JP2015058643A - Mold and injection molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金型及び射出成形方法に関する。 The present invention relates to a mold and an injection molding method.
樹脂筐体等の樹脂成形品の製造に射出成形技術が利用されている。この射出成形技術は、製品形状のキャビティーを備える金型に樹脂を射出、硬化させることで、高精度な成形品が量産できる技術である。 An injection molding technique is used for manufacturing a resin molded product such as a resin casing. This injection molding technology is a technology that enables mass production of high-precision molded products by injecting and curing a resin in a mold having a product-shaped cavity.
即ち、射出成形技術は、射出成形機のシリンダ内でプラスチック材料を可塑化して溶融させる。そして、この溶融した樹脂をキャビティーに射出し、冷却・固化させることにより、目的とする形状の成形品を製造する。 That is, in the injection molding technique, a plastic material is plasticized and melted in a cylinder of an injection molding machine. Then, the molten resin is injected into the cavity, and cooled and solidified to produce a molded product having a target shape.
このとき、成形品に外観不良となる樹脂の合流部に発生するウエルドライン、金型表面への樹脂の転写ムラ、冷却条件によって発生するヒケ、さらには成形品の収縮不均一により発生する反り変形が発生する場合がある。これらの現象は、金型温度（以下、型温と記載する）が関与することが知られており、その制御が重要となっている。 At this time, the weld line generated at the joint part of the resin that causes the appearance defect in the molded product, uneven transfer of the resin to the mold surface, sink marks generated due to cooling conditions, and warpage deformation generated due to uneven shrinkage of the molded product May occur. These phenomena are known to involve mold temperature (hereinafter referred to as mold temperature), and control thereof is important.
型温は、製品の品質ばかりでなく、成形品の生産性にも大きく影響する。これは、型温が射出された溶融樹脂の冷却・固化に要する冷却時間に影響を与え、型温が高いと冷却時間が長くなって、生産性が低下するためである。 Mold temperature greatly affects not only product quality but also product productivity. This is because the mold temperature affects the cooling time required for cooling and solidifying the injected molten resin. If the mold temperature is high, the cooling time becomes long and the productivity is lowered.
また、プラスチック材料に結晶性樹脂を使用する場合は、型温制御による結晶化度の管理が成形後のプラスチック材料物性や成形収縮に大きく関わってくる。このためにも、型温制御は、重要である。 When a crystalline resin is used as a plastic material, management of crystallinity by mold temperature control greatly affects the physical properties of the plastic material after molding and molding shrinkage. For this reason, mold temperature control is important.
一般的な型温制御は、金型に温調回路を形成し、この温調回路に温度設定された水や油等の媒体を循環させることで、型温調整を行なっている。 In general mold temperature control, a temperature control circuit is formed in a mold, and the temperature of the mold is adjusted by circulating a medium such as water or oil whose temperature is set in the temperature control circuit.
しかし、温調回路の加工が困難な場合があり、また成形時の樹脂の射出圧力に耐えうる金型構造が要求されることから、必ずしも温調制御が優先された設計とならない場合があった。 However, processing of the temperature control circuit may be difficult, and a mold structure that can withstand the injection pressure of the resin at the time of molding is required. .
一方で、射出成形における型温制御は、工程毎に望ましい温度がある。例えば、金型内に溶融樹脂を射出する射出工程では、金型温度を高くして溶融樹脂の粘度上昇を抑えたほうが、射出圧力を低減できるばかりでなく、ウエルドラインの防止や金型表面への樹脂の転写性が向上して成形品の品質が向上する。 On the other hand, mold temperature control in injection molding has a desirable temperature for each process. For example, in the injection process of injecting molten resin into the mold, it is possible not only to reduce the injection pressure, but also to prevent weld lines and increase the mold surface by increasing the mold temperature and suppressing the viscosity increase of the molten resin. The transferability of the resin is improved and the quality of the molded product is improved.
