WO2023022082A1 - 射出成形機の成形支援装置 - Google Patents

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WO2023022082A1
WO2023022082A1 PCT/JP2022/030523 JP2022030523W WO2023022082A1 WO 2023022082 A1 WO2023022082 A1 WO 2023022082A1 JP 2022030523 W JP2022030523 W JP 2022030523W WO 2023022082 A1 WO2023022082 A1 WO 2023022082A1
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WO
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resin
data
physical property
molding
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/030523
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠 小塚
Original Assignee
日精樹脂工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日精樹脂工業株式会社 filed Critical 日精樹脂工業株式会社
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Publication of WO2023022082A1 publication Critical patent/WO2023022082A1/ja

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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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating

Definitions

  • the present invention relates to a molding support device for an injection molding machine that is suitable for use in providing molding support for an injection molding machine that injects and fills a mold with a plasticized molten resin using a screw.
  • Injection molding machines generally carry out molding by injecting and filling plasticized molten resin into a mold using a screw.
  • the plasticization is insufficient, the solid fraction (unmelted polymer fraction) will increase due to insufficient plasticization of the molten resin, leading to problems such as a decrease in moldability and further deterioration in molding quality.
  • the resin decomposition rate carbonization rate
  • problems such as deterioration of the molten resin and generation of unnecessary gas. For this reason, techniques have been proposed for grasping the state of the molten resin in the heating cylinder and performing necessary countermeasures.
  • a plasticization simulation device disclosed in Patent Document 1 and a molding support device for an injection molding machine disclosed in Patent Document 2 are known.
  • the plasticization simulation device disclosed in Patent Document 1 uses the resin physical properties of the material used in the screw-type plasticization device, the operating conditions of the plasticization device, and the configuration data of the plasticization device, and calculates the screw characteristic formula
  • a plasticization simulation apparatus configured to perform a physical quantity calculation process for calculating at least one physical quantity out of a solid fraction, temperature, pressure, and plasticizing capacity using a mass conservation equation and an energy conservation equation.
  • the physical quantity in the rotating state of the screw is calculated by the physical quantity calculation process, and the calculated physical quantity is used to calculate the physical quantity in the stopped state of the screw by using the screw characteristic formula, the mass conservation formula, and the energy conservation formula. It is the one that provided the part.
  • the molding support device disclosed in Patent Document 2 is intended to improve the yield rate and molding quality of molded products even by novice operators.
  • a basic data input unit for inputting basic data including screw data related to the shape of the screw, and a solid phase ratio calculation formula data for calculating the solid phase ratio of the molten resin in the heating cylinder based on this basic data.
  • the object of the present invention is to provide a molding support device for an injection molding machine that solves the problems existing in the background art.
  • the present invention provides a resin data setting unit Fmr for setting resin data Dr, a molding machine data setting unit Fmm for setting molding machine data Dm, and a molding data setting unit related to molding conditions.
  • a molding condition data setting unit Fms for setting condition data Ds an arithmetic processing function unit Fc for estimating the molten state of the plasticized resin based on the resin data Dr, the molding machine data Dm and the molding condition data Ds, and the arithmetic processing
  • the molding support device 1 for the injection molding machine which includes the output processing function unit Fo for visually displaying the molten state estimated by the function unit Fc on the display 5, the resin data Dr set in the resin data setting unit Fmr.
  • a resin item selection unit 6 for selecting an item Drc related to the type of resin and an item Drm related to a predetermined physical property of the resin, and a plurality of different resin temperatures Et related to the selected resin and corresponding to each resin temperature Et.
  • a physical property value input unit 7 for inputting a physical property value Em corresponding to an arbitrary resin temperature Et; a physical property value conversion unit 8 for obtaining a physical property value Em corresponding to an arbitrary resin temperature Et; It is characterized by comprising a data conversion processing function unit Fe for giving the physical property value Em obtained by the physical property value conversion unit 8 corresponding to Et to the arithmetic processing function unit Fc.
  • the data conversion processing function unit Fe can be provided with a function of displaying the detailed data input screen Vie having the resin item selection unit 6 and the physical property value input unit 7 on the display 5.
  • the physical property value conversion unit 8 may have a function of converting using a functional expression Fx obtained from physical property values corresponding to a plurality of different resin temperatures or a modified functional expression Fxe. It may be a function of converting using a data table obtained from corresponding physical property values or a modified data table. Note that when the data conversion processing function unit Fe is not used in the arithmetic processing function unit Fc, a preset standard value can be used as the physical property value.
  • the solid phase ratio (Xcs) of the molten resin in the heating cylinder 4 is calculated as the molten state of the plasticized resin based on the resin data Dr, the molding machine data Dm, and the molding condition data Ds.
  • a function of estimating can be included, and a function of estimating the resin decomposition rate (Xrs) of the screw surface 3f during molding based on the resin data Dr, the molding machine data Dm, and the molding condition data Ds can be included. .
  • a resin item selection unit 6 that selects an item Drc related to the type of resin and an item Drm related to a predetermined physical property of the resin from the resin data Dr set in the resin data setting unit Fmr, and a physical property value input unit 7 for inputting a plurality of different resin temperatures Et and physical property values Em corresponding to each resin temperature Et; a physical property value conversion unit 8 for obtaining a physical property value Em corresponding to an arbitrary resin temperature Et; a data conversion processing function unit Fe that gives the resin temperature Et at the time of estimation of the state and the physical property value Em obtained by the physical property value conversion unit 8 corresponding to the resin temperature Et to the arithmetic processing function unit Fc, When estimating the molten state of the plasticized resin, accurate physical property values corresponding to the resin temperature can be used. This eliminates the need for manual corrections and corrections, etc., even for inexperienced novice operators. High molding quality can be secured.
  • the data conversion processing function part Fe is provided with a function to display the detailed data input screen Vie having the resin item selection part 6 and the physical property value input part 7 on the display 5, the operator (user) can Since the data can be easily input by , the detailed information owned by the user can be utilized for improving the quality of molding.
  • the physical property value conversion unit 8 is provided with a function of converting using a functional expression Fx obtained from physical property values corresponding to a plurality of different resin temperatures or a modified functional expression Fxe, or a plurality of different If a conversion function using a data table obtained from the physical property values corresponding to the resin temperature or a corrected data table is provided, the calculation function of the molding machine controller installed in the molding machine can be used, so the function expression Fx (Fxe ), data table, etc., can be easily implemented.
  • the data conversion processing function unit Fe when the data conversion processing function unit Fe is not used in the arithmetic processing function unit Fc, if a preset standard value is used as the physical property value, it can be used according to the presence or absence of detailed information related to the resin. Since it can be performed as required, the molding process can be reliably performed even when there is no detailed information regarding the resin.
  • the solid phase of the molten resin in the heating cylinder 4 is stored in the arithmetic processing function unit Fc as the molten state of the plasticized resin based on the resin data Dr, the molding machine data Dm, and the molding condition data Ds. If the function of estimating the rate (Xcs) is included, it can be applied particularly to the estimated solid phase rate Xcs of the molten resin in the heating cylinder 4, so that an accurate and appropriate estimated solid phase rate Xcs can be obtained. .
  • the resin decomposition rate of the screw surface 3f during molding is stored in the arithmetic processing function unit Fc as the molten state of the plasticized resin based on the resin data Dr, the molding machine data Dm, and the molding condition data Ds. If the function of estimating (Xrs) is included, it can be applied particularly to the estimated resin decomposition rate Xrs of the screw surface 3f during molding, so that the estimated resin decomposition rate Xrs can be obtained accurately and appropriately.
  • a detailed data input screen diagram of a display provided in a molding support device A block system diagram of an injection molding machine equipped with the same molding support device, Basic data input screen diagram of the display provided in the molding support device, Explanatory diagram of the functional expression creation function provided in the molding support device, Explanatory drawing when correcting the functional expression creation function provided in the molding support device, A flow chart for explaining the processing procedure of the data change processing function of the molding support device, A flow chart for explaining the processing procedure of the function expression creation processing in the same data change processing function, A flow chart for explaining a processing procedure according to an example of a molding assistance method using the same molding assistance device, An output screen diagram of a display based on an example of a molding assistance method using the same molding assistance device, A graph for explaining an output screen used as an example of a molding assistance method using the same molding assistance device,
  • FIG. 2 shows an injection molding machine M, in particular, an injection device Mi without a mold clamping device.
  • 4 is a heating cylinder, and a nozzle 4n is attached and fixed to the front end of the heating cylinder 4 via a head part 4h, and a hopper 13 is provided at the upper rear end of the heating cylinder 4.
  • the nozzle 4n has the function of injecting the molten resin inside the heating cylinder 4 into the mold 2 indicated by the phantom line, and the hopper 13 has the function of supplying the resin material (resin pellets) to the inside of the heating cylinder 4. have.
  • the screw 3 is loaded inside the heating cylinder 4 so as to be rotatable and advance/retreat.
  • a helical flight portion 3mp is formed on the surface of the screw 3, and the screw surface 3f is coated with a predetermined surface material (metal) in consideration of durability.
  • This screw 3 has a metering zone Zm, a compression zone Zc, and a feed zone Zf from the front side to the rear side.
  • the rear end portion of the screw 3 is connected to the screw drive portion 14 .
  • the screw drive unit 14 includes a screw rotating mechanism 14r that rotates the screw 3 and a screw forward/backward mechanism 14m that moves the screw 3 forward and backward.
  • the driving system of the screw rotation mechanism 14r and the screw advancing/retreating mechanism 14m may be a hydraulic system using a hydraulic circuit or an electric system using an electric motor, and the driving system is not limited.
  • the heating cylinder 4 has a heating cylinder front part 4f, a heating cylinder middle part 4m, and a heating cylinder rear part 4r from the front side to the rear side.
  • a central heating section 11m and a rear heating section 11r are provided.
  • a head heating portion 11h is attached to the outer peripheral surface of the head portion 4h
  • a nozzle heating portion 11n is attached to the outer peripheral surface of the nozzle 4n.
  • Each of these heating portions 11f, 11m, 11r, 11h, and 11n can be configured by a band heater or the like.
  • the molding machine controller 21 is a molding machine controller that controls the entire injection molding machine M.
  • the molding machine controller 21 includes a controller main body 22 having a computer function and incorporating hardware such as a CPU and an attached internal memory 21m.
  • a display 5 attached to the controller main body 22 is connected to the connection port of the controller main body 22, and a driver 24 for driving (operating) various actuators is connected.
  • the display 5 is capable of displaying necessary information, and is provided with a touch panel 5t. Using this touch panel 5t, various operations such as input, setting and selection can be performed.
  • the driver 24 is connected to the screw rotation mechanism 14r and the screw advancing/retracting mechanism 14m, and also to the heating units 11f, 11m, 11r, 11h, and 11n.
  • the controller body 22 can drive and control the screw rotation mechanism 14r and the screw advancing/retreating mechanism 14m via the driver 24, and can also control the energization of the heating portions 11f, 11m, 11r, 11h, and 11n.
  • the molding machine controller 21 includes an HMI (Human Machine Interface) control system and a PLC (Programmable Logic Controller) control system, and the internal memory 21m stores the PLC program and the HMI program.
  • the PLC program is software for realizing sequence operations of various processes in the injection molding machine M, monitoring of the injection molding machine M, etc.
  • the HMI program is for setting and displaying operation parameters of the injection molding machine M, This is software for realizing the display of the operation monitoring data of the molding machine M, and the like.
