 ° C., and FIG. 26B shows the result of isothermal DSC measurement of the sample at a constant temperature of 70 ° C. 26 shows the time change of the curing reaction rate and the curing reaction rate.
  • FIG. 26 (a) to FIG. 26 (e) are graphs showing an example of temporal changes in the curing reaction rate and the curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of a sample at a constant temperature.
  • 26C shows the time change of the curing reaction rate and the curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of the sample at a constant temperature of 80 ° C.
  • D shows the time change of the curing reaction rate and the curing reaction rate obtained as a result of isothermal DSC measurement of the sample at a constant temperature of 90 ° C.
  • e shows the sample at a constant temperature of 100 ° C. It shows the time variations of the curing reaction rate and the curing reaction ratio obtained as a result of measuring temperature DSC.
  • FIG. 28 (a) to 28 (c) are graphs showing an example of changes in the curing reaction rate and the curing reaction rate at a constant temperature rising rate, and FIG. 28 (a) is a temperature rising rate of 10 K / min.
  • FIG. 28 (b) shows the change in the curing reaction rate and the curing reaction rate of the sample at a temperature rising rate of 20 K / min
  • FIG. 28 (c) shows the change in the curing reaction rate and the curing reaction rate of the sample. It shows changes in the curing reaction rate and curing reaction rate of the sample at a heating rate of 40 K / min.
  • reaction parameter A 1 , T 1 , A 2, and T 2 from the Arrhenius plot of the parameters K 1 and K 2 , the number of parameters to be determined at a time decreases, so that the reaction parameter A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m, n can be determined.
  • FIG. 29 is a table defining an initial temperature control sequence
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing a temperature change profile of the temperature controller 4 corresponding to the initial temperature control sequence shown in FIG. It is.
  • the initial temperature control sequence shown in FIG. 29 is the same as the initial temperature control sequence shown in FIG.
  • the predicting means 31 uses the reaction parameters determined as described above, the equivalent thermal circuit, and the initial temperature control sequence, and by thermal response simulation, the curing reaction rate ⁇ of the thermosetting material H, the curing reaction rate d ⁇ / dt, And the time transition of the absolute temperature T is calculated.
  • FIG. 31 is a graph showing a thermal response simulation result by the predicting means 31. As shown in FIG. 31, when the initial temperature control sequence is executed, the curing reaction speed of the thermosetting material H rapidly increases around 130 seconds, and thermal runaway of the thermosetting material H due to overheating may occur. It can be obtained from the thermal response simulation result of the predicting means 31.
  • thermosetting material H based on the thermal response simulation result
  • the maximum value of the curing reaction rate is 7.573 / s
  • the final curing reaction rate is 0.982.
  • correction of temperature control sequence The correction means 32 is based on the thermal response simulation result of the time transition of the temperature of the thermosetting material H and the curing reaction rate predicted by the prediction means 31, and the thermosetting material by overheating.
  • the initial temperature control sequence is modified so that thermal runaway of H is suppressed.
  • FIG. 32 is a table defining a temperature control sequence after correction. As shown in FIG. 32, the correcting means 32 subdivides the temperature control step so that the rate of temperature increase in the temperature zone where the thermal runaway of the thermosetting material H occurs in the thermal response simulation result of the predicting means 31 becomes low. And the initial temperature sequence is corrected by defining the shift temperature.
  • FIG. 33 is a schematic diagram showing a temperature change profile of the temperature control unit 4 corresponding to the temperature control sequence after correction shown in FIG. 32, and FIG. 34 shows the temperature control sequence after correction shown in FIG. It is a graph which shows the thermal response simulation result at the time of performing.
  • the temperature of the temperature control unit 4 changes like the temperature change profile shown in FIG. 33, and the thermosetting property in the thermal response simulation result of the predicting means 31.
  • the rate of temperature increase in the temperature range in which the thermal runaway of the material H has occurred is low.
  • the temperature change rate in the temperature zone 110 ° C. to 130 ° C. including the temperature 114.7 ° C. at which the curing reaction rate becomes 0.1 and the temperature 124.7 ° C. at which the curing reaction rate becomes 0.2 is 1 Reduced from 0.0 K / s to 0.2 K / s.
  • the thermal runaway of the thermosetting material H due to overheating can be suppressed by executing the corrected temperature control sequence.
  • the maximum value of the excessive temperature rise of the thermosetting material H in the corrected temperature control sequence is 0.0 K
  • the maximum value of the curing reaction rate is 0.045 / s
  • the final curing reaction rate is 0.978. .
  • thermosetting material H while easily determining reaction parameters by isothermal DSC measurement, thermal runaway in the molding process of the thermosetting material H is suppressed, and physical properties unevenness, distortion, residual stress and The shaping
  • a method for obtaining the minimum value of a multivariable function such as f (x 1 , x 2 ,..., X n )
  • a method for obtaining the minimum value of a multivariable function such as f (x 1 , x 2 ,..., X n )
  • Newton-Raphson method steepest descent method, conjugate gradient method, golden section method, etc.
  • a known method can be used.
  • the correction unit 32 selects a step number and an item (target temperature / temperature change rate / elapsed time) from the temperature control sequence, A parameter to be a variable is specified, and a variable group is configured by one or more variables.
  • FIG. 35 is an example of a table defining a temperature control sequence
  • FIG. 36 is a table showing an example of a variable group configured based on the temperature control sequence shown in FIG.
  • the correction means 32 constitutes a variable group by one or more variables in which the step number of the temperature control step and the target temperature, temperature change rate or elapsed time in the temperature control step are specified. Assuming that the temperature control sequence shown in FIG. 35 is given, the variable group shown in FIG. 1 is a variable based on a combination of step number 3 and the target temperature. 2 is a variable based on a combination of step number 3 and temperature change. 3 is a variable by a combination of step number 4 and the target temperature.
  • the correcting unit 32 configures a merit function in which operands selected from the operand candidates are ranked in the order of operation.
  • the merit function is composed of one or more consecutive operands arranged in the order of operation, evaluated in the order of arrangement, performs a predetermined operation for each operand, and returns the function value at that point after the operation by the last operand. It is a function.
  • FIG. 37 is a table showing an example of operand candidates.
  • v i is the current value
  • t i is the target value
  • w i is the weight.
  • operand candidates include types of output operands, operation operands, and control operands, and an operation (update condition) is defined for each.
  • the output operand is an output value calculated by the thermal response simulation
  • the operation operand is an operation using the previously calculated output or the value of the operation operand
  • the control operand is a parameter to be input to the thermal response simulation. It is.
  • the correction means 32 selects one or more operands from such operand candidates and sets necessary parameters for each operand.
  • operand candidates shown in FIG. 37 are merely examples, and it is not necessary to employ all of them in the merit function configuration. Further, other types (functions) may be added to the operand candidates.
  • FIG. 38 is an example of a table defining the merit function
  • FIG. 39 is a circuit diagram illustrating an example of an equivalent thermal circuit for explaining the parameters shown in FIG.
  • operand no. 3 (Operation Name: Temperature) In, substituted in the node 2 (see FIG. 39) and the node 1 calculates the maximum value of the temperature difference between (see Figure 39) v 3, substituting the weights 0 to w 3 . Since the weight is 0, operand No. In 3, the merit function f is not updated, and the process shifts to the next operand. Operand No. 3 assumes an excessive temperature rise due to thermal runaway.
  • operand no. 4 (Operation name: less than) the, v if 3 is larger than the target value 10, 1 ⁇ to merit function f (v 3 -10) 2 is added to.
  • operand no. 5 (Operation name: rate) In substitutes the maximum value of the reaction rate of the block 2 (see Figure 39) to compute v 5, substituting the weights 0 to w 5. Since the weight is 0, operand No. In 5, the merit function f is not updated, and the process proceeds to the next operand.
  • Operand No. 7 (operation name: set size), the thickness L of the block 2 is changed to 0.5. Changes made by the control operand apply to all subsequent operands. Operand No. 7 verifies the stability of the thermosetting material H against changes in thickness.
  • variable group is changed so that the merit function f updated based on the operation defined for each operand approaches a minimum after the operation by the last operand.
  • the temperature control sequence can be corrected using the value of the variable group that brings the updated merit function close to the minimum.
  • the correction means 32 can stably combine various operand candidates to create a flexible optimization index, and to be stable against fluctuations in the characteristics of the thermosetting material and the external environment. This makes it possible to set various molding process conditions.
  • each block of the molding apparatus 1, in particular, the prediction unit 31, the correction unit 32, and the temperature control unit 41 may be realized in hardware by a logic circuit formed on an integrated circuit (IC chip). Alternatively, it may be realized by software using a CPU (Central Processing Unit).
  • IC chip integrated circuit
  • CPU Central Processing Unit
  • the molding apparatus 1 includes a CPU that executes instructions of a program that realizes each function, a ROM (Read Memory) that stores the program, a RAM (Random Access Memory) that develops the program, the program, and various types
  • a storage device such as a memory for storing data is provided.
  • An object of the present invention is a recording medium in which a program code (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program of the molding apparatus 1 which is software that realizes the above-described functions is recorded so as to be readable by a computer. This can also be achieved by supplying the molding apparatus 1 and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU).
  • Examples of the recording medium include non-transitory tangible media, such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, and CD-ROM / MO.
  • Discs including optical disks such as / MD / DVD / CD-R, cards such as IC cards (including memory cards) / optical cards, and semiconductor memories such as mask ROM / EPROM / EEPROM (registered trademark) / flash ROM
  • logic circuits such as PLD (Programmable logic device) and FPGA (Field Programmable Gate array) can be used.
  • the molding apparatus 1 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network.
  • the communication network is not particularly limited as long as it can transmit the program code.
  • the Internet intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network (Virtual Private Network), telephone line network, mobile communication network, satellite communication network, etc. can be used.
  • the transmission medium constituting the communication network may be any medium that can transmit the program code, and is not limited to a specific configuration or type.
  • wired lines such as IEEE1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) line, infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth (registered trademark), IEEE 802.11 wireless, HDR ( It can also be used by wireless such as High Data Rate, NFC (Near Field Communication), DLNA (Digital Living Network Alliance), mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network.
  • the present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.
  • a temperature control sequence determination device includes a heat transfer unit that performs heat exchange with an object formed from a thermosetting material, and the temperature control sequence determination device.
  • a temperature control sequence determining apparatus that corrects a temperature control sequence that is applied to a molding apparatus including a temperature control section that controls a temperature of a hot section, and that specifies an operation of the temperature control section, the molding process of the object
  • Predicting means for predicting the time transition of the temperature and curing reaction rate of the thermosetting material in the above, and the temperature control based on the temperature transition of the thermosetting material and the time transition of the curing reaction rate predicted by the predicting means
  • thermosetting material ⁇ curing reaction rate of the thermosetting material t: time T: absolute temperature of the thermosetting material A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m , N: reaction parameter specific to the thermosetting material, the following calculation formula for calculating the calorific value of the thermosetting material;
  • thermosetting material Total heat generation density specific to the thermosetting material
  • M Mass of the thermosetting material Heat generation in the thermosetting material, the heat transfer unit, and the temperature control unit
  • an equivalent heat circuit that equivalently represents heat transfer by a combination selected from a temperature source, a heat flow source, a thermal resistance and a heat capacity, and the temperature control sequence before correction, and the temperature control sequence according to the temperature control sequence.
  • the predicting means includes a calculation formula for calculating the curing reaction rate of the thermosetting material, a calculation formula for calculating the heat generation amount of the thermosetting material, the heat generation in the thermosetting material and the heat transfer section, and Using the equivalent thermal circuit that equivalently represents heat transfer and the temperature control sequence that specifies the operation of the temperature controller, the temperature of the thermosetting material and the time course of the curing reaction rate during the molding process of the object are preliminarily determined. To predict. Then, based on the time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction rate predicted by the prediction unit, the correction unit corrects the temperature control sequence that specifies the operation of the temperature control unit. For this reason, it is possible to start the temperature control of the temperature control unit based on the corrected temperature control sequence.
  • thermosetting material capable of suppressing thermal runaway in a molding process of a thermosetting material and suppressing physical property unevenness, distortion, residual stress, strength reduction, and the like of the molded body. Can be realized.
  • the predicting unit is configured to calculate the total heat generation density based on a measurement result of differential scanning calorimetry for the thermosetting material under a set of constant heating rate conditions. Q is determined, and the measurement results of differential scanning calorimetry under two or more sets of constant temperature conditions for the thermosetting material are fitted with the calculation formulas of the curing reaction rate and the calorific value for each of the constant temperatures. According to the following equation for the reaction parameters m, n and the respective constant temperatures:
  • reaction parameters A 1, T 1, A 2 , T 2, m, and n it is possible to determine easily the reaction parameters A 1, T 1, A 2 , T 2, m, and n.
  • the correction unit is configured such that a difference between the temperature of the thermosetting material and the temperature of the temperature control unit is 10 ° C. or less at each time point. It is preferable to modify the temperature control sequence.
  • the correcting means corrects the temperature control sequence so that the difference between the temperature of the thermosetting material and the temperature of the temperature control unit is 10 ° C. or less at each time point. Increase in the curing reaction rate and thermal runaway can be suppressed.
  • the correction means includes the temperature control sequence so that a curing reaction rate of the thermosetting material is 0.1 / second or less at each time point. Is preferably corrected.
  • the correcting means corrects the temperature control sequence so that the curing reaction rate of the thermosetting material is 0.1 / second or less at each time point, so that the thermal runaway of the thermosetting material is effectively prevented. Can be suppressed.
  • the correction means is configured to adjust the temperature so that a curing reaction rate of the thermosetting material at the time of completion of the temperature control sequence is 0.8 or more. It is preferable to modify the control sequence.
  • the correction means corrects the temperature control sequence so that the curing reaction rate of the thermosetting material at the time of completion of the temperature control sequence is 0.8 or more.
  • the curing reaction rate of the material can be increased.
  • the temperature control unit detects a temperature of at least one of a heating / cooling unit that heats or cools itself, and the heat transfer unit and the heating / cooling unit. Further comprising a detection unit, using the temperature of the heat transfer unit or the heating and cooling unit detected by the detection unit as a detection temperature, and controlling the output of the heating and cooling unit to induce the detection temperature to an induction temperature;
  • the temperature control sequence before correction is composed of continuous temperature control steps, and a time change program of the induction temperature and a condition for completing the temperature control step are given to each of the temperature control steps. It is preferable that
  • the temperature of the heating / cooling unit can be feedback controlled based on the corrected temperature control sequence output from the correcting unit and the detected temperature detected by the detecting unit.
  • the temperature control unit changes the induction temperature toward the target temperature at the start of the temperature control step.