しかし、金型内で樹脂を冷却・固化する冷却工程では、金型温度が高いと冷却時間を要して生産性が悪化するばかりでなく、離型時（金型から成形品を取り出すとき）に成形品が変形することがある。従って、射出工程時の温調温度と冷却工程時の温調温度を変えることが必要になる。 However, in the cooling process in which the resin is cooled and solidified in the mold, if the mold temperature is high, cooling time is required and productivity is deteriorated, and at the time of mold release (when a molded product is taken out from the mold) The molded product may be deformed. Therefore, it is necessary to change the temperature control temperature during the injection process and the temperature control temperature during the cooling process.
このような要求に対して、例えば特開平１１−３４８０４５号においては、図９に示すような、レーザ光を用いて金属粉末を焼結することにより造形された金型１００に、冷却水等の温調媒体を流動させるための流路１０１を形成する技術が開示されている。 In response to such a request, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-348045, a mold 100 formed by sintering metal powder using laser light as shown in FIG. A technique for forming a flow path 101 for flowing a temperature control medium is disclosed.
しかしながら、特開平１１−３４８０４５号公報にかかる金型では、らせん状に温調部を形成することで、切削加工により製造した温調手段と比較すれば、温調性能は改善されているものの、依然として温調手段は成形品に対して部分的な配置となっているため、一様な冷却が行えない。このため、温調ムラを解消することができない問題がある。 However, in the mold according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-348045, although the temperature control performance is improved by forming the temperature control part in a spiral shape, compared with the temperature control means manufactured by cutting, Since the temperature control means is still partially arranged with respect to the molded product, uniform cooling cannot be performed. For this reason, there exists a problem which cannot cancel temperature control nonuniformity.
また、射出工程と冷却工程で異なる温度で温調する場合、温調手段に近い成形品の部分は比較的温調が行いやすいが、温調手段から離れた部分では、温度の追従が遅れて、製品全体として品質が低下してしまう問題がある。 In addition, when the temperature is controlled at different temperatures in the injection process and the cooling process, the temperature of the part of the molded product close to the temperature control means is relatively easy to adjust, but the temperature tracking is delayed in the part away from the temperature control means. There is a problem that the quality of the product as a whole deteriorates.
さらに、上述したような問題を改善するために、温調手段の熱交換面積を増やした場合、金型の強度が射出圧力に耐えられなくなり、安定した成形品を得ることができない問題が生じる。 Furthermore, when the heat exchange area of the temperature control means is increased in order to improve the problem as described above, there arises a problem that the strength of the mold cannot withstand the injection pressure and a stable molded product cannot be obtained.
そこで、本発明の主目的は、耐荷重が高く、温調ムラが抑制できて、かつ、迅速な温調が行える金型及び射出成形方法を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a mold and an injection molding method that have high load resistance, can suppress uneven temperature control, and can perform quick temperature control.
上記課題を解決するため、固定側金型と可動側金型とを備え、これらの当接領域に形成されたキャビティーに樹脂が射出される金型にかかる発明は、固定側金型又は可動側金型の少なくとも一方に、温調媒体が流動する流動チャネルと、該流動チャネル内に設けられて、当該流動チャネルを維持すると共に、荷重を支持する複数のチャネル支持柱と、を備える温調部を設け、かつ、温調部は、キャビティー面に沿って所定距離の位置に設けたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention relating to a mold that includes a fixed mold and a movable mold, and in which resin is injected into a cavity formed in these contact areas, includes a fixed mold or a movable mold. A temperature control comprising at least one of the side molds, a flow channel through which the temperature control medium flows, and a plurality of channel support columns provided in the flow channel to maintain the flow channel and support a load. And a temperature control part is provided at a predetermined distance along the cavity surface.
また、温調媒体が流動する温調部を備えた金型を用いて樹脂製品を射出成形する射出成形方法にかかる発明は、温調部に所定温度の温調媒体を流動させて、金型を所定温度に温調する型温温調工程と、型温温調された金型のキャビティーに溶融樹脂を射出して成形品を形成する射出工程と、型温を行った際の温度と異なる温度の温調媒体を温調部に流動させて成形品の冷却を行う冷却工程と、成形品を取り出す型開工程と、を含むことを特徴とする。 Further, the invention according to the injection molding method for injection molding a resin product using a mold having a temperature control part through which the temperature control medium flows is obtained by causing a temperature control medium at a predetermined temperature to flow in the temperature control part. A mold temperature control process for controlling the temperature of the mold to a predetermined temperature, an injection process for forming a molded product by injecting a molten resin into the mold temperature controlled mold cavity, and a temperature at which the mold temperature is performed It includes a cooling step of cooling the molded product by flowing temperature control media of different temperatures to the temperature control section, and a mold opening step of taking out the molded product.