  • FIG. 1 the configuration of the molding support device 1 according to this embodiment that can be used in such an injection molding machine M will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 the configuration of the molding support device 1 according to this embodiment that can be used in such an injection molding machine M will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the molding support device 1 is configured using the controller main body 22 and the display 5 that constitute the molding machine controller 21 described above. Therefore, the internal memory 21m of the controller main body 22 stores a support program Ps by an application program that causes the forming support apparatus 1 to function.
  • the molding support apparatus 1 has a basic data input screen 31 for inputting basic data shown in FIG. 3 (FIG. 2), and this basic data input screen 31 is displayed on the screen of the display 5 by starting the support program Ps. be done. Since the display 5 is provided with a touch panel 5t, various data can be input and selected using the touch panel 5t.
  • the layout of the basic data input screen 31 shown as an example in FIG. 3 has a data input section Fi in the upper part.
  • This data input unit Fi includes, as resin data Dr, a resin selection unit 31a for selecting the type of resin and inputting resin data, a fluidity input unit 31b for inputting the fluidity (MFR) of molten resin, and information on reinforcing fibers.
  • a reinforcing fiber input unit 32 for inputting is provided.
  • the input resin data Dr is set in the resin data setting section Fmr in the internal memory 21m.
  • the reinforcing fiber input unit 32 includes a fiber type input unit 32a for inputting the type of reinforcing fiber, an addition amount input unit 32b, and a fiber length input unit 32c, thereby inputting reinforcing fiber data Drg.
  • the reinforcing fiber data Drg includes the type of reinforcing fiber, the amount added to the resin, and the fiber length, it can be sufficiently covered as an element for visualizing the reinforcing fiber. It is possible to accurately grasp the change status (damage status, etc.) of the reinforcing fibers included.
  • molding machine data Dm a screw selection section 33a for selecting the type of screw and a molding machine selection section 33b for selecting the type of molding machine are provided.
  • the screw data Dms can be used to determine the screw outer diameter, screw flight width, friction coefficient between solid and screw, screw groove depth, screw width direction length, screw lead, flight coefficient, screw flight torsion angle, pitch number, etc.
  • a plurality of various data related to the screw are selected, such as data related to dimensions and further data related to the type of material of the screw surface 3f.
  • the screw data Dms includes data relating to the type of material of the screw surface 3f
  • the catalyst effect of the metal material of the screw surface 3f on the molten resin and the deterioration factor due to the ease of adhesion can be calculated from the estimated resin decomposition rate Xrs. Since it can be reflected in the calculation, a more accurate (accurate) estimated resin decomposition rate Xrs can be obtained.
  • the input molding machine data Dm is set in the molding machine data setting section Fmm in the internal memory 21m.
  • the type of resin can be selected by the resin selection section 31a.
  • the physical property values unique to the resin ie, the physical property values such as the specific heat and thermal conductivity corresponding to each resin, are set to standard values based on catalog values published by manufacturers.
  • a detailed resin information input key Ki is provided on the basic data input screen 31 shown in FIG.
  • a detailed resin information input key Ki is provided on the basic data input screen 31 shown in FIG.
  • the detailed data input screen Vie shown in FIG. 1 has a resin item selection section 6 in the upper part of the screen.
  • the resin item selection section 6 selects items related to the type of resin from the resin data Dr set in the resin data setting section Fmr. Drc can be selected, and an item Drm related to predetermined physical properties of the selected resin can be selected.
  • a physical property value input section 7 is provided below the resin item selection section 6, which is the lower part of the screen, and through this physical property value input section 7, it is possible to input a plurality of different resin temperatures Et... related to the selected resin.
  • the data conversion processing function unit Fe is provided, and the data conversion processing function unit Fe is provided with a function of displaying the detailed data input screen Vie having the resin item selection unit 6 and the physical property value input unit 7 on the display 5. If so, an operator (user) can easily input data, so detailed information possessed by the user can be utilized to improve the quality of molding.
  • the molding machine controller 21 has a physical property value conversion section 8 that constitutes a part of the data conversion processing function section Fe. It is possible to obtain the physical property value Em to be used. That is, the physical property value conversion unit 8 can obtain the physical property value Em corresponding to an arbitrary resin temperature Et by using the functional expression Fx obtained from the physical property values corresponding to a plurality of resin temperatures or the modified functional expression Fxe. made it possible. As a result, the physical property value set by the standard value is converted into an accurate physical property value Em corresponding to the resin temperature Et based on the function Fx (Fxe), and the converted physical property value Em represents the molten state. Since it is given to the arithmetic processing function unit Fc that performs the estimation process, the accurate physical property value Em is used for the estimation process by the arithmetic processing function unit Fc.
  • the operator first executes (starts) the support program Pc (step S1). As a result, the basic data input screen 31 shown in FIG. 3 is displayed on the display 5 (step S2).
  • the operator touches (turns on) the detailed resin information input key Ki (step S3).
  • the detailed data input screen Vie shown in FIG. 1 is displayed on the display 5 (step S4).
  • the item Drc related to the type of resin can include various other resins and grades corresponding to these resins.
  • an item Drm related to a predetermined physical property of the selected resin is selected (step S6).
  • the items Drm related to the predetermined physical properties include “specific heat”, “thermal conductivity”, “differential thermal/thermogravimetry (TG/DTA)", “differential scanning calorimetry (DSC)", “decomposition rate ", "water absorption”, “specific gravity”, etc. can be included.
  • the specific physical property value input section 7 shown in FIG. 1 is displayed, and a more detailed file name is selected from the file selection section 42 .
  • No. 1 "PP specific heat (CSV file)" is selected.
  • the type of physical properties corresponding to each file can be selected.
  • the data input column 44 is displayed, so that data relating to a plurality of different resin temperatures Et relating to the selected resin and physical property values Em corresponding to each resin temperature Et are entered (step S7). .
  • the CSV file since the CSV file was selected for data input, it is possible to input data by transferring it from data saved in a USB memory, for example. Specifically, if the input key 43 is touched after selecting the above-described "PP specific heat (CSV file)", a plurality of different resin temperatures Et and corresponding resin temperatures Et are displayed in the data input field 44. A physical property value Em is input.
  • various input methods such as manual input by an operator, transmission by wireless communication means from the outside, and transfer from various media other than USB memory can be used. Then, when all the data have been input (step S8), a functional expression creating process for creating a functional expression Fx is performed (step S9).
  • FIG. 7 shows a flow chart of a specific processing procedure (subroutine) of the function expression creation process (step SG) shown in FIG.
  • the precision selection section 45 provided at the bottom of the detailed data input screen Vie is used to select the precision for conversion into a functional expression (step S91).
  • the exemplified accuracy selection unit 45 indicates a case where ranks are divided into “A”, “B”, “C”, . . . in descending order of accuracy. It may be ranked by a function formula such as "formula”!sixth order formula".
  • the accuracy rank is selected by the accuracy selection unit 45, the graph creation key 46 is touched (ON) (step S92).
  • the graph shown in FIG. 4 is automatically created. 4 and 5 show graphs for explaining the function of creating a functional expression, and FIG.
  • Example FIG. 4 is a graph of resin temperature [° C.] vs. specific heat [J/kg ⁇ K] characteristic graph that is directly converted into a functional expression Fx.
  • Example FIG. 5 shows an example of converting FIG. 4 into a functional expression Fxe by modifying it.
  • FIG. 4 shows a case where the highest rank “A” rank is selected, and the physical property value conversion unit 8 shown in FIG. A combined functional expression Fx is created, and this functional expression Fx is displayed in a graph as shown in FIG. 4 (step S94). Then, the operator confirms the graph display shown in FIG. 4 (step S95). As a result, if the operator judges that the displayed function Fx is good, he or she touches a rank registration key (not shown) to perform rank registration (temporary registration) (steps S96, S98, S99).
  • FIG. 5 which is shown as an example, is modified to a functional expression Fxe of only a more simplified linear function “nx+ka”.
  • Such a functional expression Fx may be set as a single rank, or may be set as a plurality of different ranks according to the grade of the molded product, etc., and may be selected and used as necessary. . Therefore, the ranks of the functional expressions Fx (Fxe) . (Steps S100, S91, . . . ).
  • Figures 4 and 5 illustrate the simplest case as an example, and do not match Figure 1. Actually, not only a linear function but also a quadratic function, an n-th order function, etc. are combined, so that different ranks can be selected and used depending on the operator. 4 and 5 show the case of using the functional expression Fx or the modified functional expression Fxe, but from a data table that can be similarly converted, that is, from the physical property values corresponding to a plurality of different resin temperatures The resulting data table or modified data table may be used for conversion.
  • the physical property value conversion unit 8 is provided with a function of converting using a functional expression Fx obtained from physical property values corresponding to a plurality of different resin temperatures or a modified functional expression Fxe, or a function corresponding to a plurality of different resin temperatures is provided. If a conversion function is provided using a data table obtained from the physical property value obtained from the physical property value or a corrected data table, the calculation function of the molding machine controller installed in the molding machine can be used, so the function expression Fx (Fxe) and the data table etc., can be easily implemented.
  • a change registration key (not shown) is touched to perform change registration processing (steps S10 and S11).
  • the change registration process is not performed, that is, when the data conversion processing function unit Fe according to the present embodiment is not used, for example, when using the physical property value of "specific heat", it is registered as the standard value A single physical property value is used, but when change registration processing based on the data conversion processing function part Fe is performed, the resin temperature [° C.] at the time when the physical property value of "specific heat" is used is taken in, Since the correct "specific heat” corresponding to the resin temperature [°C] is calculated by the functional expression Fx (Fxe), the calculated accurate physical property value estimates the molten state of the plasticized resin (estimated solid phase rate Xcs, estimated resin decomposition rate Xrs, etc.).
  • a preset standard value is used as the physical property value. That is, since the molding process can be performed flexibly according to the presence or absence of detailed information about the resin, the molding process can be reliably performed even when there is no detailed information about the resin.
  • the molding support device 1 has, as a basic function, a function of estimating the molten state of the plasticized resin to support the setting of more desirable molding conditions.
  • the internal memory 21m of the molding machine controller 21 is provided with a molding condition data setting section Fms for setting molding condition data Ds relating to molding conditions, and the display 5 has a setting screen 35 ( (see FIG. 2) is displayed.
  • this setting screen 35 functions as a molding condition setting section Fmi, and includes, for example, screw rotation speed, metering time, back pressure, metering position, front temperature , middle part temperature, rear part temperature, cycle time, etc. are set. These settings can be made by inputting or selecting necessary numerical values via the touch panel 5t.
  • the molding support device 1 is provided with an arithmetic expression data setting unit Fs stored in the internal memory 21m, and the solid fraction arithmetic expression data Dsc and the decomposition ratio arithmetic expression data Dsr are set in the arithmetic expression data setting unit Fs. do.
  • the solid phase ratio calculation formula data Dsc is data related to the calculation formula for calculating the solid phase ratio Xc of the molten resin in the heating cylinder 4 based on the aforementioned input data Di and molding condition data Ds.
  • the expression data Dsr is data relating to an arithmetic expression for calculating the resin decomposition rate Xr of the screw surface 3f during molding based on the aforementioned input data Di and molding condition data Ds.
  • the input data Di used for the calculation processing of the solid phase calculation formula data Dsc can be used for the calculation of the decomposition rate calculation formula data Dsr.
  • the estimated resin decomposition rate Xrs can be easily obtained because it can also be used for treatment.
  • Cx is the width of the solid at the current position
  • Cw is the pitch width minus the flight width
  • Cx′ is the width of the solid before one pitch
  • ka is the adjustment factor
  • ⁇ i is the melt rate in injection
  • ⁇ e is the melt rate in extrusion
  • Tr is the metering time
  • Tc is the cycle time.