  • the temperature control unit steps the induction temperature toward the target temperature at the start of the temperature control step. Furthermore, for each of the temperature control steps, an elapsed time of the temperature control step and, optionally, a trigger temperature are given.
  • the temperature control unit completes the temperature control step after the elapsed time after the detected temperature reaches the trigger temperature, In the temperature control step in which the trigger temperature is not given, it is preferable that the temperature control unit completes the temperature control step after the elapsed time since the start of the temperature control step.
  • the thermosetting material has a curing reaction rate of 0.05 or more and 0.2 or less when the thermosetting material takes a certain value.
  • the temperature is set as a gelling temperature
  • the correcting means includes a temperature control step including a point in time during which the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • the temperature control sequence is modified by dividing it into two temperature control steps at a time prior to the temperature.
  • the rate of temperature rise may be reduced.
  • the molding process takes a long time. Therefore, by subdividing into the minimum necessary time zone to prevent thermal runaway, and reducing the temperature increase rate (or lowering the temperature) in the subdivided time zone, the molding process does not take a long time, Thermal runaway can be prevented.
  • a correction means is a temperature control step including the time when the temperature of a temperature control part turns into gelling temperature among temperature control steps, and the time before the time when the temperature of a temperature control part becomes gelling temperature.
  • the temperature control sequence is modified by dividing it into two temperature control steps.
  • the thermosetting material has a curing reaction rate of 0.05 or more and 0.2 or less when the thermosetting material takes a certain value.
  • the temperature is set as a gelling temperature
  • the correcting means includes a temperature control step including a point in time during which the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • the temperature control sequence is modified by dividing it into two temperature control steps at a time point after the time when the temperature is reached.
  • the correcting means includes, among the temperature control steps, the temperature control step including the time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature, and the time point after the time when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • the temperature control sequence is modified by dividing it into two temperature control steps. By dividing the temperature control step in this way and shortening the temperature control step including the gelation temperature at which the curing reaction proceeds most rapidly on the characteristics of the reaction rate equation, the time for the low temperature increase rate is shortened. It becomes possible.
  • the correction means includes, among the temperature control steps, a temperature control step including a time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • a temperature control step including a time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • a correction means is a heating-cooling part, when a temperature change rate is not given about the temperature control step including the time when the temperature of a temperature control part turns into gelation temperature among temperature control steps. If a value lower than the limit value due to the heating capacity is given and a temperature change rate is given, the temperature control sequence is corrected by reducing the temperature change rate. As a result, it is possible to reduce the rate of temperature increase of the thermosetting material in the temperature control step including the time when the gelation temperature is reached, so that thermal runaway of the thermosetting material can be easily suppressed.
  • the correction means includes, among the temperature control steps, a temperature control step including a time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • the temperature control sequence is modified by reducing the target temperature.
  • the correcting means corrects the temperature control sequence by reducing the target temperature for the temperature control step including the time when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature among the temperature control steps.
  • the rate of temperature increase of the thermosetting material in the temperature control step including the time when the gelation temperature is reached so that thermal runaway of the thermosetting material can be easily suppressed.
  • the correction unit corrects the temperature control sequence by giving the trigger temperature different from the target temperature for one or more of the temperature control steps. It is preferable.
  • the correction means corrects the temperature control sequence by giving a trigger temperature different from the target temperature, and therefore proceeds to the next temperature control step before the temperature increase / decrease rate decreases for convergence.
  • the molding process time can be shortened.
  • the correction means specifies the step number of the temperature control step and the target temperature, the temperature change rate, or the elapsed time in the temperature control step.
  • a variable group is formed by one or more of the variables that are formed, a merit function in which operands selected from a plurality of operand candidates are ranked in the order of operation is formed, and the merit function defined for each operand is updated.
  • the temperature control sequence is modified by updating the merit function based on an update condition for changing the value of the variable group so that the updated merit function approaches a minimum.
  • the correcting means configures a variable group by one or more variables in which the step number of the temperature control step and the target temperature, temperature change rate or elapsed time in the temperature control step are specified, A merit function is constructed in which operands selected from operand candidates are ranked in the order of operation. Then, the correction means updates the merit function based on the update condition for updating the merit function defined for each operand, and changes the value of the variable group so that the updated merit function approaches a minimum. Thereby, the temperature control sequence can be corrected using the value of the variable group that brings the updated merit function close to the minimum.
  • the correction means can freely combine various operand candidates to create a flexible optimization index, and is stable against fluctuations in the characteristics of the thermosetting material and the external environment.
  • the molding process conditions can be set.
  • the automatic optimization of the temperature control sequence by a computer is attained.
  • a molding apparatus includes the temperature control sequence determination device in order to solve the above-described problem.
  • the thermal runaway in the molding process of a thermosetting material can be suppressed, and the shaping
  • the temperature control sequence determination device may be realized by a computer.
  • a program that causes the computer to realize the control device by operating the computer as each of the above means, and a computer reading that records the program.
  • Possible recording media also fall within the scope of the present invention.
  • a temperature control sequence determination method includes a heat transfer unit that performs heat exchange with an object formed from a thermosetting material, and the heat transfer unit itself or the above-described heat transfer.
  • a temperature control sequence determination method for correcting a temperature control sequence that is applied to a molding apparatus including a temperature control unit that controls a temperature of a hot part, and that specifies an operation of the temperature control unit, the molding process of the object
  • the temperature control based on the prediction step of predicting the time transition of the temperature and the curing reaction rate of the thermosetting material in the step, and the time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction rate predicted by the prediction step
  • thermosetting material ⁇ curing reaction rate of the thermosetting material t: time T: absolute temperature of the thermosetting material A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m , N: reaction parameter specific to the thermosetting material, the following calculation formula for calculating the calorific value of the thermosetting material;
  • thermosetting material Total heat generation density specific to the thermosetting material
  • M Mass of the thermosetting material
  • Heat generation in the thermosetting material, the heat transfer unit, and the temperature control unit An amount of heat and an amount of heat transfer equivalently expressed by a combination selected from a temperature source, a heat flow source, a thermal resistance and a heat capacity, and the temperature control sequence before correction, and the temperature control sequence. The time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction rate when designating the operation of the temperature control unit is predicted.
  • thermosetting material in the prediction step, a calculation formula for calculating the curing reaction rate of the thermosetting material, a calculation formula for calculating the calorific value of the thermosetting material, the thermosetting material, the heat transfer section, and the temperature control section.
  • the temperature and curing reaction rate of the thermosetting material in the molding process of the object using an equivalent thermal circuit that equivalently expresses the heat generation and heat transfer in and the temperature control sequence that specifies the operation of the temperature controller. Predict time transitions in advance. Then, based on the time transition of the temperature of the thermosetting material and the curing reaction rate predicted in the prediction step, the temperature control sequence that specifies the operation of the temperature control unit is corrected in the correction step. For this reason, it is possible to start the temperature control of the temperature control unit based on the corrected temperature control sequence.
  • thermosetting material capable of suppressing thermal runaway in the molding process of the thermosetting material and suppressing physical property unevenness, distortion, residual stress and strength reduction of the molded body. Can be realized.
  • the total heat generation density is obtained from a measurement result of differential scanning calorimetry under a set of constant heating rate conditions for the thermosetting material.
  • Q is determined, and the measurement results of differential scanning calorimetry under two or more sets of constant temperature conditions for the thermosetting material are fitted with the calculation formulas of the curing reaction rate and the calorific value for each of the constant temperatures. According to the following equation for the reaction parameters m, n and the respective constant temperatures:
  • the number of parameters to be determined at a time is reduced, so that the reaction parameters A 1 , T 1 , A 2 , T 2 , m, and n can be easily determined.
  • a difference between the temperature of the thermosetting material and the temperature of the temperature control unit is 10 ° C. or less at each time point. It is preferable to modify the temperature control sequence.
  • the temperature control sequence is corrected so that the difference between the temperature of the thermosetting material and the temperature of the temperature control unit is 10 ° C. or less at each time point. Increase in the curing reaction rate and thermal runaway can be suppressed.
  • the temperature control sequence in the correction step, is set so that a curing reaction rate of the thermosetting material is 0.1 / second or less at each time point. Is preferably corrected.
  • the temperature control sequence is corrected so that the curing reaction rate of the thermosetting material is 0.1 / second or less at each time point. Can be suppressed.
  • the temperature is set so that a curing reaction rate of the thermosetting material at the time of completion of the temperature control sequence is 0.8 or more. It is preferable to modify the control sequence.
  • the temperature control sequence is corrected so that the curing reaction rate of the thermosetting material at the time of completion of the temperature control sequence is 0.8 or more.
  • the curing reaction rate of the material can be increased.
  • the temperature of the heating / cooling unit can be feedback controlled based on the corrected temperature control sequence and the detected temperature detected by the detecting unit.
  • the temperature control unit changes the induction temperature toward the target temperature at the start of the temperature control step.
  • the temperature control unit steps the induction temperature toward the target temperature at the start of the temperature control step.
  • an elapsed time of the temperature control step and, optionally, a trigger temperature are given.
  • the temperature control unit completes the temperature control step after the elapsed time after the detected temperature reaches the trigger temperature, In the temperature control step in which the trigger temperature is not given, it is preferable that the temperature control unit completes the temperature control step after the elapsed time since the start of the temperature control step.
  • the temperature control unit with an induction temperature of an appropriate profile according to the characteristics of the thermosetting material, and thus it is possible to shorten the molding process time while suppressing thermal runaway. .
  • the thermosetting material has a curing reaction rate of 0.05 or more and 0.2 or less when the thermosetting material takes a certain value.
  • the temperature control step includes a temperature control step including a time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature, and the temperature of the temperature control unit is the gelation temperature.
  • the temperature control sequence is modified by dividing it into two temperature control steps at a time prior to the temperature.
  • the temperature control step including a time point at which the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature among the temperature control steps, before the time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • the temperature control sequence is modified by dividing it into two temperature control steps.
  • the thermosetting material has a curing reaction rate of 0.05 or more and 0.2 or less when the thermosetting material takes a certain value.
  • the temperature control step includes a temperature control step including a time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature, and the temperature of the temperature control unit is the gelation temperature.
  • the temperature control sequence is modified by dividing it into two temperature control steps at a time point after the time when the temperature is reached.
  • the temperature control step including the time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature among the temperature control steps is performed after the time point when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • the temperature control sequence is modified by dividing it into two temperature control steps.
  • the temperature control step including a time when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature.
  • the temperature change rate is not given, a value lower than the limit value due to the heating capacity of the heating / cooling unit is given, and when the temperature change rate is given, the temperature is reduced by reducing the temperature change rate. It is preferable to modify the control sequence.
  • the temperature control step in the temperature control step including a time point at which the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature among the temperature control steps, when the temperature change rate is not given, the heating / cooling unit If a value lower than the limit value due to the heating capacity is given and a temperature change rate is given, the temperature control sequence is corrected by reducing the temperature change rate.
  • the rate of temperature increase of the thermosetting material in the temperature control step including the time when the gelation temperature is reached so that thermal runaway of the thermosetting material can be easily suppressed.
  • a time point in the temperature control step in which the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature in the temperature control step in which the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature in the temperature control step.
  • the temperature control step including, it is preferable to modify the temperature control sequence by reducing the target temperature.
  • the temperature control sequence is corrected by reducing the target temperature in the temperature control step including the time when the temperature of the temperature control unit becomes the gelation temperature among the temperature control steps.
  • the rate of temperature increase of the thermosetting material in the temperature control step including the time when the gelation temperature is reached so that thermal runaway of the thermosetting material can be easily suppressed.
  • the temperature control sequence in the correction step, is corrected by giving the trigger temperature different from the target temperature for one or more of the temperature control steps. It is preferable.
  • the temperature control sequence is corrected by giving a trigger temperature different from the target temperature, so the process proceeds to the next temperature control step before the temperature increase / decrease rate decreases for convergence.
  • the molding process time can be shortened.
  • the step number of the temperature control step and the target temperature, the temperature change rate, or the elapsed time in the temperature control step are specified.
  • a variable group is formed by one or more of the variables that are formed, a merit function in which operands selected from a plurality of operand candidates are ranked in the order of operation is formed, and the merit function defined for each operand is updated.
  • the temperature control sequence is modified by updating the merit function based on an update condition for changing the value of the variable group so that the updated merit function approaches a minimum.
  • a variable group is configured by one or more variables in which the step number of the temperature control step and the target temperature, the temperature change rate or the elapsed time in the temperature control step are specified,
  • a merit function is constructed in which operands selected from operand candidates are ranked in the order of operation. Then, the merit function is updated based on the update condition for updating the merit function defined for each operand, and the value of the variable group is changed so that the updated merit function approaches a minimum.
  • the temperature control sequence can be corrected using the value of the variable group that brings the updated merit function closer to the minimum.
  • the user can freely combine various operand candidates to create a flexible optimization index and a stable molding process against fluctuations in the characteristics of the thermosetting material and the external environment. Conditions can be set. Further, according to the above method, it is possible to automatically optimize the temperature control sequence by the computer.
  • the present invention can be suitably used for a molding apparatus for molding by controlling the temperature of an object formed from a thermosetting material.