本発明によれば、キャビティーを包むように支持柱を複数備える温調部を設けたので、金型の耐荷重が向上すると共に、温調ムラが抑制できて、かつ、高品質な製品が成形できるようになる。 According to the present invention, since the temperature control unit including a plurality of support columns is provided so as to wrap the cavity, the load resistance of the mold is improved, the temperature control unevenness can be suppressed, and a high-quality product is molded. become able to.
＜第１実施形態＞
本発明の実施形態を説明する。図１は、第１実施形態にかかる金型２の断面図である。図１における点線矢印は、温調媒体Ｄの流動方向を例示している。なお、図１においては後述する温調部１３の部分拡大図も併せて示している。また、図１においては、温調機３及び該温調機３と金型２を接続する配管４も併せて示している。
<First Embodiment>
An embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of a mold 2 according to the first embodiment. A dotted arrow in FIG. 1 illustrates the flow direction of the temperature control medium D. In FIG. 1, a partially enlarged view of the temperature control unit 13 described later is also shown. In FIG. 1, a temperature controller 3 and a pipe 4 connecting the temperature controller 3 and the mold 2 are also shown.
金型２は、溶融樹脂の射出側に取り付けられる固定側金型２Ａ、この固定側金型２Ａに対して進退する可動側金型２Ｂを主要構成とする。 The mold 2 mainly includes a fixed mold 2A attached to the molten resin injection side and a movable mold 2B that moves forward and backward with respect to the fixed mold 2A.
固定側金型２Ａと可動側金型２Ｂとの当接領域に成形品形状のキャビティー１１が形成されて、溶融した樹脂が固定側金型２Ａ側に設けられたスプルランナ１２を介してキャビティー１１に射出される。なお、以下の説明では、キャビティー１１を形成する固定側金型２Ａ及び可動側金型２Ｂの面をキャビティー面１１ａと記載する。即ち、キャビティー１１はキャビティー面１１ａで囲まれた空間領域である。 A cavity 11 in the shape of a molded product is formed in the contact area between the fixed mold 2A and the movable mold 2B, and the melted resin passes through the sprue runner 12 provided on the fixed mold 2A side. 11 is injected. In the following description, the surfaces of the fixed mold 2A and the movable mold 2B that form the cavity 11 are referred to as a cavity surface 11a. That is, the cavity 11 is a space region surrounded by the cavity surface 11a.
固定側金型２Ａ及び可動側金型２Ｂは、温調媒体Ｄが流動する温調部１３、及び、該温調部１３と温調機３からの配管４とを連結する入口側連結部連結部１４ａ及び出口側連結部１４ｂ、スプルランナ１２やエジェクタピン１７と温調部１３とを気密にシールするシール部１５を備える。 The fixed side mold 2A and the movable side mold 2B are connected to the temperature control unit 13 through which the temperature control medium D flows, and to the inlet side connection unit that connects the temperature control unit 13 and the pipe 4 from the temperature controller 3. The sealing part 15 which seals the part 14a and the exit side connection part 14b, the sprue runner 12, the ejector pin 17, and the temperature control part 13 airtightly is provided.
また、温調部１３を貫通するスプルランナ１２やエジェクタピン１７等の部材を温調部貫通部材と記載する。従って、シール部１５は温調部貫通部材が温調部１３を貫通する貫通領域に設けられていることになる。このとき、温調部貫通部材は、スプルランナ１２やエジェクタピン１７に限定するものではない。 Further, members such as the sprue runner 12 and the ejector pin 17 that penetrate the temperature control unit 13 are referred to as temperature control unit penetration members. Therefore, the seal portion 15 is provided in the penetrating region where the temperature adjusting portion penetrating member penetrates the temperature adjusting portion 13. At this time, the temperature adjusting portion penetrating member is not limited to the sprue runner 12 or the ejector pin 17.