  • the decomposition rate calculation formula for obtaining the resin decomposition rate Xr which is the basis of the decomposition rate calculation formula data Dsr, already uses the decomposition rate calculation formula described in the republished patent publication WO2019-188998 proposed by the present applicant. can do. That is, [Formula 102] can be used.
  • Resin decomposition rate Xr E ⁇ Wa ⁇ kb [Equation 102]
  • E f (W, L, ⁇ , ⁇ , ⁇ ) Wa ⁇ f ( ⁇ m, ⁇ c, Qs)
  • E is the shear heating value [MJ] calculated from Tadmor's model formula, and is the total shear heating value obtained by integrating the shear heating value from the complete melting position to the tip of the screw 3.
  • Wa indicates the work of adhesion between the molten resin and the metal [MJ/m2], and kb indicates an adjustment coefficient considering the catalytic effect of the metal.
  • W is the length obtained by subtracting the flight width from the pitch width
  • L is the screw spiral length
  • ⁇ is the shear stress
  • ⁇ is the shear rate
  • ⁇ is the dimensionless depth.
  • ⁇ m is the work function of the base metal
  • ⁇ c is the work function of the metal coated on the base metal
  • Qs is the amount of oxygen adhering to the outermost metal.
  • the oxygen content Qs can be measured by an X-ray analyzer (EDX device).
  • the work of adhesion Wa indicates the easiness of adhesion between molten resin and metal.
  • the decomposition rate calculation formula data Dsr for obtaining the resin decomposition rate Xr of the screw surface 3f during molding is set in the calculation formula data setting unit Fs based on the input data Di and the molding condition data Ds, the solid phase
  • the estimated resin decomposition rate Xrs can be easily obtained, for example, the input data Di used for the calculation processing of the rate calculation formula data Dsc can also be used for the calculation processing of the decomposition rate calculation formula data Dsr.
  • the molding support device 1 is provided with an arithmetic processing function unit Fc shown in FIG. Fc includes a fiber state calculation processing unit Fcf that obtains an estimated final fiber length Yf and an estimated breakage rate Yn of reinforcing fibers at the end of weighing.
  • the solid phase ratio arithmetic processing unit Fcp for obtaining the solid phase ratio Xc of the molten resin at the end of weighing that is, the estimated solid phase ratio Xcs by arithmetic processing based on the input data Di and the solid phase ratio arithmetic formula data Dsc.
  • the obtained estimated solid phase ratio Xcs does not necessarily need to be 0 in practice. It is desirable to select "0.06" as this judgment criterion, and this numerical value was confirmed by the results of experiments.
  • the estimated solid fraction Xcs is "Xcs ⁇ 0.06"
  • the magnitude of the estimated solid fraction Xcs serves as an indicator of the molten state such as insufficient plasticization of the molten resin. Since the estimated solid fraction Xcs indicates the melting level of the molten resin, the unmelted polymer fraction may be used.
  • It also has a decomposition rate calculation processing unit Fcr that obtains the resin decomposition rate Xr of the molten resin, that is, the estimated resin decomposition rate Xrs, by calculation processing based on the input data Di and the decomposition rate calculation formula data Dsr.
  • the obtained estimated resin decomposition rate Xrs is a value larger than 0.00, it can be understood that the molten resin is in a deteriorated state (including a case where the risk of shifting to a deteriorated state is high).
  • "Xrs > 0.00” It can be determined that there is a high risk of transitioning to a deteriorated state or a deteriorated state.
  • the magnitude of the estimated resin decomposition rate Xrs can be used as an index indicating the state of deterioration of the molten resin caused by excessive progress of plasticization.
  • the decomposition rate calculation processing section Fcr for calculating the estimated resin decomposition rate Xrs by calculation processing based on the input data Di, the molding condition data Ds, and the decomposition rate calculation formula data Dsr is provided in the calculation processing function section Fc, the estimation Since the resin decomposition rate Xrs can be easily obtained by arithmetic processing, the deterioration state of the molten resin can be accurately grasped from the estimated resin decomposition rate Xrs.
  • the limit point on one side of the molten state (insufficient plasticization side) due to the estimated solid fraction Xcs since it is possible to set the proper range of the state, it is possible to further improve moldability and molding quality.
  • a function of estimating the resin decomposition rate (Xrs) of the screw surface 3f during molding based on the resin data Dr, the molding machine data Dm, and the molding condition data Ds as the molten state of the plasticized resin is provided in the arithmetic processing function unit Fc. If it is included, an accurate physical property value of the resin can be applied to the estimated resin decomposition rate Xrs of the screw surface 3f at the time of molding, so that an accurate and accurate estimated resin decomposition rate Xrs can be obtained.
  • the molding support method using this molding support device 1 can basically be used when setting molding conditions before starting production, and is executed by the support program Ps stored in the internal memory 21m.
  • the operator launches the support program Ps (step S21).
  • the input screen 31 of FIG. 3, which also serves as a setting function, is displayed on the display 5 (step S22).
  • the operator uses the data input section Fi on the input screen 31 to input various necessary data, that is, the resin data Dr (step S23) and the molding machine data Dm (step S24).
  • the resin data Dr information on reinforcing fibers is input or selected by the reinforcing fiber input unit 32 . That is, the type of reinforcing fiber is selected by the fiber type input unit 32a (step S25), the addition amount of the reinforcing fiber is input by the addition amount input unit 32b (step S26), and the fiber length is input by the fiber length input unit 32c. is selected or input (step S27). Thereafter, a process of setting molding conditions for molding by the injection molding machine M is performed (step S28).
  • a predetermined setting screen 35 (detailed drawings are omitted) is displayed on the display 5, and the number of screw revolutions, metering time, back pressure, metering position, front temperature, middle temperature, rear temperature, Molding conditions (molding condition data Ds) related to various physical quantities such as cycle time are set.
  • step S29 the "flow analysis start" key 38 displayed on the input screen 31 of FIG. 3 is turned ON (touched) (step S29).
  • step S30 the solid phase ratio arithmetic processing unit Fcp, arithmetic processing based on the input data Di, the set molding condition data Ds, and the solid phase ratio arithmetic formula data Dsc is performed (step S30).
  • the estimated solid phase ratio Xcs based on the input data Di and the molding condition data Ds is calculated.
  • step S31 calculation processing based on the input data Di, the molding condition data Ds, and the decomposition rate calculation formula data Dsr is performed (step S31).
  • the estimated resin decomposition rate Xrs is calculated based on the input data Di and the molding condition data Ds.
  • the estimated final fiber length Yf and the estimated breakage rate Yn of the reinforcing fibers in the discharged resin at the end of weighing are obtained by the fiber condition calculation processing unit Fcf.
  • the breakage rate Yn of the reinforcing fibers is estimated by a preset calculation formula, data table, or the like, and the final fiber length Yf is estimated (step S32).
  • the fiber condition calculation processing unit Fcf estimates the breakage rate Yn of the reinforcing fibers using a preset calculation formula, data table, or the like. This estimation processing is performed as follows.
  • FIG. 10 shows the result of simulating the breakage rate Yn [%] in the heating cylinder 4 with respect to the screw position using the support program Ps.
  • graph P1 (sample 1) is a graph in which 30 [wt%] of "glass long fiber” is added to polypropylene resin (PP)
  • graph P2 is a graph in which "glass long fiber” is added to PP.
  • Graph P3 (sample 3) is a graph in which 10 [wt%] is added
  • graph P3 (sample 3) is a graph in which 30 [wt%] of "glass short fiber” is added to PP
  • graph P4 (sample 4) is a graph in which "glass short fiber” is added to PP
  • Graph P5 (Sample 5) shows a graph in which 30 [wt %] of "glass short fiber” is added to polyamide 66 resin (PA66).
  • sample 5 shows the condition that is most difficult to break, and the reason for this is considered to be the low viscosity and the short plasticization time.
  • the fiber state calculation processing unit Fcf has a function of obtaining the estimated final fiber length Yf of the reinforcing fibers at the end of weighing. If such a function for obtaining the estimated final fiber length Yf is provided, it is possible to accurately grasp the changing state of the reinforcing fiber by combining it with the estimated breakage rate Yn, so the state of the reinforcing fiber in the molded product can be optimized. By doing so, the strength and quality of the molded product can be further enhanced. As for data on the estimated final fiber length Yf, the final portion of the discharged resin was sampled, and the fibers remaining by the ashing method were obtained by actual measurement.
  • output information such as carbonization occurrence probability [%], calorific value [°C], residual solid amount [%], plasticization time [s], etc., can be obtained by arithmetic processing etc. (Step S33).
  • the estimated solid fraction Xcs, the estimated resin decomposition rate Xrs, the estimated final fiber length Yf, the estimated breakage rate are Judgment processing is performed for Yn and various output information (step S34).
  • the estimated solid phase rate Xcs, the estimated final fiber length Yf, the estimated breakage rate Yn, and the estimated resin decomposition rate Xrs are determined in the arithmetic processing function unit Fc, and this determination is performed.
  • the determination processing unit Fcj that outputs the support message data md corresponding to the determination result mj of the processing, the operator can easily grasp the molten state of the molten resin, which is difficult to determine, and quickly perform the necessary countermeasure processing. be able to.
  • the support message data md corresponding to this determination result mj is selected and output (step S35). Then, the support message mdd based on the support message data md output from the determination processing section Fcj is displayed on the message display section 5v of the display 5.
  • the output processing function unit Fo is provided with the function of displaying the support message mdd based on the support message data md output from the determination processing unit Fcj on the message display unit 5v of the display 5, the operator can use visual means As a result, it is possible to easily grasp the molten state of the molten resin, which is difficult to judge, and to quickly perform necessary countermeasures, thereby improving the efficiency of the production of molded products.
  • the output screen 36 includes an estimated individual appearance rate display section 36a on the upper stage, an estimated fiber damage rate display section 36b on the middle stage, and a final data display section 36c including other data display sections on the lower stage. Therefore, the output screen 36 functions as an output processing functional unit Fo that displays information relating to at least one or more of the estimated solid phase rate Xcs and the estimated damage rate Yn on the display 5 .
  • the estimated individual phase ratio display section 36a has the screw position on the horizontal axis and the estimated individual phase ratio Xcs obtained by the calculation on the vertical axis.
  • the imaginary line Xcsd illustrated as another pattern indicates a state in which plasticization proceeds excessively due to the melting position being too early.
  • the phantom line Xcsu indicates a state in which plasticization is insufficient due to the melting position being too late.
  • the horizontal axis is the screw position
  • the vertical axis is the estimated damage rate Yn obtained by calculation.
  • the estimated damage rate Yn displayed in the estimated damage rate display portion 36b of the output screen 36 is the same as the characteristic graph of the simulation result shown in FIG. 10 described above.
  • the estimated individual appearance rate Xcs and the estimated damage rate Yn are graphically displayed, so it is possible to easily predict suitability from the graph pattern. Furthermore, in the final data display section 36c, the probability of occurrence of carbonization 36ca (estimated resin decomposition rate Xrs), the amount of heat generated 36cb, the amount of residual solids 36cc, and the plasticization time 36cd are numerically displayed in order from the top, and the added reinforcing fiber , the final fiber length Yf is numerically displayed. Below the final data display section 36c, a message display section 5v including a judgment result display section 36ce and a support message display section 36cf is provided.
  • the determination result display section 36ce displays the determination result mj (the example display is "impossible") as “best”, “good”, “acceptable”, “impossible”, etc. based on estimation (prediction) of various data. ) is displayed, and a support message mdd based on the determination result mj is displayed.
  • the example shows the support message "Please review the conditions as a whole”.