Landscapes

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Abstract

　成形装置（１）が備え、温度制御部（４）の動作指示用の温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定部（３）は、熱硬化性材料（Ｈ）の時間推移を予測する予測手段（３１）と、該時間推移に基づき温度制御シーケンスを修正する修正手段（３２）とを備える。結果、熱硬化性材料の成形過程における熱暴走を抑制する。

Description

温度制御シーケンス決定装置、成形装置、プログラム、記録媒体および温度制御シーケンス決定方法
　本発明は、熱硬化性材料から形成される対象物を成形するための温度制御シーケンス決定装置に関するものであり、より詳細には、成形過程における熱硬化性材料の特性変化を予めシミュレートすることによって、最適な温度制御を実現することができる温度制御シーケンス決定装置、成形装置、プログラム、記録媒体および温度制御シーケンス決定方法に関する。
　熱硬化性樹脂等の熱硬化性材料は、加熱により硬化反応を開始するが、硬化反応速度は、熱硬化性材料の温度上昇に応じて加速するという性質がある。また、この硬化反応は、通常、発熱反応であるため、熱硬化性材料は硬化反応の進行に伴い発熱（自己発熱）する。
　そのため、熱硬化性材料を加熱することで硬化させて成形する際、熱硬化性材料は、外部から加熱と、自己発熱に基づく加熱とを受けて温度が上昇し、これにより硬化反応がさらに加速することで、過加熱によって硬化反応が急激に進行する熱暴走が生じ得る。
　図４０は、過加熱による熱硬化性材料の熱暴走を説明するためのグラフである。図４０に示されるように、過加熱によって熱硬化性材料の硬化反応速度が急激に上昇し、これにより、熱硬化性材料の熱暴走が生じる。熱暴走が生じた場合、成形された成形体の物性ムラ、歪み、残留応力、強度低下といった問題を引き起こすことがある。
　このような問題に関連して、特許文献１には、熱硬化性材料の硬化反応速度計算式と、オートクレーブ中での熱収支方程式と、オートクレーブの雰囲気温度の測定値と、熱硬化性材料温度の測定値とを用いて、熱硬化性材料の現在時刻以降の温度変化を予測し、雰囲気温度を制御する技術が開示されている。
日本国特許公報「特許第４１４８４００号公報（２００８年０９月１０日発行）」
　しかしながら、上述のような従来技術は、オートクレーブやプレス装置の電熱ヒータといった温度制御部によって熱硬化性材料の温度制御をする際、通常、数十秒かそれ以上の遅れ時間が生じる。そのため、硬化反応が秒オーダーで進行する硬化反応速度の速い熱硬化性材料を用いる場合、熱硬化性材料温度の測定値をフィードバックして温度制御を行っても、熱暴走の抑制には間に合わず、熱暴走を十分に抑制することができないという課題がある。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱硬化性材料の成形プロセスにおける熱暴走を抑制し、成形体の物性ムラ、歪み、残留応力および強度低下などを抑制可能な温度制御シーケンス決定装置、成形装置、プログラム、記録媒体および温度制御シーケンス決定方法を提供することにある。
　本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置は、上記の課題を解決するために、熱硬化性材料から形成される対象物との間で熱交換を行う伝熱部と、自身または前記伝熱部の温度を制御する温度制御部と、を備える成形装置に適用され、前記温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定装置であって、前記対象物の成形過程における前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する予測手段と、前記予測手段によって予測された前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、前記温度制御シーケンスを、修正する修正手段とを備え、前記予測手段は、前記熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　　　ｄχ／ｄｔ：前記熱硬化性材料の硬化反応速度
　　　χ：前記熱硬化性材料の硬化反応率
　　　ｔ：時間
　　　Ｔ：前記熱硬化性材料の絶対温度
　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：前記熱硬化性材料に固有の反応パラメータ
　　前記熱硬化性材料の発熱量を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　　　ｑ：前記熱硬化性材料の発熱量
　　　Ｑ：前記熱硬化性材料に固有の総発熱密度
　　　Ｍ：前記熱硬化性材料の質量
　　前記熱硬化性材料と前記伝熱部と前記温度制御部とにおける発熱および伝熱を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路と、修正前の前記温度制御シーケンスと、を用いて、前記温度制御シーケンスにより前記温度制御部の動作を指定する場合の前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測することを特徴とする。
　本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法は、上記の課題を解決するために、熱硬化性材料から形成される対象物との間で熱交換を行う伝熱部と、自身または前記伝熱部の温度を制御する温度制御部と、を備える成形装置に適用され、前記温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定方法であって、前記対象物の成形過程における前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する予測工程と、前記予測工程によって予測された前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、前記温度制御シーケンスを、修正する修正工程とを含み、前記予測工程は、前記熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　　　ｄχ／ｄｔ：前記熱硬化性材料の硬化反応速度
　　　χ：前記熱硬化性材料の硬化反応率
　　　ｔ：時間
　　　Ｔ：前記熱硬化性材料の絶対温度
　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：前記熱硬化性材料に固有の反応パラメータ
　　前記熱硬化性材料の発熱量を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　　　ｑ：前記熱硬化性材料の発熱量
　　　Ｑ：前記熱硬化性材料に固有の総発熱密度
　　　Ｍ：前記熱硬化性材料の質量
　　前記熱硬化性材料と前記伝熱部と前記温度制御部とにおける発熱量および伝熱量を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路と、修正前の前記温度制御シーケンスと、を用いて、前記温度制御シーケンスにより前記温度制御部の動作を指定する場合の前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測することを特徴とする。
　上記の方法では、予測工程において、熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する計算式と、熱硬化性材料の発熱量を算出する計算式と、熱硬化性材料と伝熱部と温度制御部とにおける発熱および伝熱を等価的に表現する等価熱回路と、温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスとを用いて、対象物の成形過程における熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を事前に予測する。そして、予測工程において予測された熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、修正工程において、温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する。そのため、修正後の温度制御シーケンスに基づいて、温度制御部の温度制御を開始することが可能となる。
　したがって、上記の方法によれば、熱硬化性材料の成形プロセスにおける熱暴走を抑制し、成形体の物性ムラ、歪み、残留応力および強度低下などを抑制することが可能な温度制御シーケンス決定方法を実現することができる。
　以上のように、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置は、熱硬化性材料から形成される対象物との間で熱交換を行う伝熱部と、自身または前記伝熱部の温度を制御する温度制御部と、を備える成形装置に適用され、前記温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定装置であって、前記対象物の成形過程における前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する予測手段と、前記予測手段によって予測された前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、前記温度制御シーケンスを、修正する修正手段とを備え、前記予測手段は、前記熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　　　ｄχ／ｄｔ：前記熱硬化性材料の硬化反応速度
　　　χ：前記熱硬化性材料の硬化反応率
　　　ｔ：時間
　　　Ｔ：前記熱硬化性材料の絶対温度
　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：前記熱硬化性材料に固有の反応パラメータ
　　前記熱硬化性材料の発熱量を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　　　ｑ：前記熱硬化性材料の発熱量
　　　Ｑ：前記熱硬化性材料に固有の総発熱密度
　　　Ｍ：前記熱硬化性材料の質量
　　前記熱硬化性材料と前記伝熱部と前記温度制御部とにおける発熱および伝熱を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路と、修正前の前記温度制御シーケンスと、を用いて、前記温度制御シーケンスにより前記温度制御部の動作を指定する場合の熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測するものである。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法は、熱硬化性材料から形成される対象物との間で熱交換を行う伝熱部と、自身または前記伝熱部の温度を制御する温度制御部と、を備える成形装置に適用され、前記温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定方法であって、前記対象物の成形過程における前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する予測工程と、前記予測工程によって予測された前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、前記温度制御シーケンスを、修正する修正工程とを含み、前記予測工程は、前記熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　　　ｄχ／ｄｔ：前記熱硬化性材料の硬化反応速度
　　　χ：前記熱硬化性材料の硬化反応率
　　　ｔ：時間
　　　Ｔ：前記熱硬化性材料の絶対温度
　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：前記熱硬化性材料に固有の反応パラメータ
　　前記熱硬化性材料の発熱量を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　　　ｑ：前記熱硬化性材料の発熱量
　　　Ｑ：前記熱硬化性材料に固有の総発熱密度
　　　Ｍ：前記熱硬化性材料の質量
　　前記熱硬化性材料と前記伝熱部と前記温度制御部とにおける発熱および伝熱を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路と、修正前の前記温度制御シーケンスと、を用いて、前記温度制御シーケンスにより前記温度制御部の動作を指定する場合の前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する方法である。
　それゆえ、本発明の一態様によれば、熱硬化性材料の成形における熱暴走を抑制し、成形体の物性ムラ、歪み、残留応力および強度低下などを抑制することが可能な温度制御シーケンス決定装置、成形装置、プログラム、記録媒体および温度制御シーケンス決定方法を提供するという効果を奏する。
図１は、実施形態１に係る成形装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、昇温速度５Ｋ／分で熱硬化性材料をＤＳＣ測定した結果得られる熱硬化性材料からの熱流の、温度に対する依存性の一例を示すグラフである。 図３の（ａ）は、昇温速度５Ｋ／分でサンプルをＤＳＣ測定した結果得られる反応速度の時間変化の一例を示すグラフであり、図３の（ｂ）は、昇温速度１０Ｋ／分でサンプルをＤＳＣ測定した結果得られる反応速度の時間変化の一例を示すグラフである。 図４の（ａ）は、伝熱部における一次元方向の伝熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。 図５の（ａ）は、熱硬化性材料における発熱および一次元方向の伝熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。 図６の（ａ）は、伝熱部と熱硬化性材料と温度制御部とにおける発熱および一次元方向の伝熱を表現する等価熱回路であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。 図７は、初期温度制御シーケンスを定義する表である。 図８は、図７に示される初期温度制御シーケンスに対応する、温度制御部の温度変化プロファイルを示す模式図である。 図９は、予測手段による熱応答シミュレーション結果を示すグラフである。 図１０は、修正後の温度制御シーケンスを定義する表である。 図１１は、図１０に示される修正後の温度制御シーケンスに対応する、温度制御部の温度変化プロファイルを示す模式図である。 図１２は、図１０に示される修正後の温度制御シーケンスを実行した場合の熱応答シミュレーション結果を示すグラフである。 図１３の（ａ）は、伝熱部における二次元方向の伝熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図１３の（ｂ）は、図１３の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。 図１４の（ａ）は、熱硬化性材料における発熱および二次元方向の伝熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。 図１５の（ａ）は、空気への放熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図１５の（ｂ）は、図１５の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。 図１６は、伝熱部と熱硬化性材料とにおける発熱および二次元方向の伝熱を表現する等価熱回路をブロック化した模式図である。 図１７は、実施形態２に係る成形装置の概略構成を示すブロック図である。 図１８は、伝熱部と熱硬化性材料と温度制御部とにおける発熱および一次元方向の伝熱を表現する等価熱回路である。 図１９は、初期温度制御シーケンスを定義する表である。 図２０の（ａ）は、図１９に示される初期温度制御シーケンスに対応する誘導温度の温度変化プロファイルを示す模式図であり、図２０の（ｂ）は、温度検出部によって検出される検出温度の温度変化プロファイルを示す模式図である。 図２１は、修正後の温度制御シーケンスを定義する表である。 図２２の（ａ）は、図２１に示される修正後の温度制御シーケンスに対応する誘導温度の温度変化プロファイルを示す模式図であり、図２２の（ｂ）は、温度検出部によって検出される検出温度の温度変化プロファイルを示す模式図である。 図２３は、修正後の温度制御シーケンスを定義する他の表である。 図２４の（ａ）は、図２３に示される修正後の温度制御シーケンスに対応する誘導温度の温度変化プロファイルを示す模式図であり、図２４の（ｂ）は、温度検出部によって検出される検出温度の温度変化プロファイルを示す模式図である。 図２５は、昇温速度１０Ｋ／分で熱硬化性材料をＤＳＣ測定した結果得られる熱硬化性材料からの熱流の、温度に対する依存性の一例を示すグラフである。 図２６の（ａ）～図２６の（ｅ）は、一定温度でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化の一例を示すグラフであり、図２６の（ａ）は一定温度６０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示し、図２６の（ｂ）は一定温度７０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示し、図２６の（ｃ）は一定温度８０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示し、図２６の（ｄ）は一定温度９０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示し、図２６の（ｅ）は一定温度１００℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示している。 図２７は、アレニウスプロットの一例を示すグラフである。 図２８の（ａ）～図２８の（ｃ）は、一定昇温速度における硬化反応速度および硬化反応率の変化の一例を示すグラフであり、図２８の（ａ）は昇温速度１０Ｋ／分におけるサンプルの硬化反応速度および硬化反応率の変化を示し、図２８の（ｂ）は昇温速度２０Ｋ／分におけるサンプルの硬化反応速度および硬化反応率の変化を示し、図２８の（ｃ）は昇温速度４０Ｋ／分におけるサンプルの硬化反応速度および硬化反応率の変化を示している。 図２９は、初期温度制御シーケンスを定義する表である。 図３０は、図２９に示される初期温度制御シーケンスに対応する、温度制御部の温度変化プロファイルを示す模式図である。 図３１は、予測手段による熱応答シミュレーション結果を示すグラフである。 図３２は、修正後の温度制御シーケンスを定義する表である。 図３３は、図３２に示される修正後の温度制御シーケンスに対応する、温度制御部の温度変化プロファイルを示す模式図である。 図３４は、図３２に示される修正後の温度制御シーケンスを実行した場合の熱応答シミュレーション結果を示すグラフである。 図３５は、温度制御シーケンスを定義する表の一例である。 図３６は、図３５に示される温度制御シーケンスに基づいて構成された変数群の一例を示す表である。 図３７は、オペランド候補の一例を示す表である。 図３８は、メリット関数を定義する表の一例である。 図３９は、図３８に示されるパラメータを説明するための等価熱回路の一例を示す回路図である。 図４０は、過加熱による熱硬化性材料の熱暴走を説明するためのグラフである。
　〔実施形態１〕
　本発明の実施の一形態について、図１～図１６に基づいて説明すれば以下のとおりである。
　〔１〕成形装置１の構成