なお、温調媒体Ｄが入力する連結部１４を入口側連結部連結部１４ａ、温調媒体Ｄが出力する連結部１４を出口側連結部１４ｂと記載する。また、固定側の温調部１３とスプルランナ１２とを気密にシールするシール部１５をスプル側シール部１５ａ，可動側の温調部１３とエジェクタピン１７とを気密にシールするシール部１５をエジェクタ側シール部１５ｂと記載する。 In addition, the connection part 14 which the temperature control medium D inputs is described as the inlet side connection part connection part 14a, and the connection part 14 which the temperature control medium D outputs is described as the outlet side connection part 14b. Further, the seal portion 15 that hermetically seals the fixed-side temperature control portion 13 and the sprue runner 12 is provided as the sprue-side seal portion 15a, and the seal portion 15 that hermetically seals the movable-side temperature control portion 13 and the ejector pin 17 as the ejector. It is described as a side seal portion 15b.
そして、温調媒体Ｄは、温調機３→配管４→入口側連結部連結部１４ａ→温調部１３→出口側連結部１４ｂ→配管４→温調機３を順次循環して、温調部１３を流動する際に金型２と熱交換する。 Then, the temperature control medium D is circulated in the order of the temperature controller 3 → the piping 4 → the inlet side connecting portion connecting portion 14a → the temperature adjusting portion 13 → the outlet side connecting portion 14b → the pipe 4 → the temperature adjusting device 3. When the part 13 flows, heat exchange with the mold 2 is performed.
（温調部）
温調部１３は、温調媒体Ｄが流動する流動チャネル１３ａ、この流動チャネル１３ａ内に設けられた複数のチャネル支持柱１３ｂにより構成されている（図１の拡大図参照）。
(Temperature control section)
The temperature control unit 13 includes a flow channel 13a through which the temperature control medium D flows, and a plurality of channel support columns 13b provided in the flow channel 13a (see an enlarged view of FIG. 1).
温調部１３の高さ（チャネル支持柱１３ｂの柱高に相当）Ｋ１は、成形品の厚み（キャビティー１１の厚みに相当）Ｋ２の約２倍程度としたとき、良好な結果を得ることができたが、この大きさは成形品に対する温調特性や温調媒体Ｄの流動特性、温調温度等により決定する。 When the height K1 of the temperature control section 13 (corresponding to the column height of the channel support column 13b) is about twice the thickness of the molded product (corresponding to the thickness of the cavity 11) K2, good results can be obtained. However, this size is determined by the temperature control characteristics for the molded product, the flow characteristics of the temperature control medium D, the temperature control temperature, and the like.
このような温調部１３は、概ねキャビティー面１１ａに沿って設けられて、キャビティー１１のコーナ領域、曲面領域、平面領域等の各領域に対応して設けられている。即ち、温調部１３は、キャビティー１１を均一に包み込むように設けられている。これにより、成形品のコーナ領域、曲面領域、平面領域等の各領域に対して一様に温調できるようになる。従って、成形品の熱収縮量が一様となるため、変形等の発生が抑制できる。 Such a temperature control part 13 is provided substantially along the cavity surface 11a, and is provided corresponding to each region of the cavity 11 such as a corner region, a curved surface region, and a planar region. That is, the temperature control unit 13 is provided so as to uniformly enclose the cavity 11. Thereby, it becomes possible to uniformly control the temperature of each region such as a corner region, a curved surface region, and a planar region of the molded product. Accordingly, the amount of heat shrinkage of the molded product becomes uniform, and thus the occurrence of deformation and the like can be suppressed.
（鍔部）
また、固定側の温調部１３又は可動側の温調部１３の少なくとも一方には、帽子のつばのような形状の鍔部１８が設けられている。この鍔部１８は、温調部１３をパーティングラインＰＬに沿って延設されたもので、当該温調部１３と連通し、かつ、同一構成である。
(Isobe)
Further, at least one of the fixed-side temperature control unit 13 and the movable-side temperature control unit 13 is provided with a collar portion 18 shaped like a collar of a hat. The flange 18 is formed by extending the temperature adjustment unit 13 along the parting line PL, and communicates with the temperature adjustment unit 13 and has the same configuration.