  • step S37, S38 After confirming the output information, for example, if the determination result mj of the determination process is "best", “good” or “acceptable” and the operator determines that molding is possible, the support program is terminated (step S37, S38).
  • the determination result mj of the determination process is "impossible”
  • correction processing such as correction of the molding condition data Ds or change of the input data Di is performed (step S39).
  • the "resume analysis” key is turned ON (touched) (step S40).
  • This "resume analysis” key may also be used as the "start flow analysis” key 38 described above.
  • FIG. 1 shows a case where the determination result mj of the determination process is "impossible” and the words “please review the conditions as a whole” are displayed as the support message mdd.
  • the resin data Dr includes not only the resin itself but also data related to the resin such as the exemplified reinforcing fiber added to the resin. This is a concept that includes data related to molding machines such as peripheral devices. Further, when configuring the data conversion processing function unit Fe, it is desirable to provide a function to display the detailed data input screen Vie having the resin item selection unit 6 and the physical property value input unit 7 on the display 5. Alternatively, the data may be directly written or transferred to the internal memory 21m or the like.
  • the physical property value conversion unit 8 has a function of converting using a functional expression Fx obtained from physical property values corresponding to a plurality of different resin temperatures or a modified functional expression Fxe, and a function of converting from physical property values corresponding to a plurality of different resin temperatures.
  • a functional expression Fx obtained from physical property values corresponding to a plurality of different resin temperatures or a modified functional expression Fxe
  • a function of converting from physical property values corresponding to a plurality of different resin temperatures means having other similar functions, for example, 50 to 100 [°C] is a physical property value K1, 101 to 150 [°C] is a physical property value K2, 151 to 200 [°C] may be a physical property value K3, 201 to 250 [°C] may be a physical property value K4, and so on.
  • a preset standard value can be used as the physical property value. Alternatively, it may be a plurality of standard values that can be selected.
  • the estimated solid fraction Xcs and the estimated resin decomposition rate Xrs are listed as the estimation functions provided in the arithmetic processing function unit Fc. There may be.
  • the molding support device according to the present invention can be used in various injection molding machines that perform molding by injecting plasticized molten resin into a mold using a screw.

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Abstract

樹脂データ設定部Ｆｍｒに設定された樹脂データＤｒから樹脂の種類に係わる項目Ｄｒｃ及びこの樹脂における所定の物性に係わる項目Ｄｒｍを選択する樹脂項目選択部６と、選択された樹脂に係わる異なる複数の樹脂温度Ｅｔ…及び各樹脂温度Ｅｔ…に対応する物性値Ｅｍを入力する物性値入力部７と、任意の樹脂温度Ｅｔに対応する物性値Ｅｍを求める物性値変換部８と、溶融状態の推定時に当該推定時における樹脂温度Ｅｔ及びこの樹脂温度Ｅｔに対応する物性値変換部８により求めた物性値Ｅｍを演算処理機能部Ｆｃに付与するデータ変換処理機能部Ｆｅとを備える。

Description

射出成形機の成形支援装置
　本発明は、可塑化した溶融樹脂をスクリュにより金型に射出充填して成形する射出成形機に対する成形支援を行う際に用いて好適な射出成形機の成形支援装置に関する。
　一般に、射出成形機は、可塑化した溶融樹脂をスクリュにより金型に射出充填して成形を行うため、溶融樹脂の溶融状態を適正な状態に維持できるか否かは、望ましい成形品質を確保する上で重要な要素となる。特に、可塑化が不十分の場合、溶融樹脂の可塑化不足により固相率（未溶融ポリマ分率）が高くなり、成形性の低下、更には成形品質の低下などの不具合を招くとともに、可塑化が過度に進行した場合、樹脂分解率（炭化発生率）が高くなり、溶融樹脂の変質や無用なガス発生の原因になるなどの不具合を招く。このため、加熱筒内における溶融樹脂の状態を把握して必要な対応処理を行うための技術も提案されている。
　従来、この種の技術としては、特許文献１に開示される可塑化シミュレーション装置及び特許文献２に開示される射出成形機の成形支援装置が知られている。特許文献１に開示の可塑化シミュレーション装置は、スクリュ式の可塑化装置において用いられる材料の樹脂物性と該可塑化装置の運転条件と該可塑化装置の構成データとを使用し、スクリュ特性式、質量保存の式及びエネルギー保存の式を用いて固相率、温度、圧力、可塑化能力のうち少なくとも１つの物理量を算出する物理量算出処理を行うようにした可塑化シミュレーション装置であり、特に、スクリュの回転状態における物理量を物理量算出処理により算出するとともに、算出された物理量を使用し、スクリュ特性式、質量保存の式及びエネルギー保存の式を用いることにより、スクリュの停止状態における物理量を算出する解析部を設けたものである。
　また、特許文献２に開示の成形支援装置は、初心者オペレータであっても成形品の歩留まり率や成形品質を高めることを目的としたものであり、具体的には、成形条件に係わる成形条件データ及びスクリュの形態に係わるスクリュデータを含む基本データを入力する基本データ入力部と、この基本データに基づいて加熱筒内における溶融樹脂の固相率を演算する固相率演算式データを設定した演算式データ設定部と、基本データ及び固相率演算式データに基づく演算処理により計量終了時における溶融樹脂の推定固相率を求める固相率演算処理部を有する演算処理機能部と、推定固相率に係わる情報をディスプレイに表示処理する出力処理機能部とを設けたものである。
特開２０１５－１２３６６８号公報 ＷＯ２０１９－１８８９９８号公報
　しかし、上述した従来における樹脂の溶融状態を把握（推定）する技術は、次のような解決すべき課題も存在した。
　即ち、比熱，熱伝導率，分解速度，吸水率等の樹脂固有の物性値を、溶融状態の推定に利用する場合、例えば、カタログ値としてメーカーサイドから公表されている標準値を使用する場合も少なくない。
　一方、実際の物性値は、加熱された樹脂温度の大きさにより変動するため、実際の樹脂温度に基づく溶融状態と標準値を使用した推定による溶融状態間では無視できない誤差を生じることになる。このため、従来は、推定固相率等により溶融状態を表す推定処理を行う場合、オペレータが補正（修正）することにより、その誤差をできるだけ少なくする処理を講じていた。
　しかし、このような補正（修正）処理は、オペレータの勘や経験などに頼る要素も多く、正確性や的確性、更には客観性や信頼性を確保する観点からは、必ずしも十分であるとはいえない難点があった。
　本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の成形支援装置の提供を目的とするものである。
　本発明は、上述した課題を解決するため、樹脂に関する樹脂データＤｒを設定する樹脂データ設定部Ｆｍｒと、成形機に関する成形機データＤｍを設定する成形機データ設定部Ｆｍｍと、成形条件に係わる成形条件データＤｓを設定する成形条件データ設定部Ｆｍｓと、樹脂データＤｒ，成形機データＤｍ及び成形条件データＤｓに基づいて可塑化した樹脂の溶融状態を推定する演算処理機能部Ｆｃと、当該演算処理機能部Ｆｃにより推定した溶融状態をディスプレイ５に視覚的に表示する出力処理機能部Ｆｏとを備える射出成形機の成形支援装置１を構成するに際して、樹脂データ設定部Ｆｍｒに設定された樹脂データＤｒから樹脂の種類に係わる項目Ｄｒｃ及びこの樹脂における所定の物性に係わる項目Ｄｒｍを選択する樹脂項目選択部６と、選択された樹脂に係わる異なる複数の樹脂温度Ｅｔ…及び各樹脂温度Ｅｔ…に対応する物性値Ｅｍを入力する物性値入力部７と、任意の樹脂温度Ｅｔに対応する物性値Ｅｍを求める物性値変換部８と、溶融状態の推定時に当該推定時における樹脂温度Ｅｔ及びこの樹脂温度Ｅｔに対応する物性値変換部８により求めた物性値Ｅｍを演算処理機能部Ｆｃに付与するデータ変換処理機能部Ｆｅとを備えてなることを特徴とする。