　まず、本実施形態に係る成形装置１の構成について、図１を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る成形装置１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る成形装置１は、熱硬化性材料Ｈから形成される成形対象（対象物）を加熱し、熱硬化性材料Ｈを硬化させることによって、成形対象を成形するものである。
　図１に示されるように、成形装置１は、温度制御シーケンス決定部（温度制御シーケンス決定装置）３と、温度制御部４と、伝熱部５と、入力部６とを備えている。
　（温度制御シーケンス決定部３）
　温度制御シーケンス決定部３は、成形プロセスにおける熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移を予測し、予測結果に基づいて初期温度制御シーケンスを修正するものである。温度制御シーケンス決定部３は、予測手段３１と、修正手段３２とを備えている。
　（予測手段３１）
　予測手段３１は、成形プロセスにおける熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移を、成形プロセスを実行する前に予測するものである。
　具体的には、予測手段３１は、初期値として与えられた、温度制御部４の動作を指定するための温度制御シーケンス（以下、初期温度制御シーケンスと称する）を実行した場合の、成形プロセスにおける熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移をシミュレートする。
　予測手段３１は、予測した熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移の熱応答シミュレーション結果（図９を参照）および初期温度制御シーケンスなどを修正手段３２に出力する。なお、予測手段３１における処理の詳細については、後述する。
　（修正手段３２）
　修正手段３２は、予測手段３１によって予測された熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移の熱応答シミュレーション結果に基づいて、初期温度制御シーケンスを修正するものである。具体的には、修正手段３２は、予測手段３１から熱応答シミュレーション結果が出力されたとき、該熱応答シミュレーション結果に基づいて、過加熱による熱硬化性材料Ｈの熱暴走が抑制されるように、初期温度制御シーケンスを修正する。
　修正手段３２は、修正した初期温度制御シーケンス（以下、修正後の温度制御シーケンスと称する）を温度制御部４に出力する。なお、修正手段３２における処理の詳細については、後述する。
　（温度制御部４）
　温度制御部４は、熱硬化性材料Ｈの温度を制御するためのものである。具体的には、温度制御部４は、入力された温度制御シーケンスに基づいて温度制御部４自身の温度を制御する。そして、伝熱部５を通して熱硬化性材料Ｈを加熱・冷却することで、熱硬化性材料Ｈの温度を制御する。すなわち、この温度制御部４は、修正後の温度制御シーケンスによって自身の温度が制御され、伝熱部５を通して熱硬化性材料Ｈを加熱・冷却することで、熱硬化性材料Ｈの温度を制御する。温度制御部４は、温度制御手段４１と、加熱冷却部４２とを備えている。
　温度制御手段４１は、加熱冷却部４２の加熱・冷却出力を制御するものである。具体的には、温度制御手段４１は、入力された温度制御シーケンスに基づいて加熱冷却部４２の温度が推移するように、加熱冷却部４２の加熱・冷却出力を制御する。
　加熱冷却部４２は、加熱または冷却の動作をするものである。具体的には、加熱冷却部４２は、温度制御手段４１からの出力信号に基づいて、加熱冷却部４２自身を加熱または冷却する。この加熱冷却部４２はニクロム線等のヒーター、水冷パイプ等の冷却手段、熱伝導率の高い金属板等からなり、伝熱部５と当接して伝熱部５を加熱または冷却する。本実施形態では、金属板はアルミニウムからなり、その厚さは３０ｍｍ程度である。
　（伝熱部５）
　伝熱部５は、熱硬化性材料Ｈとの間で熱交換を行うものである。伝熱部５は、例えば、熱伝導率の高い金属からなる金型などである。伝熱部５は、加熱冷却部４２によってその温度が調整され、熱硬化性材料Ｈとの間で熱交換を行う。
　本実施形態では、伝熱部５はＳＵＳからなり、厚さ２０ｍｍ、熱伝導率２０Ｗ／Ｋ／ｍ程度である。なお、伝熱部５の厚さを薄くした場合、熱硬化性材料Ｈへの伝熱の遅れ時間が短くすることができ、他方、伝熱部５の厚さを厚くした場合、熱硬化性材料Ｈの面内での温度均一性を向上することができる。
　（熱硬化性材料Ｈ）
　本実施形態で成形する熱硬化性材料Ｈは、例えば、熱伝導率０．２Ｗ／Ｋ・ｍ、比熱１．５Ｊ／Ｋ・ｇ、比重１．２ｇ／ｃｍ３、厚さ０．８ｍｍ程度である。成形装置１では、熱硬化性材料Ｈに対して伝熱部５と加熱冷却部４２とを上下対称に配置しているため、等価熱回路では、熱硬化性材料Ｈの厚みを０．４ｍｍとし、伝熱部５とは他方の接点を対称境界条件（熱流＝０）とする。
　〔２〕予測手段３１における処理
　次に、予測手段３１における処理の詳細について、図２～図９を参照して説明する。
　予測手段３１は、上述のとおり、初期温度制御シーケンスを実行した場合の、成形プロセスにおける熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移をシミュレートする。具体的には、予測手段３１は、下記の（１）～（３）により、成形プロセスにおける熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移をシミュレートする。
　（１）ＤＳＣ測定
　ＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry：示差走査熱量）測定は、サンプルの温度を一定または連続的に変化させ、各時点での発熱量を測定するものである。一定昇温速度によるＤＳＣ測定によれば、熱硬化性材料Ｈの総発熱密度を求めることができる。
　図２は、昇温速度５Ｋ／分で熱硬化性材料ＨをＤＳＣ測定した結果得られる熱硬化性材料からの熱流の、温度に対する依存性の一例を示すグラフである。例えば、熱硬化性材料Ｈの発熱量＝０と見なせる２点（図中では、５０℃と２８０℃）を結んでベースラインとし、熱硬化性材料Ｈの熱容量や放熱による熱消費を差し引くことにより、熱硬化性材料Ｈの総発熱密度を１６０Ｊ／ｇと決定することができる。
　また、予測手段３１は、熱硬化性材料Ｈの硬化反応速度を下記の計算式を用いて算出する（Ｋａｍａｌのモデル式）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　　　ｄχ／ｄｔ：熱硬化性材料Ｈの硬化反応速度
　　　χ：熱硬化性材料Ｈの硬化反応率
　　　ｔ：時間
　　　Ｔ：熱硬化性材料Ｈの絶対温度
　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：熱硬化性材料Ｈに固有の反応パラメータ
　さらに、予測手段３１は、熱硬化性材料Ｈの発熱量を下記の計算式を用いて算出する。
　　　ｑ：熱硬化性材料Ｈの発熱量
　　　Ｑ：熱硬化性材料Ｈに固有の総発熱密度
　　　Ｍ：熱硬化性材料Ｈの質量
　これらの反応パラメータを求めるためには、異なる昇温速度によるＤＳＣ測定結果を比較すればよい。
　図３の（ａ）は、昇温速度５Ｋ／分でサンプルをＤＳＣ測定した結果得られる反応速度の時間変化を示すグラフであり、図３の（ｂ）は、昇温速度１０Ｋ／分でサンプルをＤＳＣ測定した結果得られる反応速度の時間変化を示すグラフである。
　これらの測定結果のうち、発熱ピーク位置および高さ、発熱ピークの立ち上がりの勾配、発熱ピークのテイルの勾配、および発熱ピークの幅に着目し、実測値と計算値との差異が小さくなるように反応パラメータを調整する。
　これにより、熱硬化性材料Ｈに固有の反応パラメータ（Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ）を求めることができる。具体的には、Ａ１＝２．８×１０５／ｓ、Ｔ１＝８０００Ｋ、Ａ２＝１．２×１０１４／ｓ、Ｔ２＝１２６００Ｋ、ｍ＝１．６、ｎ＝３．２である。
　なお、上述のとおり、熱硬化性材料Ｈの硬化反応速度は、下記の計算式で表すことができるが、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　反応パラメータを決定する際、一定昇温速度によるＤＳＣ測定結果をフィッティングする方法では、硬化反応率χに加え絶対温度Ｔも変化するため、反応パラメータを一意に決めることが困難である。なお、一定温度による等温ＤＳＣ測定結果を用いる方法については後述する。
　（２）等価熱回路
　また、予測手段３１は、熱硬化性材料Ｈと伝熱部５と温度制御部４とにおける発熱および伝熱を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路を構成する。
　なお、実際の成形装置１の温度制御部４では、温度制御手段４１は、通常、加熱冷却部４２の温度を所望の温度に誘導するためにフィードバック制御により発熱量を制御する（すなわち、熱流源として作用する）が、ここでは、簡略化のため、加熱冷却部４２の温度を直接規定することができる温度源として温度制御部４を表現している。
　等価熱回路とは、温度源、熱流源、熱抵抗、熱容量の組み合わせにより、想定する系を等価的または近似的に表現した熱回路である。伝熱・発熱現象は、電気回路の導電現象とのアナロジーで扱うことができ、温度と電位、熱流と電流、熱抵抗／コンダクタンスと電気抵抗／コンダクタンス、熱容量と電気容量、熱回路と電気回路が、それぞれ対応関係となる。
　図４の（ａ）は、伝熱部５における一次元方向の伝熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。
　図４の（ａ）および図４の（ｂ）に示されるように、伝熱部５における一次元方向の伝熱は、熱抵抗Ｒおよび熱容量Ｃの組み合わせにより表すことができる。このとき、熱抵抗Ｒおよび熱容量Ｃは、それぞれ下記のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　図５の（ａ）は、熱硬化性材料Ｈにおける発熱および一次元方向の伝熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。
　図５の（ａ）および図５の（ｂ）に示されるように、熱硬化性材料Ｈにおける発熱および一次元方向の伝熱は、熱抵抗Ｒ、熱容量Ｃおよび発熱量ｑの組み合わせにより表すことができる。このとき、熱抵抗Ｒ、熱容量Ｃ、硬化反応速度ｄχ／ｄｔ、および発熱量ｑは、それぞれ下記のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　図６の（ａ）は、伝熱部５と熱硬化性材料Ｈと温度制御部４とにおける発熱および一次元方向の伝熱を表現する等価熱回路であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。
　図６の（ａ）および図６の（ｂ）に示されるように、伝熱部５と熱硬化性材料Ｈと温度制御部４とにおける発熱および伝熱を表現する等価熱回路は、図４の（ａ）に示される伝熱部５の等価熱回路と、図５の（ａ）に示される熱硬化性材料Ｈの等価熱回路とが接続された構成であり、熱抵抗Ｒ、熱容量Ｃ、発熱量ｑ、および温度源ＴＣ（温度制御部４に相当）の組み合わせにより表すことができる。
　このとき、伝熱部５の熱抵抗ＲＭ、および熱容量ＣＭは、それぞれ下記のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
　また、熱硬化性材料Ｈの熱抵抗ＲＳ、熱容量ＣＳ、および硬化反応速度ｄχ／ｄｔ、および発熱量ｑは、それぞれ下記のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
　（３）初期温度制御シーケンス
　図７は、初期温度制御シーケンスを定義する表である。図７に示されるように、初期温度制御シーケンスには、温度を制御する各種プログラムが与えられている。初期温度制御シーケンスは、温度制御ステップ１～３からなり、各温度制御ステップは、目標温度、変温速度および、経過時間により規定されている。
　図８は、図７に示される初期温度制御シーケンスに対応する、温度制御部４の温度変化プロファイルを示す模式図である。図７に示される初期温度制御シーケンスに基づいた場合、温度制御部４の温度は、図８に示される温度変化プロファイルのように推移する。
　なお、初期温度制御シーケンスの温度制御ステップ２において、１５０℃での保持時間を３００秒と長めにとっているのは、応力緩和により成形対象の成形精度を安定化させるためである。この初期温度制御シーケンスは、ユーザよって入力部６を介して入力されたものであっても良く、成形装置１に予め記憶させたものであってもよい。
　（４）熱応答シミュレーション
　そして、予測手段３１は、上記のような反応パラメータ、等価熱回路および初期温度制御シーケンスを用いて、熱応答シミュレーションにより、熱硬化性材料Ｈの硬化反応率χ、硬化反応速度ｄχ／ｄｔ、および絶対温度Ｔの時間推移を算出する。
　図９は、予測手段３１による熱応答シミュレーション結果を示すグラフである。図９に示されるように、初期温度制御シーケンスを実行した場合、１３０秒前後に熱硬化性材料Ｈの硬化反応速度が急激に上昇し、過加熱による熱硬化性材料Ｈの熱暴走が生じる可能性があることを、予測手段３１の熱応答シミュレーション結果から得ることができる。
　なお、この熱応答シミュレーション結果による熱硬化性材料Ｈの過昇温の最大値は１１．７Ｋ、硬化反応速度の最大値は０．６０９／ｓ、最終の硬化反応率は０．９８３である。
　〔３〕修正手段３２における処理
　次に、修正手段３２における処理の詳細について、図１０～図１２を参照して説明する。
　修正手段３２は、上述のとおり、予測手段３１によって予測された熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移の熱応答シミュレーション結果に基づいて、過加熱による熱硬化性材料Ｈの熱暴走が抑制されるように、初期温度制御シーケンスを修正する。
　ここで、過加熱よる熱硬化性材料Ｈの熱暴走を抑制するためには、加熱中の昇温速度を低くすればよい。このとき、成形プロセス時間が長くなりすぎるのを避けるため、一部区間のみに低昇温速度を適用することが好ましい。硬化反応速度式の「χｍ」および「（１－χ）ｎ」のファクターにより、特に硬化反応の前半（硬化反応率０．０５～０．２）で加速的に硬化反応が進むため、硬化反応の前半において低昇温速度とするのが有効である。
　図１０は、修正後の温度制御シーケンスを定義する表である。図１０に示されるように、修正手段３２は、予測手段３１の熱応答シミュレーション結果において熱硬化性材料Ｈの熱暴走が生じた温度帯における昇温速度が低くなるように、熱暴走が生じた温度制御ステップを細分化し、変速温度を規定することで初期温度シーケンスを修正する。
　図１１は、図１０に示される修正後の温度制御シーケンスに対応する、温度制御部４の温度変化プロファイルを示す模式図であり、図１２は、図１０に示される修正後の温度制御シーケンスを実行した場合の熱応答シミュレーション結果を示すグラフである。
　図１０に示される修正後の温度制御シーケンスに基づいた場合、温度制御部４の温度は、図１１に示される温度変化プロファイルのように推移し、予測手段３１の熱応答シミュレーション結果において熱硬化性材料Ｈの熱暴走が生じた温度帯における昇温速度が低くなっている。本実施形態では、硬化反応率が０．０５となる温度１２５．７℃および硬化反応率が０．１となる温度１２８．８℃を含む温度帯１１０℃～１３０℃での変温速度を１．０Ｋ／ｓから０．２Ｋ／ｓに低減した。
　そのため、図１２に示されるように、修正後の温度制御シーケンスを実行することによって、過加熱による熱硬化性材料Ｈの熱暴走を抑制することができる。なお、修正後の温度制御シーケンスによる熱硬化性材料Ｈの過昇温の最大値は０．０Ｋ、硬化反応速度の最大値は０．１００／ｓ、最終の硬化反応率は０．９８４である。
　したがって、本実施形態に係る成形装置１によれば、温度制御部４は、最適化された修正後の温度制御シーケンスに基づいて、温度制御部４自身の温度制御を開始することが可能となる。
　それゆえ、本実施形態によれば、熱硬化性材料Ｈの成形プロセスにおける熱暴走を抑制し、成形体の物性ムラ、歪み、残留応力および強度低下などを抑制する成形装置１を実現することができる。
　なお、修正手段３２は、熱硬化性材料Ｈの温度と温度制御部４（加熱冷却部４２）の温度との差が、各時点において１０℃以下となるように初期温度制御シーケンスを修正することが好ましい。これにより、熱硬化性材料Ｈの急激な硬化反応速度の上昇を抑え、熱暴走を抑制することができる。
　また、修正手段３２は、熱硬化性材料Ｈの硬化反応速度が、各時点において０．１／秒以下となるように、初期温度制御シーケンスを修正することが好ましい。これにより、熱硬化性材料Ｈの熱暴走を効果的に抑制することができる。
　また、修正手段３２は、初期温度制御シーケンスの完了時点における熱硬化性材料Ｈの硬化反応率が、０．８以上となるように初期温度制御シーケンスを修正することが好ましい。これにより、成形プロセス完了時の熱硬化性材料Ｈの硬化反応率を高めることができる。
　〔４〕等価熱回路の変形例
　次に、等価熱回路の変形例について、図１３～図１６を参照して説明する。
　上述の説明では、予測手段３１は、一次元の等価熱回路を用いて、成形プロセスにおける熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移をシミュレートする場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。一次元の等価熱回路に代えて、二次元の等価熱回路を用い熱応答シミュレーションを行ってもよい。
　図１３の（ａ）は、伝熱部５における二次元方向の伝熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図１３の（ｂ）は、図１３の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。
　図１３の（ａ）および図１３の（ｂ）に示されるように、伝熱部５における二次元方向の伝熱は、熱抵抗ＲＸ、熱抵抗ＲＺ、および熱容量Ｃの組み合わせにより表すことができる。このとき、熱抵抗ＲＸ、熱抵抗ＲＺ、および熱容量Ｃは、それぞれ下記のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
　図１４の（ａ）は、熱硬化性材料Ｈにおける発熱および二次元方向の伝熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。
　図１４の（ａ）および図１４の（ｂ）に示されるように、熱硬化性材料Ｈにおける発熱および二次元方向の伝熱は、熱抵抗ＲＸ、熱抵抗ＲＺ、熱容量Ｃ、および発熱量ｑの組み合わせにより表すことができる。このとき、熱抵抗Ｒ、熱容量Ｃ、硬化反応速度ｄχ／ｄｔ、および発熱量ｑは、それぞれ下記のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
　図１５の（ａ）は、空気への放熱を表現する等価熱回路を示す回路図であり、図１５の（ｂ）は、図１５の（ａ）に示される等価熱回路をブロック化した模式図である。
　図１５の（ａ）および図１５の（ｂ）に示されるように、空気への放熱は、発熱量ｑにより表すことができる。このとき、発熱量ｑは、それぞれ下記のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
　ｈＣは対流熱伝達率、ｈＳは放射熱伝達率、Ｓは熱伝達面（空気との接触表面）の面積、Ｔａは空気温度であり、ｈＣとｈＳは図１５に示す式により計算される。
　図１６は、伝熱部５と熱硬化性材料Ｈと温度制御部４とにおける発熱および二次元方向の伝熱を表現する等価熱回路をブロック化した模式図である。図１６に示されるように、伝熱部５と熱硬化性材料Ｈと温度制御部４とにおける発熱および二次元方向の伝熱を表現する等価熱回路は、伝熱部５の等価熱回路のブロックと、熱硬化性材料Ｈの等価熱回路のブロックと、空気への放熱を表現する等価熱回路のブロックと、温度源ＴＣ（温度制御部４に相当）との組み合わせにより表すことができる。