図２は、可動側金型２Ｂの上面図（キャビティー１１側から見た図）で、本実施形態では、鍔部１８を可動側金型２Ｂに設けた場合を示している。鍔部１８を固定側金型２Ａ又は可動側金型２Ｂのいずれに設けるかについては、キャビティー１１の形状や金型２の要求強度により決定される。図１等に示すキャビティー１１は、弁当箱形状であるため、その側壁の端面１１ｂ（図１参照）に対しても温調機能を作用させることが可能になる。 FIG. 2 is a top view of the movable mold 2B (viewed from the cavity 11 side), and in this embodiment, shows a case where the flange 18 is provided on the movable mold 2B. Whether the flange 18 is provided in the fixed mold 2A or the movable mold 2B is determined by the shape of the cavity 11 and the required strength of the mold 2. Since the cavity 11 shown in FIG. 1 or the like has a lunch box shape, the temperature adjustment function can be applied to the end surface 11b (see FIG. 1) of the side wall.
このとき、温調部は、弁当箱の底面に対応するキャビティー面を少なくとも主要面として、当該主要面に沿って所定距離の位置に設けられている。なお、主要面は、複数の平面や曲面で構成される成型品において、大きな面積を持つ面であり、平面に限定されず、また１つの面に限定されない。 At this time, the temperature adjustment part is provided at a predetermined distance along the main surface with at least the cavity surface corresponding to the bottom surface of the lunch box as the main surface. Note that the main surface is a surface having a large area in a molded product composed of a plurality of flat surfaces and curved surfaces, and is not limited to a flat surface, and is not limited to a single surface.
鍔部１８の突出量Ｋ３，Ｋ４（図１，図２参照）は、成形品の厚みＫ２（図１参照）が２ｍｍ、固定側金型２Ａのキャビティー面１１ａと温調部１３との間隔Ｋ５が３ｍｍである場合は、突出量Ｋ３，Ｋ４は５ｍｍ以上であることが望ましい。 The protrusions K3 and K4 (see FIGS. 1 and 2) of the flange 18 have a molded product thickness K2 (see FIG. 1) of 2 mm, and the distance between the cavity surface 11a of the fixed mold 2A and the temperature control unit 13. When K5 is 3 mm, the protrusions K3 and K4 are desirably 5 mm or more.
（支持柱）
温調部１３を構成するチャネル支持柱１３ｂについて説明する。チャネル支持柱１３ｂは、丸柱、四角柱、六角柱等の柱状体であり、概ね等間隔（等密度）に配置されている。
(Support pillar)
The channel support pillar 13b which comprises the temperature control part 13 is demonstrated. The channel support columns 13b are columnar bodies such as round columns, quadrangular columns, hexagonal columns, and the like, and are arranged at substantially equal intervals (equal density).
このようにチャネル支持柱１３ｂを等密度で配置することにより、温調媒体Ｄに対する流動抵抗が概ね一様とすることができる。即ち、チャネル支持柱１３ｂは流動チャネル１３ａに配置されるので、配置密度に粗密が存在すると密の所で温調媒体Ｄは流れ難くなる。温調媒体Ｄの流動速度変化は周りとの熱交換効率の変化を意味する。従って、一様の流速で温調媒体Ｄが流動することは、成形品に対する温調作用が一様になることを意味し、成形品の品質向上が可能になる。 Thus, by arranging the channel support columns 13b at an equal density, the flow resistance with respect to the temperature control medium D can be made substantially uniform. That is, since the channel support column 13b is disposed in the flow channel 13a, the temperature control medium D hardly flows in a dense place if the arrangement density is dense. A change in the flow rate of the temperature control medium D means a change in heat exchange efficiency with the surroundings. Therefore, the flow of the temperature control medium D at a uniform flow rate means that the temperature control action on the molded product becomes uniform, and the quality of the molded product can be improved.