　この場合、発明の好適な態様により、データ変換処理機能部Ｆｅには、樹脂項目選択部６及び物性値入力部７を有する詳細データ入力画面Ｖｉｅをディスプレイ５に表示する機能を設けることができる。一方、物性値変換部８は、異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られる関数式Ｆｘ又は修正した関数式Ｆｘｅを用いて変換する機能であってもよいし、異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られるデータテーブル又は修正したデータテーブルを用いて変換する機能であってもよい。なお、演算処理機能部Ｆｃにおいて、データ変換処理機能部Ｆｅを使用しないときは、物性値として予め設定した標準値を用いることができる。また、演算処理機能部Ｆｃには、可塑化した樹脂の溶融状態として、樹脂データＤｒ，成形機データＤｍ及び成形条件データＤｓに基づいて加熱筒４内における溶融樹脂の固相率（Ｘｃｓ）を推定する機能を含ませることができるとともに、樹脂データＤｒ，成形機データＤｍ及び成形条件データＤｓに基づいて成形時におけるスクリュ表面３ｆの樹脂分解率（Ｘｒｓ）を推定する機能を含ませることができる。
　このような本発明に係る射出成形機の成形支援装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
　（１）　樹脂データ設定部Ｆｍｒに設定された樹脂データＤｒから樹脂の種類に係わる項目Ｄｒｃ及びこの樹脂における所定の物性に係わる項目Ｄｒｍを選択する樹脂項目選択部６と、選択された樹脂に係わる異なる複数の樹脂温度Ｅｔ…及び各樹脂温度Ｅｔ…に対応する物性値Ｅｍを入力する物性値入力部７と、任意の樹脂温度Ｅｔに対応する物性値Ｅｍを求める物性値変換部８と、溶融状態の推定時に当該推定時における樹脂温度Ｅｔ及びこの樹脂温度Ｅｔに対応する物性値変換部８により求めた物性値Ｅｍを演算処理機能部Ｆｃに付与するデータ変換処理機能部Ｆｅとを備えるため、可塑化した樹脂の溶融状態を推定するに際し、樹脂温度に対応した正確な物性値を用いることができる。これにより、経験の浅い初心者オペレータ等であっても、マニュアル的な補正や修正等が不要となり、正確で的確な溶融状態の推定を迅速に導出できるとともに、精度の高い成形条件の設定、更には高い成形品質を確保することができる。
　（２）　好適な態様により、データ変換処理機能部Ｆｅに、樹脂項目選択部６及び物性値入力部７を有する詳細データ入力画面Ｖｉｅをディスプレイ５に表示する機能を設ければ、オペレータ（ユーザー）によりデータを容易に入力することができるため、ユーザーの所有している詳細情報を、成形の品質向上等に活用することができる。
　（３）　好適な態様により、物性値変換部８に、異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られる関数式Ｆｘ若しくは修正した関数式Ｆｘｅを用いて変換する機能を設け，又は異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られるデータテーブル若しくは修正したデータテーブルを用いて変換する機能を設ければ、成形機に搭載する成形機コントローラの演算機能等を利用できるため、関数式Ｆｘ（Ｆｘｅ）やデータテーブル等を利用して容易に実施することができる。
　（４）　好適な態様により、演算処理機能部Ｆｃにおいて、データ変換処理機能部Ｆｅを使用しないときは、物性値として予め設定した標準値を用いれば、樹脂に係わる詳細情報の有無に応じて臨機応変に実施できるため、特に、樹脂に係わる詳細情報が存在しない場合であっても成形処理を確実に行うことができる。
　（５）　好適な態様により、演算処理機能部Ｆｃに、可塑化した樹脂の溶融状態として、樹脂データＤｒ，成形機データＤｍ及び成形条件データＤｓに基づいて加熱筒４内における溶融樹脂の固相率（Ｘｃｓ）を推定する機能を含ませれば、特に、加熱筒４内における溶融樹脂の推定固相率Ｘｃｓに適用することができるため、正確かつ的確な推定固相率Ｘｃｓを求めることができる。
　（６）　好適な態様により、演算処理機能部Ｆｃに、可塑化した樹脂の溶融状態として、樹脂データＤｒ，成形機データＤｍ及び成形条件データＤｓに基づいて成形時におけるスクリュ表面３ｆの樹脂分解率（Ｘｒｓ）を推定する機能を含ませれば、特に、成形時におけるスクリュ表面３ｆの推定樹脂分解率Ｘｒｓに適用可能になるため、正確かつ的確な推定樹脂分解率Ｘｒｓを求めることができる。
本発明の好適実施形態に係る成形支援装置に備えるディスプレイの詳細データ入力画面図、 同成形支援装置を備える射出成形機のブロック系統図、 同成形支援装置に備えるディスプレイの基本データ入力画面図、 同成形支援装置に備える関数式作成機能の説明図、 同成形支援装置に備える関数式作成機能の修正時の説明図、 同成形支援装置のデータ変更処理機能の処理手順を説明するためのフローチャート、 同データ変更処理機能における関数式作成処理の処理手順を説明するためのフローチャート、 同成形支援装置を用いた成形支援方法の一例に係る処理手順を説明するためのフローチャート、 同成形支援装置を用いた成形支援方法の一例に基づくディスプレイの出力画面図、 同成形支援装置を用いた成形支援方法の一例に用いる出力画面を説明するためのグラフ、
　１：成形支援装置，３ｆ：スクリュ表面，４：加熱筒，５：ディスプレイ，６：樹脂項目選択部，７：物性値入力部，８：物性値変換部，Ｄｒ：樹脂データ，Ｄｍ：成形機データ，Ｄｓ：成形条件データ，Ｄｒｃ：樹脂の種類に係わる項目，Ｄｒｍ：所定の物性に係わる項目，Ｅｔ…：樹脂温度，Ｅｍ…：物性値，Ｆｃ：演算処理機能部，Ｆｏ：出力処理機能部，Ｆｅ：データ変換処理機能部，Ｆｍｒ：樹脂データ設定部，Ｆｍｍ：成形機データ設定部，Ｆｍｓ：成形条件データ設定部，Ｆｘ：関数式，Ｆｘｅ：修正した関数式，Ｖｉｅ：詳細データ入力画面，Ｘｃｓ：（推定）固相率，Ｘｒｓ：（推定）樹脂分解率
　次に、本発明に係る最良実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
　まず、本実施形態に係る成形支援装置１の理解を容易にするため、同成形支援装置１を利用できる射出成形機Ｍの概要について、図２を参照して説明する。
　図２は、射出成形機Ｍ、特に、型締装置を省略した射出装置Ｍｉを示す。射出装置Ｍｉにおいて、４は加熱筒であり、この加熱筒４の前端部にはヘッド部４ｈを介してノズル４ｎを取付固定するとともに、加熱筒４の後端上部にはホッパー１３を備える。ノズル４ｎは加熱筒４の内部における溶融した樹脂を仮想線で示す金型２に対して射出する機能を有するとともに、ホッパー１３は樹脂材料（樹脂ペレット）を加熱筒４の内部に供給する機能を有する。
　また、加熱筒４の内部にはスクリュ３を回動自在及び進退自在に装填する。このスクリュ３の表面には、螺旋状のフライト部３ｍｐが形成されているとともに、スクリュ表面３ｆには、耐久性等を考慮した所定の表面素材（金属）によるコーティング処理が施されている。このスクリュ３は、前側から後側に、メターリングゾーンＺｍ，コンプレッションゾーンＺｃ，フィードゾーンＺｆを有している。一方、スクリュ３の後端部は、スクリュ駆動部１４に結合する。スクリュ駆動部１４は、スクリュ３を回転させるスクリュ回転機構１４ｒ及びスクリュ３を前進及び後退させるスクリュ進退機構１４ｍを備える。なお、スクリュ回転機構１４ｒ及びスクリュ進退機構１４ｍの駆動方式は、油圧回路を用いた油圧方式であってもよいし電動モータを用いた電気方式であってもよく、その駆動方式は問わない。
　さらに、加熱筒４は、前側から後側に、加熱筒前部４ｆ，加熱筒中部４ｍ，加熱筒後部４ｒを有し、各部４ｆ，４ｍ，４ｒの外周面には、前部加熱部１１ｆ，中部加熱部１１ｍ，後部加熱部１１ｒをそれぞれ付設する。同様に、ヘッド部４ｈの外周面には、ヘッド加熱部１１ｈを付設するとともに、ノズル４ｎの外周面には、ノズル加熱部１１ｎを付設する。これらの各加熱部１１ｆ，１１ｍ，１１ｒ，１１ｈ，１１ｎはバンドヒータ等により構成できる。
　一方、２１は射出成形機Ｍの全体制御を司る成形機コントローラである。成形機コントローラ２１は、ＣＰＵ及び付属する内部メモリ２１ｍ等のハードウェアを内蔵したコンピュータ機能を有するコントローラ本体２２を備える。また、コントローラ本体２２の接続ポートにはこのコントローラ本体２２に付属するディスプレイ５を接続するとともに、各種アクチュエータを駆動（作動）させるドライバ２４を接続する。この場合、ディスプレイ５は、必要な情報表示を行うことができるとともに、タッチパネル５ｔを備え、このタッチパネル５ｔを用いて、入力，設定，選択等の各種操作を行うことができる。さらに、ドライバ２４には、前述したスクリュ回転機構１４ｒ及びスクリュ進退機構１４ｍを接続するとともに、各加熱部１１ｆ，１１ｍ，１１ｒ，１１ｈ，１１ｎを接続する。これにより、コントローラ本体２２はドライバ２４を介してスクリュ回転機構１４ｒ及びスクリュ進退機構１４ｍを駆動制御できるとともに、各加熱部１１ｆ，１１ｍ，１１ｒ，１１ｈ，１１ｎを通電制御できる。
　したがって、成形機コントローラ２１は、ＨＭＩ（ヒューマン・マシン・インタフェース）制御系及びＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）制御系を包含し、内部メモリ２１ｍには、ＰＬＣプログラムとＨＭＩプログラムを格納する。なお、ＰＬＣプログラムは、射出成形機Ｍにおける各種工程のシーケンス動作や射出成形機Ｍの監視等を実現するためのソフトウェアであり、ＨＭＩプログラムは、射出成形機Ｍの動作パラメータの設定及び表示，射出成形機Ｍの動作監視データの表示等を実現するためのソフトウェアである。
　次に、このような射出成形機Ｍに利用できる本実施形態に係る成形支援装置１の構成について、図１～図５を参照して説明する。
　本実施形態に係る成形支援装置１は、上述した成形機コントローラ２１を構成するコントローラ本体２２及びディスプレイ５を利用して構成される。このため、コントローラ本体２２の内部メモリ２１ｍには、成形支援装置１を機能させるアプリケーションプログラムによる支援プログラムＰｓを格納する。
　成形支援装置１は、図３（図２）に示す基本データを入力するための基本データ入力画面３１を備え、この基本データ入力画面３１は支援プログラムＰｓを起動させることによりディスプレイ５の画面に表示される。このディスプレイ５にはタッチパネル５ｔが付設されるため、このタッチパネル５ｔを用いて各種データの入力及び選択等を行うことができる。
　図３に一例として示す基本データ入力画面３１のレイアウトは、上段にデータ入力部Ｆｉを備える。このデータ入力部Ｆｉは、樹脂データＤｒとして、樹脂の種類を選択して樹脂データを入力する樹脂選択部３１ａ，溶融樹脂の流動性（ＭＦＲ）を入力する流動性入力部３１ｂ，強化繊維に関する情報を入力する強化繊維入力部３２を備える。そして、入力した樹脂データＤｒは、内部メモリ２１ｍにおける樹脂データ設定部Ｆｍｒに設定される。