　このような二次元の等価熱回路を用いることにより、より複雑な系について解析することができる。例えば、回転対称の構造に対し、円筒座標を用いて熱回路を構成することができる。
　なお、三次元の等価熱回路を用いることにより、より現実に近い解析を行うことができるが、等価熱回路の構成が複雑になるため、ここでは図示しない。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施の一形態について、図１７～図２４に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　〔１〕成形装置１ａの構成
　まず、本実施形態に係る成形装置１ａの構成について、図１７を参照して説明する。図１７は、本実施形態に係る成形装置１ａの概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る成形装置１ａは、温度制御部４が温度検出部（検出部）４３を備え、この温度検出部４３によって検出された伝熱部５の温度に基づいて、加熱冷却部４２のフィードバック制御を行う点において、実施形態１に係る成形装置１と主に異なっている。
　（温度検出４３）
　温度検出部４３は、伝熱部５および加熱冷却部４２の少なくとも一方の温度を検出するものである。本実施形態では、温度検出部４３は、伝熱部５の温度を検出し、検出した伝熱部５の温度を温度制御手段４１に出力する。
　（温度制御手段４１）
　温度制御手段４１は、加熱冷却部４２の加熱・冷却出力を制御するものである。本実施形態では、入力された温度制御シーケンスと、温度検出部４３によって検出される伝熱部５の温度（検出温度）とに基づいて、検出温度を誘導温度に近づけるべく、加熱冷却部４２へのフィードバック制御を行う。すなわち、加熱冷却部４２をアクチュエータ、加熱冷却部４２の加熱・冷却出力を制御入力、検出温度を制御対象として、ＰＩＤ等のフィードバック制御方法を用いる。
　なお、実現される加熱冷却部４２の昇温・降温速度の上限は、加熱冷却部４２の加熱・冷却出力の最大能力により決まる。
　〔２〕予測手段３１における処理
　次に、予測手段３１における処理の詳細について、図１８を参照して説明する。
　予測手段３１は、上述のとおり、ＤＳＣ測定、等価熱回路および初期温度制御シーケンスにより、成形プロセスにおける熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移をシミュレートする。
　図１８は、伝熱部５と熱硬化性材料Ｈと温度制御部４とにおける発熱および一次元方向の伝熱を表現する等価熱回路である。本実施形態では、温度制御手段４１は、伝熱部５の温度を所望の温度に誘導するためにフィードバック制御により発熱量を制御する。そのため、図１８に示されるように、等価熱回路では、温度制御部４は熱流源として表現されることになる。
　〔３〕修正手段３２における処理
　次に、修正手段３２の処理の詳細について、図１９～図２４を参照して説明する。
　図１９は、初期温度制御シーケンスを定義する表である。図１９に示されるように、初期温度制御シーケンスには、温度を制御する各種プログラムが与えられている。初期温度制御シーケンスは、温度制御ステップ１～３からなり、各温度制御ステップは、目標温度、トリガ温度および経過時間により規定されている。
　各温度制御ステップは、検出温度がトリガ温度に到達後、経過時間ののちに完了する。また、トリガ温度が与えられていない温度制御ステップは、ステップ開始から経過時間ののちに完了する。
　図２０の（ａ）は、図１９に示される初期温度制御シーケンスに対応する誘導温度の温度変化プロファイルを示す模式図であり、図２０の（ｂ）は、温度検出部４３によって検出される検出温度の温度変化プロファイルを示す模式図である。図２０の（ａ）に示されるように、誘導温度のグラフにおいて目標温度への変化が階段状になっている。これに対し、図２０の（ｂ）に示されるように検出温度は、遅れ時間を要して、昇温・降温速度は上述の上限を有して誘導温度に近づき、誘導温度付近では収束のために昇温・降温速度がさらに低下する。
　ここで、修正手段３２は、過加熱よる熱硬化性材料Ｈの熱暴走を抑制するために、加熱中の昇温速度を低くするように初期温度制御シーケンスを修正する。
　図２１は、修正後の温度制御シーケンスを定義する表である。図２１に示されるように、修正手段３２は、加熱中の昇温速度が低くなるように、温度制御ステップを細分化し、変速温度を規定することで初期温度シーケンスを修正する。
　図２２の（ａ）は、図２１に示される修正後の温度制御シーケンスに対応する誘導温度の温度変化プロファイルを示す模式図であり、図２２の（ｂ）は、温度検出部４３によって検出される検出温度の温度変化プロファイルを示す模式図である。
　図２１に示される修正後の温度制御シーケンスに基づいて温度制御部４を制御した場合、図２２の（ａ）に示されるように、ステップ番号３における誘導温度は０．２Ｋ／ｓとなる。そのため、図２２の（ｂ）に示されるように、検出温度の加熱中の昇温速度が低くなるため、図２２の（ｂ）に示されるように、修正後の温度制御シーケンスを実行することによって、過加熱による熱硬化性材料Ｈの熱暴走を抑制することができる。
　ただし、図２２の（ａ）および図２２の（ｂ）に示されるように、図２１に示される修正後の温度制御シーケンスに基づいた伝熱部５の温度制御では、温度制御ステップ移行のたびに収束時間を要するため、成形プロセス時間が延びてしまう。また、収束時間は、周囲の環境（気温、冷却水温など）により変化するため、成形ショットごとに成形プロセス条件が異なってしまい、成形精度のバラツキ要因となる。
　そこで、修正手段３２は、目標温度とは異なるトリガ温度を設定することにより、温度制御ステップ移行時の収束時間を回避し、成形プロセス時間を短縮するように初期温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　図２３は、修正後の温度制御シーケンスを定義する他の表である。図２３に示されるように、修正手段３２は、加熱中の昇温速度が低くなるように、温度制御ステップを細分化し、変速温度を規定すると共に、目標温度とは異なるトリガ温度を設定することで初期温度シーケンスを修正する。
　図２４の（ａ）は、図２３に示される修正後の温度制御シーケンスに対応する誘導温度の温度変化プロファイルを示す模式図であり、図２４の（ｂ）は、温度検出部４３によって検出される検出温度の温度変化プロファイルを示す模式図である。
　図２３に示される修正後の温度制御シーケンスに基づいて温度制御部４を制御した場合、図２４の（ａ）および図２４の（ｂ）に示されるように、目標温度とは異なるトリガ温度を設定することにより、収束のために昇温・降温速度が低下する前に次の温度制御ステップに移行し、成形プロセス時間を短縮することができる。また、温度制御ステップ移行時の昇温・降温速度が低下していないことから、周囲の環境（気温、冷却水温など）による温度制御ステップ移行のタイミングバラツキを低減でき、成形ショットごとに成形プロセス条件を均一化し、成形精度のバラツキを低減することができる。
　なお、修正手段３２は、熱硬化性材料Ｈの硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での熱硬化性材料Ｈの温度をゲル化温度としたとき、温度制御ステップのうち、温度制御部４の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、温度制御部４の温度がゲル化温度となる時点以前の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより初期温度制御シーケンスを修正することが好ましい。このように温度制御ステップを分割して、反応速度式の特性上、最も加速度的に硬化反応が進むゲル化温度を含む温度制御ステップを短縮することにより、低昇温速度となる時間を短くすることが可能となる。
　また、修正手段３２は、熱硬化性材料Ｈの硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での熱硬化性材料Ｈの温度をゲル化温度としたとき、温度制御ステップのうち、温度制御部４の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、温度制御部４の温度がゲル化温度となる時点以後の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより初期温度制御シーケンスを修正することが好ましい。このように温度制御ステップを分割して、反応速度式の特性上、最も加速度的に硬化反応が進むゲル化温度を含む温度制御ステップを短縮することにより、低昇温速度となる時間を短くすることが可能となる。
　また、修正手段３２は、温度制御ステップのうち、温度制御部４の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、変温速度が与えられていない場合は、温度制御手段の加熱能力による限界値より低い値を与え、変温速度が与えられている場合は、該変温速度を低減することにより初期温度制御シーケンスを修正することが好ましい。これにより、ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップにおける熱硬化性材料Ｈの昇温速度を低くすることが可能となるので、熱硬化性材料Ｈの熱暴走を容易に抑制することができる。
　また、修正手段３２は、温度制御ステップのうち、温度制御部４の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、目標温度を低減することにより温度制御シーケンスを修正することが好ましい。これにより、ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップにおける熱硬化性材料Ｈの昇温速度を低くすることが可能となるので、熱硬化性材料Ｈの熱暴走を容易に抑制することができる。
　〔実施形態３〕
　本発明の他の実施の一形態について、図２５～図３４に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　本実施形態では、等温ＤＳＣ測定によって反応パラメータを決定する点において、実施形態１と主に異なっている。
　〔１〕一定昇温速度のＤＳＣ測定による総発熱密度の決定
　図２５は、昇温速度１０Ｋ／分で熱硬化性材料ＨをＤＳＣ測定した結果得られる熱硬化性材料Ｈからの熱流の、温度に対する依存性の一例を示すグラフである。例えば、熱硬化性材料Ｈの発熱量＝０と見なせる２点（図中では、５０℃と２６５℃）を結んでベースラインとし、熱硬化性材料Ｈの熱容量や放熱による熱消費を差し引くことにより、熱硬化性材料Ｈの総発熱密度を４１０Ｊ／ｇと決定することができる。
　（等温ＤＳＣ測定）
　予測手段３１は、熱硬化性材料Ｈの硬化反応速度が下記の計算式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
　　　ｄχ／ｄｔ：熱硬化性材料Ｈの硬化反応速度
　　　χ：熱硬化性材料Ｈの硬化反応率
　　　ｔ：時間
　　　Ｔ：熱硬化性材料Ｈの絶対温度
　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：熱硬化性材料Ｈに固有の反応パラメータ
　　　Ｋ１、Ｋ２：熱硬化性材料Ｈと温度で決まる反応パラメータ
で表されると仮定したときの反応パラメータを求めるため、等温ＤＳＣ測定の結果を用いる。
　なお、等温ＤＳＣ測定においても、測定結果に一致するように反応パラメータを一意に決定するのは困難であるが、下記の事項に留意し、反応パラメータを決定する。
　すなわち、発熱量（硬化反応速度）が小さいときは、測定誤差やベースライン誤差が相対的に大きくなるため、フィッティングにおける重みを減らす。
　また、時間経過（硬化反応率増加）による硬化反応加速と整合するよう、反応パラメータｍ（例えば、ｍ＝１．４）を定める。
　また、時間経過（硬化反応率増加）による硬化反応減速と整合するよう、反応パラメータｎ（例えば、ｎ＝３．２）を定める。
　図２６の（ａ）～図２６の（ｅ）は、一定温度でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化の一例を示すグラフであり、図２６の（ａ）は一定温度６０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示し、図２６の（ｂ）は一定温度７０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示し、図２６の（ｃ）は一定温度８０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示し、図２６の（ｄ）は一定温度９０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示し、図２６の（ｅ）は一定温度１００℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果得られる硬化反応速度および硬化反応率の時間変化を示している。
　図２６の（ａ）に示される一定温度６０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果、一定温度６０℃のＫ１およびＫ２における値は、Ｋ１＝２．６３×１０－５、Ｋ２＝０．００３となる。
　また、図２６の（ｂ）に示される一定温度７０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果、一定温度７０℃におけるＫ１およびＫ２の値は、Ｋ１＝０．０００１２、Ｋ２＝０．００５７９となる。
　また、図２６の（ｃ）に示される一定温度８０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果、一定温度８０℃におけるＫ１およびＫ２の値は、Ｋ１＝０．０００１６４、Ｋ２＝０．０１８９となる。
　また、図２６の（ｄ）に示される一定温度９０℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果、一定温度９０℃におけるＫ１およびＫ２の値は、Ｋ１＝０．０００６、Ｋ２＝０．０５０１となる。
　また、図２６の（ｅ）に示される一定温度１００℃でサンプルを等温ＤＳＣ測定した結果、一定温度１００℃におけるＫ１およびＫ２の値は、Ｋ１＝０．００２、Ｋ２＝０．１５４となる。
　〔２〕アレニウスプロットによる反応パラメータの決定
　次に、異なる温度（６０℃～１００℃）でのＫ１、Ｋ２の値をアレニウスプロットする。
　図２７は、アレニウスプロットの一例を示すグラフである。図２７に示されるアレニウスプロットにより、Ａ１＝１．１５×１０１２／ｓ、Ｔ１＝１２７５０Ｋ、Ａ２＝３．９８×１０１３／ｓ、Ｔ２＝１２４４０Ｋ、（Ｑ＝４１０Ｊ／ｇ、ｍ＝１．４、ｎ＝３．２）と決定することができる。
　図２８の（ａ）～図２８の（ｃ）は、一定昇温速度における硬化反応速度および硬化反応率の変化の一例を示すグラフであり、図２８の（ａ）は昇温速度１０Ｋ／分におけるサンプルの硬化反応速度および硬化反応率の変化を示し、図２８の（ｂ）は昇温速度２０Ｋ／分におけるサンプルの硬化反応速度および硬化反応率の変化を示し、図２８の（ｃ）は昇温速度４０Ｋ／分におけるサンプルの硬化反応速度および硬化反応率の変化を示している。
　図２８の（ａ）～図２８の（ｃ）に示されるように、いずれの昇温速度においても、等温ＤＳＣ測定結果と概ね一致していることが分かる。これにより、等温ＤＳＣ測定によって求めた各反応パラメータの値が妥当であることが認められた。
　このように、パラメータＫ１およびＫ２のアレニウスプロットから反応パラメータＡ１、Ｔ１、Ａ２およびＴ２を決定することにより、一度に決定するパラメータの数が減少するため、容易に反応パラメータＡ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎを決めることができる。
　なお、等価熱回路の構成については、実施形態１と同一であるため、ここでは、説明は省略する。
　〔３〕熱応答シミュレーション
　図２９は、初期温度制御シーケンスを定義する表であり、図３０は、図２９に示される初期温度制御シーケンスに対応する、温度制御部４の温度変化プロファイルを示す模式図である。なお、図２９に示される初期温度制御シーケンスは、図７で示される初期温度制御シーケンスと同一である。
　予測手段３１は、上記のようにして決定した反応パラメータ、等価熱回路および初期温度制御シーケンスを用いて、熱応答シミュレーションにより、熱硬化性材料Ｈの硬化反応率χ、硬化反応速度ｄχ／ｄｔ、および絶対温度Ｔの時間推移を算出する。
　図３１は、予測手段３１による熱応答シミュレーション結果を示すグラフである。図３１に示されるように、初期温度制御シーケンスを実行した場合、１３０秒前後に熱硬化性材料Ｈの硬化反応速度が急激に上昇し、過加熱による熱硬化性材料Ｈの熱暴走が生じる可能性があることを、予測手段３１の熱応答シミュレーション結果から得ることができる。
　なお、この熱応答シミュレーション結果による熱硬化性材料Ｈの過昇温の最大値は１２７．６Ｋ、硬化反応速度の最大値は７．５７３／ｓ、最終の硬化反応率は０．９８２である。
　〔４〕温度制御シーケンスの修正
　修正手段３２は、予測手段３１によって予測された熱硬化性材料Ｈの温度および硬化反応速度の時間推移の熱応答シミュレーション結果に基づいて、過加熱による熱硬化性材料Ｈの熱暴走が抑制されるように、初期温度制御シーケンスを修正する。
　図３２は、修正後の温度制御シーケンスを定義する表である。図３２に示されるように、修正手段３２は、予測手段３１の熱応答シミュレーション結果において熱硬化性材料Ｈの熱暴走が生じた温度帯における昇温速度が低くなるように、温度制御ステップを細分化し、変速温度を規定することで初期温度シーケンスを修正する。
　図３３は、図３２に示される修正後の温度制御シーケンスに対応する、温度制御部４の温度変化プロファイルを示す模式図であり、図３４は、図３２に示される修正後の温度制御シーケンスを実行した場合の熱応答シミュレーション結果を示すグラフである。
　図３２に示される修正後の温度制御シーケンスに基づいた場合、温度制御部４の温度は、図３３に示される温度変化プロファイルのように推移し、予測手段３１の熱応答シミュレーション結果において熱硬化性材料Ｈの熱暴走が生じた温度帯における昇温速度が低くなっている。本実施形態では、硬化反応率が０．１となる温度１１４．７℃および硬化反応率が０．２となる温度１２４．７℃を含む温度帯１１０℃～１３０℃での変温速度を１．０Ｋ／ｓから０．２Ｋ／ｓに低減した。
　そのため、図３４に示されるように、修正後の温度制御シーケンスを実行することによって、過加熱による熱硬化性材料Ｈの熱暴走を抑制することができる。なお、修正後の温度制御シーケンスによる熱硬化性材料Ｈの過昇温の最大値は０．０Ｋ、硬化反応速度の最大値は０．０４５／ｓ、最終の硬化反応率は０．９７８である。
　このように、本実施形態によれば、等温ＤＳＣ測定によって反応パラメータを容易に決定しつつ、熱硬化性材料Ｈの成形プロセスにおける熱暴走を抑制し、成形体の物性ムラ、歪み、残留応力および強度低下などを抑制する成形装置１を実現することができる。
　〔実施形態４〕
　本発明の他の実施の一形態について、図３５～図３９に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記の実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　本実施形態では、メリット関数を用いた温度制御シーケンスの自動最適化について説明する。
　〔１〕自動最適化の概要
　本実施形態では、修正手段３２は、変数群の各変数を変化させ、メリット関数を最小値（または極小値）とするような各変数の値を求める。すなわち、修正手段３２は、変数群をｘ１，ｘ２，…，ｘｎ、メリット関数ｆ＝ｆ（ｘ１，ｘ２，…，ｘｎ）として、ｆ（ｘ１，ｘ２，…，ｘｎ）の最小値を求める。或いは、修正手段３２は、初期値（ｘ１，ｘ２，…，ｘｎ）の近くでのｆ（ｘ１，ｘ２，…，ｘｎ）の極小値を求めることにより、温度制御シーケンスを修正する。