図３は、チャネル支持柱１３ｂの配置例を示す図である。温調部１３の長手方向と垂直な断面（図３において紙面に垂直な面）において隣接するチャネル支持柱１３ｂの間隔は一定（図３では寸法２ｃ）に設定され、上下関係のあるチャネル支持柱１３ｂの間隔は一定（図３では寸法ｃ）に設定されている。これにより、どの流路においても流路断面積が概ね一定となって、均一な温調が行える。 FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement example of the channel support columns 13b. In the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the temperature control section 13 (the plane perpendicular to the paper surface in FIG. 3), the interval between the adjacent channel support columns 13b is set to be constant (dimension 2c in FIG. 3), The interval 13b is set to be constant (dimension c in FIG. 3). Thereby, in any channel, the channel cross-sectional area becomes substantially constant, and uniform temperature control can be performed.
また、チャネル支持柱１３ｂにおける柱軸は、型締力や射出圧による荷重の方向に平行に設けられている。また、温調部１３のコーナ領域では、図１の拡大図に示すように、対向するコーナを橋渡しするようにチャネル支持柱１３ｂが配置されている。従って、型締力や射出圧等の荷重によって温調部１３が変形したりしないようになっている。 Further, the column axis of the channel support column 13b is provided in parallel to the direction of the load due to the clamping force or the injection pressure. Further, in the corner region of the temperature control unit 13, as shown in the enlarged view of FIG. 1, the channel support pillars 13b are arranged so as to bridge the opposing corners. Therefore, the temperature control unit 13 is not deformed by a load such as a mold clamping force or an injection pressure.
例えば、樹脂材料がＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）、成形時の最大射出圧が５０ＭＰａ、金型２の材料がマルエージング鋼（ヤング率は１８６ＧＰａ）、キャビティー面１１ａから温調部１３までの距離が２．５ｍｍ、チャネル支持柱１３ｂ間の金型２の撓み量が金型２の厚の０．２％以下にする場合、各チャネル支持柱１３ｂの間隔を１１ｍｍ以下、かつ、温調部１３の容積に対して２０％以上となるようにチャネル支持柱１３ｂを設けることが好ましい。 For example, the resin material is ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), the maximum injection pressure at the time of molding is 50 MPa, the material of the mold 2 is maraging steel (Young's modulus is 186 GPa), and the distance from the cavity surface 11a to the temperature control part 13 is When the bending amount of the mold 2 between the channel support pillars 13b is 2.5 mm or less and 0.2% or less of the thickness of the mold 2, the interval between the channel support pillars 13b is 11 mm or less, and the temperature control unit 13 It is preferable to provide the channel support column 13b so as to be 20% or more with respect to the volume.
（連結部）
連結部１４は温調機３からの配管４と温調部１３とを連結する。このとき、連結部１４における温調媒体Ｄの流動抵抗が増大しないように、配管４と温調部１３とを連結することが好ましい。具体的には、温調部１３の断面形状は概ね矩形であり、配管４の断面形状は概ね円形であるので、配管４側の連結部１４の領域は円形とし、温調部１３側の連結部１４の領域は矩形として、かつ、断面積が一定となるように徐々に変化させる。
(Connecting part)
The connection part 14 connects the pipe 4 from the temperature controller 3 and the temperature control part 13. At this time, it is preferable to connect the piping 4 and the temperature control unit 13 so that the flow resistance of the temperature control medium D in the connection unit 14 does not increase. Specifically, since the cross-sectional shape of the temperature control unit 13 is substantially rectangular and the cross-sectional shape of the pipe 4 is substantially circular, the region of the connection part 14 on the pipe 4 side is circular, and the connection on the temperature control part 13 side is The region of the portion 14 is rectangular and is gradually changed so that the cross-sectional area becomes constant.
（シール部）
シール部１５は、先に述べたように、スプル側シール部１５ａ、エジェクタ側シール部１５ｂを含んでいる。
(Seal part)
As described above, the seal portion 15 includes the sprue side seal portion 15a and the ejector side seal portion 15b.