　また、強化繊維入力部３２には、強化繊維の種類を入力する繊維種入力部３２ａ，添加量入力部３２ｂ，繊維長入力部３２ｃを備え、これにより、強化繊維データＤｒｇが入力される。このように、強化繊維データＤｒｇに、強化繊維の種類，樹脂に対する添加量，及び繊維長を含ませれば、強化繊維の視覚化のための要素として十分にカバーできるため、溶融樹脂の溶融状態に含む強化繊維の変化状況（破損状況等）を的確に把握することができる。
　一方、成形機データＤｍとして、スクリュの種別を選択するスクリュ選択部３３ａ，成形機の種類を選択する成形機選択部３３ｂを備える。成形機の種類を選択することにより、成形機に係わる加熱筒データ等が選択される。なお、スクリュデータＤｍｓにより、スクリュ外径，スクリュフライト幅，固体とスクリュの摩擦係数，スクリュ溝深さ，スクリュ幅方向長さ，スクリュリード，フライト係数，スクリュフライトのねじれ角，ピッチ数等の各種ディメンションに係わるデータ、更にはスクリュ表面３ｆの材質の種類に係わるデータなど、スクリュに関係する複数の各種データが選択される。特に、スクリュデータＤｍｓに、スクリュ表面３ｆの材質の種類に係わるデータを含ませれば、スクリュ表面３ｆの金属材質による溶融樹脂に対する触媒効果や接着し易さによる劣化要因を、推定樹脂分解率Ｘｒｓの演算に反映できるため、より的確（正確）な推定樹脂分解率Ｘｒｓを得ることができる。そして、入力した成形機データＤｍは、内部メモリ２１ｍにおける成形機データ設定部Ｆｍｍに設定される。
　ところで、このような基本データ入力画面３１により樹脂データＤｒを設定する場合、樹脂選択部３１ａにより樹脂の種類を選択することができるとともに、従来の場合、樹脂の種類を選択することにより、同時に、樹脂の持つ固有の物性値、即ち、各樹脂に対して対応する比熱，熱伝導率等の物性値は、メーカーサイドから公表されるカタログ値等に基づいて標準値が設定される。
　しかし、実際の物性値は、樹脂が置かれた環境、特に、樹脂温度の大きさにより変動するため、実際の樹脂温度に基づく溶融状態と標準値を使用した推定による溶融状態間では無視できない誤差を生じることになる。
　そこで、本発明（本実施形態）では、図３に示す基本データ入力画面３１上に、樹脂詳細情報入力キーＫｉを設け、この樹脂詳細情報入力キーＫｉをタッチ（ＯＮ）することにより、図１に示す詳細データ入力画面Ｖｉｅを表示させ、この詳細データ入力画面Ｖｉｅを利用することにより、異なる複数の樹脂温度Ｅｔ…及び各樹脂温度Ｅｔ…に対応する物性値Ｅｍを入力可能にするとともに、これらの入力に基づき、溶融状態を推定する際には、図２に示すように、成形機コントローラ２１に備えるデータ変換処理機能部Ｆｅにより、任意の樹脂温度Ｅｔに対応する正確な物性値Ｅｍが得られるようにした。
　図１に示す詳細データ入力画面Ｖｉｅは、画面の上段に樹脂項目選択部６を備え、この樹脂項目選択部６により、樹脂データ設定部Ｆｍｒに設定された樹脂データＤｒから樹脂の種類に係わる項目Ｄｒｃを選択することができるとともに、この選択した樹脂における所定の物性に係わる項目Ｄｒｍを選択することができる。また、画面の下段となる樹脂項目選択部６の下方には物性値入力部７を備え、この物性値入力部７により、選択された樹脂に係わる異なる複数の樹脂温度Ｅｔ…を入力することができるとともに、各樹脂温度Ｅｔ…に対応する物性値Ｅｍを入力することができる。
　このように、データ変換処理機能部Ｆｅを設けるとともに、このデータ変換処理機能部Ｆｅに、樹脂項目選択部６及び物性値入力部７を有する詳細データ入力画面Ｖｉｅをディスプレイ５に表示する機能を設ければ、オペレータ（ユーザー）によりデータを容易に入力することができるため、ユーザーの所有している詳細情報を、成形の品質向上等に活用することができる。
　一方、成形機コントローラ２１には、図２に示すように、データ変換処理機能部Ｆｅの一部を構成する物性値変換部８を備え、この物性値変換部８により任意の樹脂温度Ｅｔに対応する物性値Ｅｍを求めることができる。即ち、物性値変換部８は、複数の樹脂温度に対応する物性値から得られる関数式Ｆｘ若しくは修正した関数式Ｆｘｅを用いることにより、任意の樹脂温度Ｅｔに対応する物性値Ｅｍを得ることができるようにした。これにより、標準値により設定された物性値は、関数式Ｆｘ（Ｆｘｅ）に基づいて樹脂温度Ｅｔに対応した正確な物性値Ｅｍに変換されるとともに、変換された物性値Ｅｍは、溶融状態を推定する処理を行う演算処理機能部Ｆｃに付与されるため、正確な物性値Ｅｍが演算処理機能部Ｆｃによる推定処理に利用されることになる。
　次に、データ変換処理機能部Ｆｅの機能について、図１－図５を参照しつつ、図６及び図７に示すフローチャートに従って説明する。
　今、ユーザー（オペレータ）が、一例として、樹脂「ＰＰ（ポリプロピレン）」の比熱〔Ｊ／ｋｇ・Ｋ〕に関する詳細情報を所有している場合を想定する。このような詳細情報は、ユーザー自身が実験等により求めたデータ或いはメーカーサイド等から入手して得られる情報等が含まれる。したがって、ユーザーが成形品の品質等に大きく影響する情報として認識し、樹脂の溶融状態を知るための推定時の重要なデータとして利用したい場合などが想定される。
　オペレータは、まず、支援プログラムＰｃを実行（起動）させる（ステップＳ１）。これにより、ディスプレイ５には、図３に示す基本データ入力画面３１が表示される（ステップＳ２）。本発明（本実施形態）では、基本データ入力画面３１上に、樹脂詳細情報入力キーＫｉを設けたため、オペレータは、この樹脂詳細情報入力キーＫｉをタッチ（ＯＮ）する（ステップＳ３）。これにより、ディスプレイ５には、図１に示す詳細データ入力画面Ｖｉｅがウィンドウ表示される（ステップＳ４）。
　オペレータは、詳細データ入力画面Ｖｉｅの選択キー４１をタッチし、目的とする樹脂の種類に係わる項目Ｄｒｃを選択する（ステップＳ５）。例示は「ＰＰ（Ｇｒａｄｅ Ｌ１２２５）」を選択した場合を示す。樹脂の種類に係わる項目Ｄｒｃには、他の各種樹脂及びこの樹脂に対応するグレードを含ませることができる。また、選択した樹脂における所定の物性に係わる項目Ｄｒｍを選択する（ステップＳ６）。例示は「比熱」を選択した場合を示す。この所定の物性に係わる項目Ｄｒｍには、「比熱」をはじめ、「熱伝導率」，「示差熱・熱重量測定（ＴＧ／ＤＴＡ）」，「示差走査熱量測定（ＤＳＣ）」，「分解速度」，「吸水率」，「比重」等を含ませることができる。これにより、図１に示す具体的な物性値入力部７が表示されるため、ファイル選択部４２から、より詳細なファイル名を選択する。例示の場合、Ｎｏ．１の「ＰＰ比熱（ＣＳＶファイル）」を選択した場合を示す。なお、ファイルは、ＣＳＶファイルをはじめ、ＴＸＴファイル等の各種ファイル形式を利用できるため、各ファイルに対応した物性の種類を選択することができる。これにより、データ入力欄４４が表示されるため、選択された樹脂に係わる異なる複数の樹脂温度Ｅｔ…及び各樹脂温度Ｅｔ…に対応する物性値Ｅｍ…等に係わるデータを入力する（ステップＳ７）。
　この場合、データの入力は、ＣＳＶファイルを選択したため、例えば、ＵＳＢメモリ等に保存されたデータから転送により入力することができる。具体的には、上述した「ＰＰ比熱（ＣＳＶファイル）」を選択した後、入力キー４３をタッチすれば、データ入力欄４４に、異なる複数の樹脂温度Ｅｔ…及び各樹脂温度Ｅｔ…に対応する物性値Ｅｍが入力される。入力方法は、その他、オペレータによるマニュアル入力，外部からの無線通信手段による送信，ＵＳＢメモリ以外の各種メディアからの転送等による各種入力方法を利用可能である。そして、データの入力が全て終了したなら（ステップＳ８）、関数式Ｆｘを作成する関数式作成処理を行う（ステップＳ９）。
　図７に、図６に示した関数式作成処理（ステップＳＧ）の具体的処理手順（サブルーチン）をフローチャートで示す。
　上述した詳細データ入力画面Ｖｉｅによるデータの入力が全て終了したなら（ステップＳ８）、詳細データ入力画面Ｖｉｅの最下部に備える精度選択部４５を用いて関数式に変換する際の精度を選択する（ステップＳ９１）。例示する精度選択部４５は、精度の高い順から、「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」…にランク分けした場合を示すが、「１次式」，「２次式」，「３次式」…「６次式」等のように関数式によりランク付してもよい。精度選択部４５により精度ランクを選択したならグラフ作成キー４６をタッチ（ＯＮ）する（ステップＳ９２）。これにより、図４に示すグラフが自動作成される。図４及び図５は関数式を作成する機能を説明するためのグラフを示しており、図４は樹脂温度〔℃〕対比熱〔Ｊ／ｋｇ・Ｋ〕特性グラフをそのまま関数式Ｆｘに変換する例、図５は、図４を修正して関数式Ｆｘｅに変換する例を示す。
　一例として示す図４は、最高ランクの「Ａ」ランクを選択した場合であり、図２に示す物性値変換部８では、このグラフに基づいて二つの一次関数「ｍｘ＋ｋｂ」と「ｎｘ＋ｋａ」が組合わされた関数式Ｆｘとして作成され、この関数式Ｆｘは図４に示すようにグラフ表示される場合を示している（ステップＳ９４）。そして、オペレータは、図４に示すグラフ表示を確認する（ステップＳ９５）。この結果、オペレータが表示された関数式Ｆｘを良しと判断すれば、図示を省略したランク登録キーをタッチしてランク登録（一時登録）する（ステップＳ９６，Ｓ９８，Ｓ９９。
　これに対し、オペレータがグラフ表示を確認し、修正したい場合、例えば、オペレータが樹脂の種類や成形品等を考慮し、「Ｂ」ランクを再選択したい場合には、図１の詳細データ入力画面Ｖｉｅに戻り、「Ｂ」ランクを選択すれば、修正された図５に示す関数式Ｆｘｅを表示させることもできる（ステップＳ９６，Ｓ９７）。一例として示す図５は、より簡略化された一次関数「ｎｘ＋ｋａ」のみの関数式Ｆｘｅに修正される。
　このような関数式Ｆｘは、単一のランクとして設定してもよいし、成形品のグレード等の応じて複数の異なるランクとして設定し、必要に応じて選択して使用できるようにしてもよい。このため、関数式Ｆｘ（Ｆｘｅ）…は、精度選択部４５を用いて順次ランクを選択し、同様の関数式作成処理を行うことによりランクの異なる複数の関数式Ｆｘ（Ｆｘｅ）…を登録することができる（ステップＳ１００，Ｓ９１…）。
　図４及び図５は、一例として、最もシンプルなケースを例示したものであり、図１とは一致しない。実際には、一次関数のみならず二次関数やｎ次関数等が組合わさるため、オペレータにより異なるランクを選択して使用することができる。なお、図４及び図５は、関数式Ｆｘ又は修正した関数式Ｆｘｅを利用する場合を示したが、同様に変換することができるデータテーブル、即ち、異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られるデータテーブル又は修正したデータテーブルを用いて変換してもよい。このように、物性値変換部８に、異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られる関数式Ｆｘ若しくは修正した関数式Ｆｘｅを用いて変換する機能を設け，又は異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られるデータテーブル若しくは修正したデータテーブルを用いて変換する機能を設ければ、成形機に搭載する成形機コントローラの演算機能等を利用できるため、関数式Ｆｘ（Ｆｘｅ）やデータテーブル等を利用して容易に実施することができる。
　そして、以上の関数式Ｆｘ（Ｆｘｅ）やデータテーブルが作成されたなら、図示を省略した変更登録キーをタッチして変更登録処理を行う（ステップＳ１０，Ｓ１１）。なお、変更登録処理を行わない場合、即ち、本実施形態に係るデータ変換処理機能部Ｆｅを使用しない場合には、例えば、「比熱」の物性値を使用する場合、標準値として登録されている単一の物性値が使用されるが、データ変換処理機能部Ｆｅに基づく変更登録処理が行われた場合には、「比熱」の物性値を使用する時点の樹脂温度〔℃〕が取り込まれ、関数式Ｆｘ（Ｆｘｅ）により、当該樹脂温度〔℃〕に対応する正確な「比熱」が算出されるため、算出された正確な物性値が可塑化された樹脂の溶融状態を推定（推定固相率Ｘｃｓ，推定樹脂分解率Ｘｒｓ等）処理する際などに利用される。