　なお、ｆ（ｘ１，ｘ２，…，ｘｎ）のような多変数関数の極小値を求める方法としては、例えば、Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法、最急降下法、共役勾配法、または黄金分割法など公知の方法を用いることができる。
　〔２〕修正手段３２における処理
　（１）変数群の構成
　まず、修正手段３２は、温度制御シーケンスからステップ番号および項目（目標温度／変温速度／経過時間のいずれか）を選択することにより、変数とするパラメータを特定し、１つ以上の変数により変数群を構成する。
　図３５は、温度制御シーケンスを定義する表の一例であり、図３６は、図３５に示される温度制御シーケンスに基づいて構成された変数群の一例を示す表である。
　修正手段３２は、温度制御ステップのステップ番号と、該温度制御ステップにおける目標温度、変温速度または経過時間とが特定された１つ以上の変数により変数群を構成する。図３５に示される温度制御シーケンスが与えられたと仮定した場合、図３６に示される変数群は、例えば、３つの変数から構成されており、Ｎｏ．１は、ステップ番号３と目標温度との組み合わせによる変数であり、Ｎｏ．２は、ステップ番号３と変温との組み合わせによる変数であり、Ｎｏ．３は、ステップ番号４と目標温度との組み合わせによる変数である。
　（２）メリット関数の構成
　次に、修正手段３２は、オペランド候補の中から選択されたオペランドが動作順に順位付けられたメリット関数を構成する。メリット関数は、動作順に並べられた１つ以上の連続するオペランドにより構成され、並び順に評価されて、オペランドごとに所定の動作を行い、最後のオペランドによる動作後、その時点での関数値を返す関数である。
　図３７は、オペランド候補の一例を示す表である。図３７では、ｉ番目のオペランドについて、ｖｉを現在の値、ｔｉを目標値、ｗｉを重みとして表している。図３７に示されるように、オペランド候補には、出力オペランド、演算オペランドおよび制御オペランドの種別があり、それぞれに動作（更新条件）が定義される。
　出力オペランドは、熱応答シミュレーションにより計算される出力値であり、演算オペランドは、それ以前に計算した出力または演算オペランドの値を用いた演算であり、制御オペランドは熱応答シミュレーションへの入力とするパラメータである。修正手段３２は、このようなオペランド候補から１つ以上のオペランドを選択し、オペランドごとに必要なパラメータを設定する。
　なお、図３７に示されるオペランド候補は例示であり、これら全てをメリット関数の構成に採用する必要はない。また、オペランド候補に、他の種別（機能）を追加しても良い。
　図３８は、メリット関数を定義する表の一例であり、図３９は、図３８に示されるパラメータを説明するための等価熱回路の一例を示す回路図である。
　図３８に示されるメリット関数の場合、オペランドＮｏ．１（動作名：time）では、ステップ番号５終了時の経過時間を計算してｖ１に代入し、重み０をｗ１に代入する。重みが０であるため、オペランドＮｏ．１ではメリット関数ｆは更新されず、次のオペランドに移行する。なお、オペランドＮｏ．５は、熱暴走による硬化反応の過加速を想定したものである。
　次に、オペランドＮｏ．２（動作名：less than）では、ｖ１が目標値６００より大きい場合、メリット関数ｆに０．０１×（ｖ１－６００）２を加算する。
　次に、オペランドＮｏ．３（動作名：temperature）では、ノード２（図３９を参照）とノード１（図３９を参照）との温度差の最大値を計算しｖ３に代入し、重み０をｗ３に代入する。重みが０であるため、オペランドＮｏ．３ではメリット関数ｆは更新されず、次のオペランドに移行する。なお、オペランドＮｏ．３は、熱暴走による過昇温を想定したものである。
　次に、オペランドＮｏ．４（動作名：less than）では、ｖ３が目標値１０より大きい場合、メリット関数ｆに１×（ｖ３－１０）２を加算する。
　次に、オペランドＮｏ．５（動作名：rate）では、ブロック２（図３９を参照）の反応速度の最大値を計算ｖ５に代入し、重み０をｗ５に代入する。重みが０であるため、オペランドＮｏ．５ではメリット関数ｆは更新されず、次のオペランドに移行する。
　次に、オペランドＮｏ．６（動作名：less than）では、ｖ５が目標値０．１より大きい場合、メリット関数ｆに１００×（ｖ５－０．１）２を加算する。
　次に、オペランドＮｏ．７（動作名：set size）では、ブロック２の厚みＬを０．５に変更する。制御オペランドによる変更は、以降の全てのオペランドにおいて適用される。なお、オペランドＮｏ．７は、熱硬化性材料Ｈの厚み変化に対する安定性を検証するものである。
　このようにして、オペランドごとに規定された動作に基づいて更新されるメリット関数ｆが、最後のオペランドによる動作後に極小に近づくように変数群を変化させる。これにより、更新後のメリット関数を極小に近づける変数群の値を用いて、温度制御シーケンスを修正することができる。
　したがって、本実施形態によれば、修正手段３２は、多種のオペランド候補を自在に組み合わせることにより、柔軟な最適化指標の作成や、熱硬化性材料の特性や外部環境の変動に対しても安定な成形プロセス条件の設定が可能となる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　〔ソフトウェアによる実現例〕
　最後に、成形装置１の各ブロック、特に、予測手段３１、修正手段３２および温度制御手段４１は、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
　後者の場合、成形装置１は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである成形装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記成形装置１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
　上記記録媒体としては、一時的でない有形の媒体（non-transitory tangible medium）、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ－ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ－Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
　また、成形装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
　〔まとめ〕
　本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置は、上記の課題を解決するために、熱硬化性材料から形成される対象物との間で熱交換を行う伝熱部と、自身または前記伝熱部の温度を制御する温度制御部と、を備える成形装置に適用され、前記温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定装置であって、前記対象物の成形過程における前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する予測手段と、前記予測手段によって予測された前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、前記温度制御シーケンスを、修正する修正手段とを備え、前記予測手段は、前記熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
　　　ｄχ／ｄｔ：前記熱硬化性材料の硬化反応速度
　　　χ：前記熱硬化性材料の硬化反応率
　　　ｔ：時間
　　　Ｔ：前記熱硬化性材料の絶対温度
　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：前記熱硬化性材料に固有の反応パラメータ
　　前記熱硬化性材料の発熱量を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
　　　ｑ：前記熱硬化性材料の発熱量
　　　Ｑ：前記熱硬化性材料に固有の総発熱密度
　　　Ｍ：前記熱硬化性材料の質量
　　前記熱硬化性材料と前記伝熱部と前記温度制御部とにおける発熱および伝熱を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路と、修正前の前記温度制御シーケンスと、を用いて、前記温度制御シーケンスにより前記温度制御部の動作を指定する場合の前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測することを特徴とする。
　上記の構成では、予測手段は、熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する計算式と、熱硬化性材料の発熱量を算出する計算式と、熱硬化性材料と伝熱部とにおける発熱および伝熱を等価的に表現する等価熱回路と、温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスとを用いて、対象物の成形過程における熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を事前に予測する。そして、予測手段によって予測された熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、修正手段は、温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する。そのため、修正後の温度制御シーケンスに基づいて、温度制御部の温度制御を開始することが可能となる。
　したがって、上記の構成によれば、熱硬化性材料の成形プロセスにおける熱暴走を抑制し、成形体の物性ムラ、歪み、残留応力および強度低下などを抑制することが可能な温度制御シーケンス決定装置を実現することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記予測手段は、前記熱硬化性材料に対する、１組の一定昇温速度条件による示差走査熱量測定の測定結果から、前記総発熱密度Ｑを決定し、前記熱硬化性材料に対する、２組以上の一定温度条件による示差走査熱量測定の測定結果を、各々の前記一定温度について前記硬化反応速度および前記発熱量の計算式でフィッティングすることにより、前記反応パラメータｍ、ｎおよび、それぞれの前記一定温度についての下記の計算式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
によるパラメータＫ１およびＫ２の値を決定し、前記パラメータＫ１およびＫ２のアレニウスプロットから前記反応パラメータＡ１、Ｔ１、Ａ２およびＴ２を決定することが好ましい。
　上記の構成によれば、一度に決定するパラメータの数が減少するため、容易に反応パラメータＡ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎを決めることができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記修正手段は、前記熱硬化性材料の温度と前記温度制御部の温度との差が、各時点において１０℃以下となるように前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の構成では、修正手段は、熱硬化性材料の温度と温度制御部の温度との差が、各時点において１０℃以下となるように温度制御シーケンスを修正するため、熱硬化性材料の急激な硬化反応速度の上昇を抑え、熱暴走を抑制することができる。
　したがって、上記の構成によれば、成形体へのダメージおよび残留応力を低減することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記修正手段は、前記熱硬化性材料の硬化反応速度が、各時点において０．１／秒以下となるように、前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の構成では、修正手段は、熱硬化性材料の硬化反応速度が各時点において０．１／秒以下となるように温度制御シーケンスを修正するため、熱硬化性材料の熱暴走を効果的に抑制することができる。
　したがって、上記の構成によれば、成形体への成形ムラおよびヒケの発生を低減することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記修正手段は、前記温度制御シーケンスの完了時点における前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．８以上となるように前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の構成では、修正手段は、温度制御シーケンスの完了時点における熱硬化性材料の硬化反応率が、０．８以上となるように温度制御シーケンスを修正するため、成形プロセス完了時における熱硬化性材料の硬化反応率を高めることができる。
　したがって、上記の構成によれば、熱硬化性材料の未硬化成分が残ることによる成形ムラや伝熱部への熱硬化性材料の残留（離型不良）を回避することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記温度制御部は、自身を加熱または冷却する加熱冷却部と、前記伝熱部および前記加熱冷却部の少なくとも一方の温度を検出する検出部をさらに備え、前記検出部によって検出される前記伝熱部または前記加熱冷却部の温度を検出温度として、前記検出温度を誘導温度に誘導するために前記加熱冷却部の出力を制御し、修正前の前記温度制御シーケンスは、連続する温度制御ステップから構成されており、前記温度制御ステップのそれぞれに対して、前記誘導温度の時間変化プログラムと、前記温度制御ステップを完了する条件とが与えられていることが好ましい。
　上記の構成では、修正手段から出力された修正後の温度制御シーケンスと、検出部によって検出される検出温度とに基づいて、加熱冷却部の温度をフィードバック制御することができる。
　したがって、上記の構成によれば、外乱に対して安定な温度制御を行うことができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記温度制御ステップのそれぞれに対して、前記温度制御ステップごとの目標温度と、選択的に、前記誘導温度を変化させる変温速度とが与えられており、前記変温速度が与えられている前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、該温度制御ステップの開始とともに、前記目標温度に向けて、前記誘導温度を前記変温速度により連続的に変化させ、前記変温速度が与えられていない前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、該温度制御ステップの開始とともに、前記目標温度に向けて、前記誘導温度を階段状に変化させ、さらに、前記温度制御ステップのそれぞれに対して、該温度制御ステップの経過時間と、選択的に、トリガ温度とが与えられており、前記トリガ温度が与えられている前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、前記検出温度が前記トリガ温度に到達してから前記経過時間の後、該温度制御ステップを完了し、前記トリガ温度が与えられていない前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、前記温度制御ステップを開始してから前記経過時間の後、該温度制御ステップを完了することが好ましい。
　上記の構成によれば、熱硬化性材料の特性に応じた適切なプロファイルの誘導温度を温度制御部に与えることが可能となるため、熱暴走を抑制しつつ成形プロセス時間を短縮することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での前記熱硬化性材料の温度をゲル化温度とし、前記修正手段は、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点以前の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　ここで、熱暴走を防ぐには昇温速度（変温速度）を低下させればよいが、成形プロセスの最初から最後までゆっくり昇温させたのでは成形プロセスに長時間を要する。そのため、熱暴走を防ぐために必要最小限の時間帯に細分化して、細分化した時間帯において昇温速度を低減させる（または温度を低下）させることにより、成形プロセスに長時間を要することなく、熱暴走を防ぐことができる。
　上記の構成によれば、修正手段は、温度制御ステップのうち、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点以前の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより温度制御シーケンスを修正する。このように温度制御ステップを分割して、反応速度式の特性上、最も加速度的に硬化反応が進むゲル化温度を含む温度制御ステップを短縮することにより、低昇温速度となる時間を短くすることが可能となる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での前記熱硬化性材料の温度をゲル化温度とし、前記修正手段は、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点以後の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の構成によれば、修正手段は、温度制御ステップのうち、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点以後の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより温度制御シーケンスを修正する。このように温度制御ステップを分割して、反応速度式の特性上、最も加速度的に硬化反応が進むゲル化温度を含む温度制御ステップを短縮することにより、低昇温速度となる時間を短くすることが可能となる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記修正手段は、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、前記変温速度が与えられていない場合は、前記加熱冷却部の加熱能力による限界値より低い値を与え、前記変温速度が与えられている場合は、該変温速度を低減することにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の構成によれば、修正手段は、温度制御ステップのうち、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、変温速度が与えられていない場合は、加熱冷却部の加熱能力による限界値より低い値を与え、変温速度が与えられている場合は、該変温速度を低減することにより温度制御シーケンスを修正する。その結果、ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップにおける熱硬化性材料の昇温速度を低くすることが可能となるので、熱硬化性材料の熱暴走を容易に抑制することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記修正手段は、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、前記目標温度を低減することにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の構成によれば、修正手段は、温度制御ステップのうち、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、目標温度を低減することにより温度制御シーケンスを修正する。その結果、ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップにおける熱硬化性材料の昇温速度を低くすることが可能となるので、熱硬化性材料の熱暴走を容易に抑制することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記修正手段は、１つ以上の前記温度制御ステップについて、前記目標温度と異なる前記トリガ温度を与えることにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の構成によれば、修正手段は、目標温度と異なるトリガ温度を与えることにより温度制御シーケンスを修正するため、収束のために昇温・降温速度が低下する前に次の温度制御ステップに移行し、成形プロセス時間を短縮することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定装置では、前記修正手段は、前記温度制御ステップのステップ番号と、該温度制御ステップにおける前記目標温度、前記変温速度または前記経過時間とが特定された１つ以上の変数により変数群を構成し、複数のオペランド候補の中から選択されたオペランドが動作順に順位付けられたメリット関数を構成し、前記オペランドごとに規定されたメリット関数を更新するための更新条件に基づいて前記メリット関数を更新し、更新後の前記メリット関数が極小に近づくように前記変数群の値を変化させることにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の構成では、修正手段は、温度制御ステップのステップ番号と、該温度制御ステップにおける目標温度、変温速度または経過時間とが特定された１つ以上の変数により変数群を構成し、複数のオペランド候補の中から選択されたオペランドが動作順に順位付けられたメリット関数を構成する。そして、修正手段は、オペランドごとに規定されたメリット関数を更新するための更新条件に基づいてメリット関数を更新し、更新後のメリット関数が極小に近づくように変数群の値を変化させる。これにより、更新後のメリット関数を極小に近づける変数群の値を用いて、温度制御シーケンスを修正することができる。