　このように、演算処理機能部Ｆｃにおいて、データ変換処理機能部Ｆｅを使用しないときは、物性値として予め設定した標準値が用いられる。即ち、樹脂に係わる詳細情報の有無に応じて臨機応変に実施できるため、特に、樹脂に係わる詳細情報が存在しない場合であっても成形処理を確実に行うことができる。
　他方、本実施形態に係る成形支援装置１は、基本的な機能として、可塑化した樹脂の溶融状態を推定することにより、より望ましい成形条件の設定を支援する機能を備える。
　このため、成形機コントローラ２１の内部メモリ２１ｍには、成形条件に係わる成形条件データＤｓを設定する成形条件データ設定部Ｆｍｓを備え、ディスプレイ５には、成形条件を設定するための設定画面３５（図２参照）が表示される。この設定画面３５の具体的なレイアウト等の図示は省略したが、この設定画面３５は、成形条件設定部Ｆｍｉとして機能し、例えば、スクリュ回転数，計量時間，背圧，計量位置，前部温度，中部温度，後部温度，サイクル時間等の各種成形条件データＤｓを設定する。これらの設定は、タッチパネル５ｔを介して必要な数値の入力や選択等により行うことができる。
　一方、成形支援装置１には、内部メモリ２１ｍに格納した演算式データ設定部Ｆｓを備え、この演算式データ設定部Ｆｓには、固相率演算式データＤｓｃ及び分解率演算式データＤｓｒを設定する。固相率演算式データＤｓｃは、前述した入力データＤｉ及び成形条件データＤｓに基づいて加熱筒４内における溶融樹脂の固相率Ｘｃを演算するための演算式に係わるデータであり、分解率演算式データＤｓｒは、前述した入力データＤｉ及び成形条件データＤｓに基づいて成形時におけるスクリュ表面３ｆの樹脂分解率Ｘｒを演算するための演算式に係わるデータである。固相率演算式データＤｓｃに加え、分解率演算式データＤｓｒを設定するようにすれば、固相率演算式データＤｓｃの演算処理に利用する入力データＤｉを、分解率演算式データＤｓｒの演算処理にも利用できるなど、推定樹脂分解率Ｘｒｓを容易に求めることができる。
　まず、固相率演算式データＤｓｃの基礎となる固相率Ｘｃを求めるための固相率演算式は、既に、本出願人が提案した再公表特許公報ＷＯ２０１９－１８８９９８に記載の固相率演算式を利用することができる。即ち、［式１０１］を用いることができる。
　固相率Ｘｃ＝Ｃｘ／Ｃｗ
　　　　　　＝（Ｃｘ´／Ｃｗ）・（１－ｋａ・Φｉ）…［式１０１］
　　ただし、Φｉ＝ｆ（Ｔｒ，Ｔｃ）・Φｅ
　これらの式において、Ｃｘは現位置における固体の幅、Ｃｗはピッチ幅からフライト幅を引いた長さ、Ｃｘ´は１ピッチ前の固体の幅、ｋａは調整係数、Φｉは射出における溶融速度、Φｅは押出における溶融速度、Ｔｒは計量時間、Ｔｃはサイクル時間をそれぞれ示す。
　また、分解率演算式データＤｓｒの基礎となる樹脂分解率Ｘｒを求めるための分解率演算式も、既に、本出願人が提案した再公表特許公報ＷＯ２０１９－１８８９９８に記載の分解率演算式を利用することができる。即ち、［式１０２］を用いることができる。
　樹脂分解率Ｘｒ＝Ｅ・Ｗａ・ｋｂ　　　　　　　　　…［式１０２］
　　ただし、Ｅ＝ｆ（Ｗ，Ｌ，σ，γ，ζ）
　　　　　Ｗａ∝ｆ（Φｍ，Φｃ，Ｑｓ）
　これらの式において、Ｅは、Ｔａｄｍｏｒのモデル式から算出した剪断発熱量〔ＭＪ〕であり、完全溶融位置からスクリュ３の先端までの剪断発熱量を積算した総剪断発熱量である。Ｗａは溶融樹脂と金属の接着仕事〔ＭＪ／平方メートル〕、ｋｂは金属の触媒効果を考慮した調整係数をそれぞれ示す。剪断発熱量Ｅの算出において、Ｗはピッチ幅からフライト幅を引いた長さ、Ｌはスクリュ螺旋長さ、σは剪断応力、γは剪断速度、ζは無次元深さをそれぞれ示す。接着仕事Ｗａの算出において、Φｍは母材金属の仕事関数、Φｃは母材金属の上にコーティングした金属の仕事関数、Ｑｓは最表面金属に付着している酸素量をそれぞれ示す。酸素量ＱｓはＸ線分析装置（ＥＤＸ装置）により測定可能である。接着仕事Ｗａは、溶融樹脂と金属の接着し易さを示す。
　このように、演算式データ設定部Ｆｓに、入力データＤｉ及び成形条件データＤｓに基づいて、成形時におけるスクリュ表面３ｆの樹脂分解率Ｘｒを求める分解率演算式データＤｓｒを設定すれば、固相率演算式データＤｓｃの演算処理に利用する入力データＤｉを、分解率演算式データＤｓｒの演算処理にも利用することができるなど、推定樹脂分解率Ｘｒｓを容易に求めることができる。
　さらに、成形支援装置１には、上述した固相率演算式データＤｓｃ及び分解率演算式データＤｓｒを利用して演算処理を行う図２に示す演算処理機能部Ｆｃを備え、この演算処理機能部Ｆｃには、計量終了時における強化繊維の推定最終繊維長Ｙｆ及び推定破損率Ｙｎを求める繊維状態演算処理部Ｆｃｆが含まれる。
　この場合、入力データＤｉ及び固相率演算式データＤｓｃに基づく演算処理により計量終了時における溶融樹脂の固相率Ｘｃ、即ち、推定固相率Ｘｃｓを求めるための固相率演算処理部Ｆｃｐを備える。得られる推定固相率Ｘｃｓは、実用上、必ずしも０である必要はない。この判断基準は、「０．０６」に選定することが望ましく、この数値は実験の結果により確認した。これにより、推定固相率Ｘｃｓが、「Ｘｃｓ≦０．０６」の場合には、良好な溶融状態にあると判断できるとともに、「Ｘｃｓ＞０．０６」の場合には、溶融が不十分（可塑化不足）と判断できる。このように、推定固相率Ｘｃｓの大きさは、溶融樹脂の可塑化不足などの溶融状態を示す指標となる。なお、推定固相率Ｘｃｓとは、溶融樹脂の溶融レベルを示すものであるため、未溶融ポリマ分率を用いてもよい。演算処理機能部Ｆｃに、可塑化した樹脂の溶融状態として、樹脂データＤｒ，成形機データＤｍ及び成形条件データＤｓに基づいて加熱筒４内における溶融樹脂の固相率（Ｘｃｓ）を推定する機能を含ませれば、特に、加熱筒４内における溶融樹脂の推定固相率Ｘｃｓに対して樹脂の正確な物性値を適用可能になるため、正確かつ的確な推定固相率Ｘｃｓを求めることができる。
　また、入力データＤｉ及び分解率演算式データＤｓｒに基づく演算処理により溶融樹脂の樹脂分解率Ｘｒ、即ち、推定樹脂分解率Ｘｒｓを求める分解率演算処理部Ｆｃｒを備える。得られる推定樹脂分解率Ｘｒｓは、０．００よりも大きい値の場合、溶融樹脂は劣化状態（劣化状態に移行するリスクが高い場合を含む）にあることを把握できる。具体的には、推定樹脂分解率Ｘｒｓが、「Ｘｒｓ＝０．００」の場合には、劣化のない良好な溶融状態にあると判断できるとともに、「Ｘｒｓ＞０．００」の場合には、劣化状態又は劣化状態に移行するリスクが高いと判断できる。このように、推定樹脂分解率Ｘｒｓの大きさは、可塑化が過度に進行することにより生じる溶融樹脂の劣化状態を示す指標として利用できる。
　このように、演算処理機能部Ｆｃに、入力データＤｉ，成形条件データＤｓ及び分解率演算式データＤｓｒに基づく演算処理により推定樹脂分解率Ｘｒｓを求める分解率演算処理部Ｆｃｒを設ければ、推定樹脂分解率Ｘｒｓを演算処理により容易に得れるため、推定樹脂分解率Ｘｒｓにより溶融樹脂の劣化状態を的確に把握することができる。したがって、推定固相率Ｘｃｓによる溶融状態の一方側（可塑化不足側）の限界点に加え、推定樹脂分解率Ｘｒｓによる溶融状態の他方側（可塑化過度側）の限界点の双方により、溶融状態の適正範囲を設定可能となるため、成形性及び成形品質をより高めることができる。演算処理機能部Ｆｃに、可塑化した樹脂の溶融状態として、樹脂データＤｒ，成形機データＤｍ及び成形条件データＤｓに基づいて成形時におけるスクリュ表面３ｆの樹脂分解率（Ｘｒｓ）を推定する機能を含ませれば、特に、成形時におけるスクリュ表面３ｆの推定樹脂分解率Ｘｒｓに対して樹脂の正確な物性値を適用可能になるため、正確かつ的確な推定樹脂分解率Ｘｒｓを求めることができる。
　次に、本実施形態に係る成形支援装置１を用いた成形支援方法の一例について、各図を参照しつつ図８に示すフローチャートに従って説明する。
　この成形支援装置１を用いた成形支援方法は、基本的に、生産開始前における成形条件の設定時に利用することができ、内部メモリ２１ｍに格納された支援プログラムＰｓにより実行される。
　まず、オペレータは支援プログラムＰｓを立ち上げる（ステップＳ２１）。これにより、ディスプレイ５には、設定機能を兼ねる図３の入力画面３１が表示される（ステップＳ２２）。オペレータは、入力画面３１におけるデータ入力部Ｆｉを用いて必要な各種データ、即ち、樹脂データＤｒを入力するとともに（ステップＳ２３）、成形機データＤｍを入力する（ステップＳ２４）。
　さらに、樹脂データＤｒとして、強化繊維入力部３２により強化繊維に関する情報を入力又は選択する。即ち、繊維種入力部３２ａにより強化繊維の種類を選択し（ステップＳ２５）、また、添加量入力部３２ｂにより強化繊維の添加量を入力するとともに（ステップＳ２６）、繊維長入力部３２ｃにより繊維長を選択又は入力する（ステップＳ２７）。この後、射出成形機Ｍにより成形する際における成形条件の設定処理を行う（ステップＳ２８）。この場合、通常の設定手順に従い、ディスプレイ５に所定の設定画面３５（詳細図は省略）を表示し、スクリュ回転数，計量時間，背圧，計量位置，前部温度，中部温度，後部温度，サイクル時間等の各種物理量に係わる成形条件（成形条件データＤｓ）を設定する。
　そして、一連のデータ入力処理及び成形条件の設定処理が終了したなら、図３の入力画面３１に表示された「流動解析開始」キー３８をＯＮ（タッチ）する（ステップＳ２９）。これにより、固相率演算処理部Ｆｃｐにおいて、入力された入力データＤｉ，設定された成形条件データＤｓ及び固相率演算式データＤｓｃに基づく演算処理が行われる（ステップＳ３０）。この演算処理により、入力データＤｉ及び成形条件データＤｓに基づく推定固相率Ｘｃｓが算出される。また、分解率演算処理部Ｆｃｒにおいて、入力データＤｉ，成形条件データＤｓ及び分解率演算式データＤｓｒに基づく演算処理が行われる（ステップＳ３１）。この演算処理により、入力データＤｉ及び成形条件データＤｓに基づく推定樹脂分解率Ｘｒｓが算出される。
　さらに、繊維状態演算処理部Ｆｃｆにより、計量終了時の排出樹脂における強化繊維の推定最終繊維長Ｙｆ及び推定破損率Ｙｎが求められる。この場合、入力データＤｉに基づき、予め設定した算出式又はデータテーブル等により強化繊維の破損率Ｙｎが推定されるとともに、最終繊維長Ｙｆが推定される（ステップＳ３２）。
　この場合、繊維状態演算処理部Ｆｃｆでは、入力データＤｉに基づき、予め設定した算出式又はデータテーブル等により強化繊維の破損率Ｙｎを推定する。この推定処理は次のように行われる。図１０は、スクリュ位置に対する加熱筒４内における破損率Ｙｎ〔％〕を支援プログラムＰｓによりシミュレーションした結果を示す。同図中、グラフＰ１（サンプル１）は、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）に「ガラスロング繊維」を３０〔ｗｔ％〕を添加したグラフ，グラフＰ２（サンプル２）は、ＰＰに「ガラスロング繊維」を１０〔ｗｔ％〕を添加したグラフ，グラフＰ３（サンプル３）は、ＰＰに「ガラスショート繊維」を３０〔ｗｔ％〕を添加したグラフ，グラフＰ４（サンプル４）は、ＰＰに「ガラスショート繊維」を１０〔ｗｔ％〕を添加したグラフ，グラフＰ５（サンプル５）は、ポリアミド６６樹脂（ＰＡ６６）に「ガラスショート繊維」を３０〔ｗｔ％〕を添加したグラフをそれぞれ示している。図１０の場合、サンプル５が最も破損しにくい状況を示しており、この理由は、粘度が低く、可塑化時間が短いことが要因として考えられる。
　したがって、繊維状態演算処理部Ｆｃｆに、このような特性グラフを、樹脂の種類，強化繊維の種類，強化繊維の添加量，成形条件等をそれぞれ紐付けし、データテーブルとして登録すれば、入力データＤｉに基づき、対応する特性グラフＰ１…を選択して表示することができる。
　さらに、繊維状態演算処理部Ｆｃｆは、計量終了時における強化繊維の推定最終繊維長Ｙｆを求める機能を備える。このような推定最終繊維長Ｙｆを求める機能を設ければ、推定破損率Ｙｎと組合わせることにより強化繊維の変化状況を的確に把握することができるため、成形品における強化繊維の状況を最適化することにより成形品の強度や品質をより高めることができる。推定最終繊維長Ｙｆのデータに関しては、排出樹脂の最後の部分を採取し、灰化法により残った繊維を実測により求めた。
　また、他の各種出力情報、具体的には、炭化発生確率〔％〕，発熱量〔℃〕，残留固体量〔％〕，可塑化時間〔ｓ〕等の出力情報が演算処理等により求められる（ステップＳ３３）。
　以上の出力情報に係わる推定処理を含む算出処理が終了したなら、判定処理部Ｆｃｊにおいて、所定の判定基準に従って、推定固相率Ｘｃｓ，推定樹脂分解率Ｘｒｓ，推定最終繊維長Ｙｆ，推定破損率Ｙｎ及び各種出力情報に対する判定処理を行う（ステップＳ３４）。このように、演算処理機能部Ｆｃに、推定固相率Ｘｃｓ，推定最終繊維長Ｙｆ及び推定破損率Ｙｎ，推定樹脂分解率Ｘｒｓ，の少なくとも一又は二以上の大きさを判定処理し、この判定処理の判定結果ｍｊに対応する支援メッセージデータｍｄを出力する判定処理部Ｆｃｊを設ければ、オペレータは、判断の難しい溶融樹脂の溶融状態を容易に把握できるとともに、必要な対応処理を迅速に行うことができる。
　さらに、この判定処理の判定結果ｍｊに基づき、この判定結果ｍｊに対応する支援メッセージデータｍｄが選択されて出力する（ステップＳ３５）。そして、判定処理部Ｆｃｊから出力した支援メッセージデータｍｄに基づく支援メッセージｍｄｄをディスプレイ５のメッセージ表示部５ｖに表示される。即ち、ディスプレイ５には、出力処理機能部Ｆｏにより、図９の出力画面３６が表示されるため、オペレータは、得られた各種出力情報について確認することができる（ステップＳ３６）。このように、出力処理機能部Ｆｏに、判定処理部Ｆｃｊから出力した支援メッセージデータｍｄに基づく支援メッセージｍｄｄをディスプレイ５のメッセージ表示部５ｖに表示する機能を設ければ、オペレータは、視覚的手段により、判断の難しい溶融樹脂の溶融状態を容易に把握できるとともに、必要な対応処理を迅速に行うことが可能となり、成形品生産の効率化及び能率化を図ることができる。
　出力画面３６は、上段に推定個相率表示部３６ａを、中段に強化繊維の推定破損率表示部３６ｂを、下段に他のデータの表示部を含む最終データ表示部３６ｃをそれぞれ備える。したがって、出力画面３６は、推定固相率Ｘｃｓ，推定破損率Ｙｎの少なくとも一又は二以上に係わる情報をディスプレイ５に表示処理する出力処理機能部Ｆｏとして機能する。なお、出力画面３６において、推定個相率表示部３６ａは、横軸がスクリュ位置となり、縦軸が演算により得た推定個相率Ｘｃｓとなる。図９に例示する推定個相率Ｘｃｓのグラフは正常に近い特性となるが、他のパターンとして例示する仮想線のＸｃｓｄは溶融位置が早すぎることにより可塑化が過度に進行する状態を示しており、他方、仮想線のＸｃｓｕは溶融位置が遅すぎることにより可塑化不足が生じている状態を示している。
　また、図９の推定破損率表示部３６ｂも横軸がスクリュ位置となり、縦軸が演算により得た推定破損率Ｙｎになる。出力画面３６の推定破損率表示部３６ｂに表示される推定破損率Ｙｎは、前述の図１０に示したシミュレーション結果の特性グラフと同じになる。
　このように、推定個相率Ｘｃｓと推定破損率Ｙｎはグラフィック表示されるため、そのグラフパターンにより適性か否かを容易に予測することができる。さらに、最終データ表示部３６ｃには、上から順に、炭化発生確率３６ｃａ（推定樹脂分解率Ｘｒｓ），発熱量３６ｃｂ，残留固体量３６ｃｃ，可塑化時間３６ｃｄが数値表示されるとともに、添加した強化繊維の状況として最終繊維長Ｙｆが数値表示される。そして、これらの最終データ表示部３６ｃの下方には、判定結果表示部３６ｃｅと支援メッセージ表示部３６ｃｆからなるメッセージ表示部５ｖを備える。この場合、判定結果表示部３６ｃｅには、各種データの推定（予測）に基づいた、「最良」，「良」，「可」，「不可」等により判定結果ｍｊ（例示の表示は「不可」）が表示されるとともに、この判定結果ｍｊに基づく支援メッセージｍｄｄが表示される。例示は「全体的に条件を見直してください」の支援メッセージを示す。
　出力情報を確認し、例えば、判定処理の判定結果ｍｊが「最良」，「良」又は「可」であって、オペレータが成形可能と判断した場合には、支援プログラムを終了させる（ステップＳ３７，Ｓ３８）。一方、判定処理の判定結果ｍｊが「不可」となった場合には、成形条件データＤｓの修正又は入力データＤｉの変更等の修正処理を行う（ステップＳ３９）。そして、修正が終了したなら「解析再開」キーをＯＮ（タッチ）する（ステップＳ４０）。この「解析再開」キーは、上述した「流動解析開始」キー３８と兼用してもよい。これにより、ステップＳ３０以降の一連の処理が行われる（ステップＳ３０…）。なお、図１には一例として、判定処理の判定結果ｍｊが「不可」、支援メッセージｍｄｄとして「全体的に条件を見直してください」の文字が表示された場合を示している。
　よって、このような本実施形態に係る成形支援装置１によれば、基本的な構成として、樹脂データ設定部Ｆｍｒに設定された樹脂データＤｒから樹脂の種類に係わる項目Ｄｒｃ及びこの樹脂における所定の物性に係わる項目Ｄｒｍを選択する樹脂項目選択部６と、選択された樹脂に係わる異なる複数の樹脂温度Ｅｔ…及び各樹脂温度Ｅｔ…に対応する物性値Ｅｍを入力する物性値入力部７と、任意の樹脂温度Ｅｔに対応する物性値Ｅｍを求める物性値変換部８と、溶融状態の推定時に当該推定時における樹脂温度Ｅｔ及びこの樹脂温度Ｅｔに対応する物性値変換部８により求めた物性値Ｅｍを演算処理機能部Ｆｃに付与するデータ変換処理機能部Ｆｅとを備えるため、可塑化した樹脂の溶融状態を推定するに際し、樹脂温度に対応した正確な物性値を用いることができる。これにより、経験の浅い初心者オペレータ等であっても、マニュアル的な補正や修正等が不要となり、正確で的確な溶融状態の推定を迅速に導出できるとともに、精度の高い成形条件の設定、更には高い成形品質を確保することができる。
　以上、最良実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，材料，数量，数値，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。
　例えば、樹脂データＤｒには、樹脂自身のみならず樹脂に添加する例示した強化繊維等の樹脂に関連するデータを含むとともに、成形機データＤｍには、成形機のみならず金型や成形機の周辺機器等の成形機に関連するデータを含む概念である。また、データ変換処理機能部Ｆｅを構成するに際し、樹脂項目選択部６及び物性値入力部７を有する詳細データ入力画面Ｖｉｅをディスプレイ５に表示する機能を設けることが望ましいが、ディスプレイ５に表示することなく内部メモリ２１ｍ等に直接書き込んだり転送してもよい。さらに、物性値変換部８として、異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られる関数式Ｆｘ又は修正した関数式Ｆｘｅを用いて変換する機能，異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られるデータテーブル又は修正したデータテーブルを用いて変換する機能を挙げたが、他の同様の機能を有する手段、例えば、５０～１００〔℃〕は物性値Ｋ１，１０１～１５０〔℃〕は物性値Ｋ２，１５１～２００〔℃〕は物性値Ｋ３，２０１～２５０〔℃〕は物性値Ｋ４…等のようなステップ的な数値設定であってもよい。一方、演算処理機能部Ｆｃにおいて、データ変換処理機能部Ｆｅを使用しないときは、物性値として予め設定した標準値を用いることができるが、この標準値は、単一の標準値であってもよいし、選択できる複数の標準値であってもよい。演算処理機能部Ｆｃに設ける推定機能として、推定固相率Ｘｃｓと推定樹脂分解率Ｘｒｓを挙げたが、例示した推定破損率Ｙｎ等のような樹脂に対する添加物，又は添加物を含む樹脂等であってもよい。
　本発明に係る成形支援装置は、可塑化した溶融樹脂をスクリュにより金型に射出充填して成形を行う各種射出成形機に利用することができる。

Claims (7)

  1. 　樹脂に関する樹脂データを設定する樹脂データ設定部と、成形機に関する成形機データを設定する成形機データ設定部と、成形条件に係わる成形条件データを設定する成形条件データ設定部と、前記樹脂データ，前記成形機データ及び前記成形条件データに基づいて可塑化した樹脂の溶融状態を推定する演算処理機能部と、当該演算処理機能部により推定した溶融状態をディスプレイに視覚的に表示する出力処理機能部とを備える射出成形機の成形支援装置であって、前記樹脂データ設定部に設定された樹脂データから樹脂の種類に係わる項目及びこの樹脂における所定の物性に係わる項目を選択する樹脂項目選択部と、選択された樹脂に係わる異なる複数の樹脂温度及び各樹脂温度に対応する物性値を入力する物性値入力部と、任意の樹脂温度に対応する物性値を求める物性値変換部と、前記溶融状態の推定時に当該推定時における前記樹脂温度及びこの樹脂温度に対応する前記物性値変換部により求めた物性値を前記演算処理機能部に付与するデータ変換処理機能部とを備えてなることを特徴とする射出成形機の成形支援装置。
  2. 　前記データ変換処理機能部は、前記樹脂項目選択部及び前記物性値入力部を有する詳細データ入力画面を前記ディスプレイに表示する機能を備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の成形支援装置。
  3. 　前記物性値変換部は、異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られる関数式又は修正した関数式を用いて変換する機能を備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の成形支援装置。
  4. 　前記物性値変換部は、異なる複数の樹脂温度に対応する物性値から得られるデータテーブル又は修正したデータテーブルを用いて変換する機能を備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の成形支援装置。
  5. 　前記演算処理機能部は、前記データ変換処理機能部を使用しないときは、前記物性値として予め設定した標準値を用いることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の成形支援装置。
  6. 　前記演算処理機能部は、可塑化した樹脂の溶融状態として、前記樹脂データ，前記成形機データ及び前記成形条件データに基づいて加熱筒内における溶融樹脂の固相率を推定する機能を含むことを特徴とする請求項１又は５記載の射出成形機の成形支援装置。
  7. 　前記演算処理機能部は、可塑化した樹脂の溶融状態として、前記樹脂データ，前記成形機データ及び前記成形条件データに基づいて成形時におけるスクリュ表面の樹脂分解率を推定する機能を含むことを特徴とする請求項１又は５記載の射出成形機の成形支援装置。
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