　したがって、上記の構成によれば、修正手段は、多種のオペランド候補を自在に組み合わせることにより、柔軟な最適化指標の作成や、熱硬化性材料の特性や外部環境の変動に対しても安定な成形プロセス条件の設定が可能となる。また、上記の構成によれば、コンピュータによる温度制御シーケンスの自動最適化が可能となる。
　また、本発明の一態様に係る成形装置は、上記の課題を解決するために、前記温度制御シーケンス決定装置を備えることを特徴とする。
　上記の構成によれば、熱硬化性材料の成形プロセスにおける熱暴走を抑制し、成形体の物性ムラ、歪み、残留応力および強度低下などを抑制することが可能な成形装置を実現することができる。
　なお、上記温度制御シーケンス決定装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより制御装置をコンピュータにて実現させるプログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
　本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法は、上記の課題を解決するために、熱硬化性材料から形成される対象物との間で熱交換を行う伝熱部と、自身または前記伝熱部の温度を制御する温度制御部と、を備える成形装置に適用され、前記温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定方法であって、前記対象物の成形過程における前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する予測工程と、前記予測工程によって予測された前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、前記温度制御シーケンスを、修正する修正工程とを含み、前記予測工程は、前記熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
　　　ｄχ／ｄｔ：前記熱硬化性材料の硬化反応速度
　　　χ：前記熱硬化性材料の硬化反応率
　　　ｔ：時間
　　　Ｔ：前記熱硬化性材料の絶対温度
　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：前記熱硬化性材料に固有の反応パラメータ
　　前記熱硬化性材料の発熱量を算出する下記の計算式と、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
　　　ｑ：前記熱硬化性材料の発熱量
　　　Ｑ：前記熱硬化性材料に固有の総発熱密度
　　　Ｍ：前記熱硬化性材料の質量
　　前記熱硬化性材料と前記伝熱部と前記温度制御部とにおける発熱量および伝熱量を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路と、修正前の前記温度制御シーケンスと、を用いて、前記温度制御シーケンスにより前記温度制御部の動作を指定する場合の前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測することを特徴とする。
　上記の方法では、予測工程において、熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する計算式と、熱硬化性材料の発熱量を算出する計算式と、熱硬化性材料と伝熱部と温度制御部とにおける発熱および伝熱を等価的に表現する等価熱回路と、温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスとを用いて、対象物の成形過程における熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を事前に予測する。そして、予測工程において予測された熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、修正工程において、温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する。そのため、修正後の温度制御シーケンスに基づいて、温度制御部の温度制御を開始することが可能となる。
　したがって、上記の方法によれば、熱硬化性材料の成形プロセスにおける熱暴走を抑制し、成形体の物性ムラ、歪み、残留応力および強度低下などを抑制することが可能な温度制御シーケンス決定方法を実現することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記予測工程において、前記熱硬化性材料に対する、１組の一定昇温速度条件による示差走査熱量測定の測定結果から、前記総発熱密度Ｑを決定し、前記熱硬化性材料に対する、２組以上の一定温度条件による示差走査熱量測定の測定結果を、各々の前記一定温度について前記硬化反応速度および前記発熱量の計算式でフィッティングすることにより、前記反応パラメータｍ、ｎおよび、それぞれの前記一定温度についての下記の計算式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
によるパラメータＫ１およびＫ２の値を決定し、前記パラメータＫ１およびＫ２のアレニウスプロットから前記反応パラメータＡ１、Ｔ１、Ａ２およびＴ２を決定することが好ましい。
　上記の方法によれば、一度に決定するパラメータの数が減少するため、容易に反応パラメータＡ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎを決めることができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記修正工程において、前記熱硬化性材料の温度と前記温度制御部の温度との差が、各時点において１０℃以下となるように前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の方法では、修正工程において、熱硬化性材料の温度と温度制御部の温度との差が、各時点において１０℃以下となるように温度制御シーケンスを修正するため、熱硬化性材料の急激な硬化反応速度の上昇を抑え、熱暴走を抑制することができる。
　したがって、上記の方法によれば、成形体へのダメージおよび残留応力を低減することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記修正工程において、前記熱硬化性材料の硬化反応速度が、各時点において０．１／秒以下となるように、前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の方法では、修正工程において、熱硬化性材料の硬化反応速度が各時点において０．１／秒以下となるように温度制御シーケンスを修正するため、熱硬化性材料の熱暴走を効果的に抑制することができる。
　したがって、上記の方法によれば、成形体への成形ムラおよびヒケの発生を低減することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記修正工程において、前記温度制御シーケンスの完了時点における前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．８以上となるように前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の方法では、修正工程において、温度制御シーケンスの完了時点における熱硬化性材料の硬化反応率が、０．８以上となるように温度制御シーケンスを修正するため、成形プロセス完了時における熱硬化性材料の硬化反応率を高めることができる。
　したがって、上記の方法によれば、熱硬化性材料の未硬化成分が残ることによる成形ムラや伝熱部への熱硬化性材料の残留（離型不良）を回避することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記温度制御部は、自身を加熱または冷却する加熱冷却部と、前記伝熱部および前記加熱冷却部の少なくとも一方の温度を検出する検出部をさらに備え、前記検出部によって検出される前記伝熱部または前記加熱冷却部の温度を検出温度として、前記検出温度を誘導温度に誘導するために前記加熱冷却部の出力を制御し、修正前の前記温度制御シーケンスは、連続する温度制御ステップから構成されており、前記温度制御ステップのそれぞれに対して、前記誘導温度の時間変化プログラムと、前記温度制御ステップを完了する条件とが与えられていることが好ましい。
　上記の方法では、修正後の温度制御シーケンスと、検出部によって検出される検出温度とに基づいて、加熱冷却部の温度をフィードバック制御することができる。
　したがって、上記の方法によれば、外乱に対して安定な温度制御を行うことができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記温度制御ステップのそれぞれに対して、前記温度制御ステップごとの目標温度と、選択的に、前記誘導温度を変化させる変温速度とが与えられており、前記変温速度が与えられている前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、該温度制御ステップの開始とともに、前記目標温度に向けて、前記誘導温度を前記変温速度により連続的に変化させ、前記変温速度が与えられていない前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、該温度制御ステップの開始とともに、前記目標温度に向けて、前記誘導温度を階段状に変化させ、さらに、前記温度制御ステップのそれぞれに対して、該温度制御ステップの経過時間と、選択的に、トリガ温度とが与えられており、前記トリガ温度が与えられている前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、前記検出温度が前記トリガ温度に到達してから前記経過時間の後、該温度制御ステップを完了し、前記トリガ温度が与えられていない前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、前記温度制御ステップを開始してから前記経過時間の後、該温度制御ステップを完了することが好ましい。
　上記の方法によれば、熱硬化性材料の特性に応じた適切なプロファイルの誘導温度を温度制御部に与えることが可能となるため、熱暴走を抑制しつつ成形プロセス時間を短縮することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での前記熱硬化性材料の温度をゲル化温度とし、前記修正工程において、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点以前の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上述のとおり、必要最小限の部分（時間）をステップに分割して、昇温速度を低減させる（または温度を低下）させることにより、成形プロセスに長時間を要することなく、熱暴走を防ぐことができる。
　上記の方法によれば、修正工程において、温度制御ステップのうち、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点以前の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより温度制御シーケンスを修正する。このように温度制御ステップを分割して、反応速度式の特性上、最も加速度的に硬化反応が進むゲル化温度を含む温度制御ステップを短縮することにより、低昇温速度となる時間を短くすることが可能となる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での前記熱硬化性材料の温度をゲル化温度とし、前記修正工程において、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点以後の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の方法によれば、修正工程において、温度制御ステップのうち、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点以後の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより温度制御シーケンスを修正する。このように温度制御ステップを分割して、反応速度式の特性上、最も加速度的に硬化反応が進むゲル化温度を含む温度制御ステップを短縮することにより、低昇温速度となる時間を短くすることが可能となる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記修正工程において、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、前記変温速度が与えられていない場合は、前記加熱冷却部の加熱能力による限界値より低い値を与え、前記変温速度が与えられている場合は、該変温速度を低減することにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の方法によれば、修正工程において、温度制御ステップのうち、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、変温速度が与えられていない場合は、加熱冷却部の加熱能力による限界値より低い値を与え、変温速度が与えられている場合は、該変温速度を低減することにより温度制御シーケンスを修正する。その結果、ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップにおける熱硬化性材料の昇温速度を低くすることが可能となるので、熱硬化性材料の熱暴走を容易に抑制することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記修正工程において、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、前記目標温度を低減することにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の方法によれば、修正工程において、温度制御ステップのうち、温度制御部の温度がゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、目標温度を低減することにより温度制御シーケンスを修正する。その結果、ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップにおける熱硬化性材料の昇温速度を低くすることが可能となるので、熱硬化性材料の熱暴走を容易に抑制することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記修正工程において、１つ以上の前記温度制御ステップについて、前記目標温度と異なる前記トリガ温度を与えることにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の方法によれば、修正工程において、目標温度と異なるトリガ温度を与えることにより温度制御シーケンスを修正するため、収束のために昇温・降温速度が低下する前に次の温度制御ステップに移行し、成形プロセス時間を短縮することができる。
　また、本発明の一態様に係る温度制御シーケンス決定方法では、前記修正工程において、前記温度制御ステップのステップ番号と、該温度制御ステップにおける前記目標温度、前記変温速度または前記経過時間とが特定された１つ以上の変数により変数群を構成し、複数のオペランド候補の中から選択されたオペランドが動作順に順位付けられたメリット関数を構成し、前記オペランドごとに規定されたメリット関数を更新するための更新条件に基づいて前記メリット関数を更新し、更新後の前記メリット関数が極小に近づくように前記変数群の値を変化させることにより前記温度制御シーケンスを修正することが好ましい。
　上記の方法では、修正工程において、温度制御ステップのステップ番号と、該温度制御ステップにおける目標温度、変温速度または経過時間とが特定された１つ以上の変数により変数群を構成し、複数のオペランド候補の中から選択されたオペランドが動作順に順位付けられたメリット関数を構成する。そして、オペランドごとに規定されたメリット関数を更新するための更新条件に基づいてメリット関数を更新し、更新後のメリット関数が極小に近づくように変数群の値を変化させる。これにより、更新後のメリット関数が極小に近づける変数群の値を用いて、温度制御シーケンスを修正することができる。
　したがって、上記の方法によれば、ユーザーは多種のオペランド候補を自在に組み合わせることにより、柔軟な最適化指標の作成や、熱硬化性材料の特性や外部環境の変動に対しても安定な成形プロセス条件の設定が可能となる。また、上記の方法によれば、コンピュータによる温度制御シーケンスの自動最適化が可能となる。
　本発明は、熱硬化性材料から形成される対象物の温度を制御することによって成形する成形装置に好適に利用することができる。
　１　　成形装置
　１ａ　成形装置
　３　　温度制御シーケンス決定部（温度制御シーケンス決定装置）
　４　　温度制御部
　５　　伝熱部
　３１　予測手段
　３２　修正手段
　４１　温度制御手段
　４２　加熱冷却部
　４３　温度検出部（検出部）

Claims (29)

  1. 　熱硬化性材料から形成される対象物との間で熱交換を行う伝熱部と、
    　自身または前記伝熱部の温度を制御する温度制御部と、
    　を備える成形装置に適用され、
    　前記温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定装置であって、
    　前記対象物の成形過程における前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する予測手段と、
    　前記予測手段によって予測された前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、前記温度制御シーケンスを、修正する修正手段とを備え、
    　前記予測手段は、
    　　前記熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する下記の計算式と、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     　　　ｄχ／ｄｔ：前記熱硬化性材料の硬化反応速度
    　　　χ：前記熱硬化性材料の硬化反応率
    　　　ｔ：時間
    　　　Ｔ：前記熱硬化性材料の絶対温度
    　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：前記熱硬化性材料に固有の反応パラメータ
    　　前記熱硬化性材料の発熱量を算出する下記の計算式と、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
     　　　ｑ：前記熱硬化性材料の発熱量
    　　　Ｑ：前記熱硬化性材料に固有の総発熱密度
    　　　Ｍ：前記熱硬化性材料の質量
    　　前記熱硬化性材料と前記伝熱部と前記温度制御部とにおける発熱および伝熱を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路と、
    　　修正前の前記温度制御シーケンスと、
    　を用いて、前記温度制御シーケンスにより前記温度制御部の動作を指定する場合の前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測することを特徴とする温度制御シーケンス決定装置。
  2. 　前記予測手段は、
    　前記熱硬化性材料に対する、１組の一定昇温速度条件による示差走査熱量測定の測定結果から、前記総発熱密度Ｑを決定し、
    　前記熱硬化性材料に対する、２組以上の一定温度条件による示差走査熱量測定の測定結果を、各々の前記一定温度について前記硬化反応速度および前記発熱量の計算式でフィッティングすることにより、前記反応パラメータｍ、ｎおよび、それぞれの前記一定温度についての下記の計算式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
     によるパラメータＫ１およびＫ２の値を決定し、
    　前記パラメータＫ１およびＫ２のアレニウスプロットから前記反応パラメータＡ１、Ｔ１、Ａ２およびＴ２を決定することを特徴とする請求項１に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  3. 　前記修正手段は、前記熱硬化性材料の温度と前記温度制御部の温度との差が、各時点において１０℃以下となるように前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項１または２に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  4. 　前記修正手段は、前記熱硬化性材料の硬化反応速度が、各時点において０．１／秒以下となるように、前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  5. 　前記修正手段は、前記温度制御シーケンスの完了時点における前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．８以上となるように前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  6. 　前記温度制御部は、自身を加熱または冷却する加熱冷却部と、前記伝熱部および前記加熱冷却部の少なくとも一方の温度を検出する検出部をさらに備え、前記検出部によって検出される前記伝熱部または前記加熱冷却部の温度を検出温度として、前記検出温度を誘導温度に誘導するために前記加熱冷却部の出力を制御し、
    　修正前の前記温度制御シーケンスは、連続する温度制御ステップから構成されており、
    　前記温度制御ステップのそれぞれに対して、前記誘導温度の時間変化プログラムと、前記温度制御ステップを完了する条件とが与えられていることを特徴とする請求項１に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  7. 　前記温度制御ステップのそれぞれに対して、前記温度制御ステップごとの目標温度と、選択的に、前記誘導温度を変化させる変温速度とが与えられており、
    　前記変温速度が与えられている前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、該温度制御ステップの開始とともに、前記目標温度に向けて、前記誘導温度を前記変温速度により連続的に変化させ、
    　前記変温速度が与えられていない前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、該温度制御ステップの開始とともに、前記目標温度に向けて、前記誘導温度を階段状に変化させ、
    　さらに、前記温度制御ステップのそれぞれに対して、該温度制御ステップの経過時間と、選択的に、トリガ温度とが与えられており、
    　前記トリガ温度が与えられている前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、前記検出温度が前記トリガ温度に到達してから前記経過時間の後、該温度制御ステップを完了し、
    　前記トリガ温度が与えられていない前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、前記温度制御ステップを開始してから前記経過時間の後、該温度制御ステップを完了することを特徴とする請求項６に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  8. 　前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での前記熱硬化性材料の温度をゲル化温度とし、
    　前記修正手段は、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点以前の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項７に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  9. 　前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での前記熱硬化性材料の温度をゲル化温度とし、
    　前記修正手段は、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点以後の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項７に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  10. 　前記修正手段は、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、前記変温速度が与えられていない場合は、前記加熱冷却部の加熱能力による限界値より低い値を与え、前記変温速度が与えられている場合は、該変温速度を低減することにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項８または９に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  11. 　前記修正手段は、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、前記目標温度を低減することにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項８または９に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  12. 　前記修正手段は、１つ以上の前記温度制御ステップについて、前記目標温度と異なる前記トリガ温度を与えることにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  13. 　前記修正手段は、
    　前記温度制御ステップのステップ番号と、該温度制御ステップにおける前記目標温度、前記変温速度または前記経過時間とが特定された１つ以上の変数により変数群を構成し、
    　複数のオペランド候補の中から選択されたオペランドが動作順に順位付けられたメリット関数を構成し、
    　前記オペランドごとに規定されたメリット関数を更新するための更新条件に基づいて前記メリット関数を更新し、更新後の前記メリット関数が極小に近づくように前記変数群の値を変化させることにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項７に記載の温度制御シーケンス決定装置。
  14. 　請求項１から１３のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定装置を備えることを特徴とする成形装置。
  15. 　請求項１から１３のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定装置が備えている各手段としてコンピュータを動作させるためのプログラム。
  16. 　請求項１５に記載のプログラムを記録しているコンピュータ読取り可能な記録媒体。
  17. 　熱硬化性材料から形成される対象物との間で熱交換を行う伝熱部と、
    　自身または前記伝熱部の温度を制御する温度制御部と、
    　を備える成形装置に適用され、
    　前記温度制御部の動作を指定する温度制御シーケンスを修正する温度制御シーケンス決定方法であって、
    　前記対象物の成形過程における前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測する予測工程と、
    　前記予測工程によって予測された前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移に基づいて、前記温度制御シーケンスを、修正する修正工程とを含み、
    　前記予測工程は、
    　　前記熱硬化性材料の硬化反応速度を算出する下記の計算式と、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
     　　　ｄχ／ｄｔ：前記熱硬化性材料の硬化反応速度
    　　　χ：前記熱硬化性材料の硬化反応率
    　　　ｔ：時間
    　　　Ｔ：前記熱硬化性材料の絶対温度
    　　　Ａ１、Ｔ１、Ａ２、Ｔ２、ｍ、ｎ：前記熱硬化性材料に固有の反応パラメータ
    　　前記熱硬化性材料の発熱量を算出する下記の計算式と、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
     　　　ｑ：前記熱硬化性材料の発熱量
    　　　Ｑ：前記熱硬化性材料に固有の総発熱密度
    　　　Ｍ：前記熱硬化性材料の質量
    　　前記熱硬化性材料と前記伝熱部と前記温度制御部とにおける発熱および伝熱を、温度源、熱流源、熱抵抗および熱容量から選択される組み合わせにより等価的に表現する等価熱回路と、
    　　修正前の前記温度制御シーケンスと、
    　を用いて、前記温度制御シーケンスにより前記温度制御部の動作を指定する場合の前記熱硬化性材料の温度および硬化反応速度の時間推移を予測することを特徴とする温度制御シーケンス決定方法。
  18. 　前記予測工程において、
    　前記熱硬化性材料に対する、１組の一定昇温速度条件による示差走査熱量測定の測定結果から、前記総発熱密度Ｑを決定し、
    　前記熱硬化性材料に対する、２組以上の一定温度条件による示差走査熱量測定の測定結果を、各々の前記一定温度について前記硬化反応速度および前記発熱量の計算式でフィッティングすることにより、前記反応パラメータｍ、ｎおよび、それぞれの前記一定温度についての下記の計算式
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
     によるパラメータＫ１およびＫ２の値を決定し、
    　前記パラメータＫ１およびＫ２のアレニウスプロットから前記反応パラメータＡ１、Ｔ１、Ａ２およびＴ２を決定することを特徴とする請求項１７に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  19. 　前記修正工程において、前記熱硬化性材料の温度と前記温度制御部の温度との差が、各時点において１０℃以下となるように前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項１７または１８に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  20. 　前記修正工程において、前記熱硬化性材料の硬化反応速度が、各時点において０．１／秒以下となるように、前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  21. 　前記修正工程において、前記温度制御シーケンスの完了時点における前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．８以上となるように前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項１７から２０のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  22. 　前記温度制御部は、自身を加熱または冷却する加熱冷却部と、前記伝熱部および前記加熱冷却部の少なくとも一方の温度を検出する検出部をさらに備え、前記検出部によって検出される前記伝熱部または前記加熱冷却部の温度を検出温度として、前記検出温度を誘導温度に誘導するために前記加熱冷却部の出力を制御し、
    　修正前の前記温度制御シーケンスは、連続する温度制御ステップから構成されており、
    　前記温度制御ステップのそれぞれに対して、前記誘導温度の時間変化プログラムと、前記温度制御ステップを完了する条件とが与えられていることを特徴とする請求項１７に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  23. 　前記温度制御ステップのそれぞれに対して、前記温度制御ステップごとの目標温度と、選択的に、前記誘導温度を変化させる変温速度とが与えられており、
    　前記変温速度が与えられている前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、該温度制御ステップの開始とともに、前記目標温度に向けて、前記誘導温度を前記変温速度により連続的に変化させ、
    　前記変温速度が与えられていない前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、該温度制御ステップの開始とともに、前記目標温度に向けて、前記誘導温度を階段状に変化させ、
    　さらに、前記温度制御ステップのそれぞれに対して、該温度制御ステップの経過時間と、選択的に、トリガ温度とが与えられており、
    　前記トリガ温度が与えられている前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、前記検出温度が前記トリガ温度に到達してから前記経過時間の後、該温度制御ステップを完了し、
    　前記トリガ温度が与えられていない前記温度制御ステップにおいては、前記温度制御部は、前記温度制御ステップを開始してから前記経過時間の後、該温度制御ステップを完了することを特徴とする請求項２２に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  24. 　前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での前記熱硬化性材料の温度をゲル化温度とし、
    　前記修正工程において、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点以前の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項２３に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  25. 　前記熱硬化性材料の硬化反応率が、０．０５以上０．２以下の或る値をとる時点での前記熱硬化性材料の温度をゲル化温度とし、
    　前記修正工程において、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップを、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点以後の時点で、２つの温度制御ステップに分割することにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項２３に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  26. 　前記修正工程において、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、前記変温速度が与えられていない場合は、前記加熱冷却部の加熱能力による限界値より低い値を与え、前記変温速度が与えられている場合は、該変温速度を低減することにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項２４または２５に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  27. 　前記修正工程において、前記温度制御ステップのうち、前記温度制御部の温度が前記ゲル化温度となる時点を含む温度制御ステップについて、前記目標温度を低減することにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項２４から２６のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  28. 　前記修正工程において、１つ以上の前記温度制御ステップについて、前記目標温度と異なる前記トリガ温度を与えることにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項２３から２７のいずれか１項に記載の温度制御シーケンス決定方法。
  29. 　前記修正工程において、
    　前記温度制御ステップのステップ番号と、該温度制御ステップにおける前記目標温度、前記変温速度または前記経過時間とが特定された１つ以上の変数により変数群を構成し、
    　複数のオペランド候補の中から選択されたオペランドが動作順に順位付けられたメリット関数を構成し、
    　前記オペランドごとに規定されたメリット関数を更新するための更新条件に基づいて前記メリット関数を更新し、更新後の前記メリット関数が極小に近づくように前記変数群の値を変化させることにより前記温度制御シーケンスを修正することを特徴とする請求項２３に記載の温度制御シーケンス決定方法。
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