スプルランナ１２には高圧の溶融樹脂が流動し、温調部１３には温調媒体Ｄが流動しているので、スプルランナ１２の樹脂が温調部１３に流出したり、温調部１３の温調媒体Ｄがスプルランナ１２に流出したりする恐れがある。 Since the high-pressure molten resin flows through the sprue runner 12 and the temperature control medium D flows through the temperature control unit 13, the resin of the sprue runner 12 flows out to the temperature control unit 13 or the temperature control unit 13 performs the temperature control. The medium D may flow out to the sprue runner 12.
一方、エジェクタピン１７は無垢の金属棒であるため、エジェクタピン１７から温調部１３に流入するものはないが、温調部１３の温調媒体Ｄが流出する恐れがある。 On the other hand, since the ejector pin 17 is a solid metal rod, there is nothing that flows from the ejector pin 17 to the temperature control unit 13, but the temperature control medium D of the temperature control unit 13 may flow out.
温調媒体Ｄの流出は、温調特性の変動をもたらすため、好ましくない。そこで、かかる溶融樹脂の流出や温調媒体Ｄの流出を防止するために、スプル側シール部１５ａ及びエジェクタ側シール部１５ｂを設けている。 The outflow of the temperature control medium D is not preferable because it causes a change in temperature control characteristics. Therefore, in order to prevent the molten resin from flowing out and the temperature control medium D from flowing out, a sprue side seal portion 15a and an ejector side seal portion 15b are provided.
シール部１５の厚みは、シール部１５の近傍領域でも温調作用が得られ、かつ、シール部１５の変形が起きない厚み（例えば、約１ｍｍ）に設定する。 The thickness of the seal portion 15 is set to a thickness (for example, about 1 mm) at which a temperature control action can be obtained even in the vicinity of the seal portion 15 and the seal portion 15 does not deform.
なお、スプルランナ１２及びエジェクタピン１７の外径寸法にもよるが、この寸法がチャネル支持柱１３ｂの外径より小さい場合には、図４に示すように、対応する位置のチャネル支持柱１３ｂをスプルランナ１２やエジェクタピン１７が挿通するようにしても良い。図４は、エジェクタピン１７がチャネル支持柱１３ｂを挿通する場合を示している。 Although depending on the outer diameter dimensions of the sprue runner 12 and the ejector pin 17, when this dimension is smaller than the outer diameter of the channel support pillar 13b, the channel support pillar 13b at the corresponding position is placed in the sprue runner as shown in FIG. 12 and ejector pins 17 may be inserted. FIG. 4 shows a case where the ejector pin 17 passes through the channel support column 13b.
（製造方法）
このような金型２は、一般的な切削加工によっては製造が困難な場合がある。特に、複雑な形状の成形品に対応した温調部１３を持つ金型２を製造する場合には、マシニングセンタを用いても容易に製造できない。
(Production method)
Such a mold 2 may be difficult to manufacture by general cutting. In particular, when the mold 2 having the temperature control unit 13 corresponding to a molded product having a complicated shape is manufactured, it cannot be easily manufactured even if a machining center is used.
無論、固定側金型２Ａや可動側金型２Ｂを温調部１３の位置で２分割し、一方に温調部を製造した後、一体化するならば、切削加工でも製造可能である。しかし、非常に製造コストが嵩んでしまう。 Of course, if the fixed side mold 2A and the movable side mold 2B are divided into two at the position of the temperature control part 13, and the temperature control part is manufactured on one side, then they can be integrated by cutting. However, the manufacturing cost is very high.
そこで、本実施形態では、金属粉末を５０μｍ程度の所定の厚みで溶融積層するレーザ光を用いた粉末積層造形技術を用いた。この造形技術では、任意形状の温調部１３を内包する構造物が、容易に製造できる。このとき、マシニングセンタやＮＣフライス等による機械加工方法と粉末積層造形技術とを併用してもよい。 Therefore, in the present embodiment, a powder additive manufacturing technique using laser light that melts and laminates metal powder with a predetermined thickness of about 50 μm is used. With this modeling technique, a structure including the temperature control unit 13 having an arbitrary shape can be easily manufactured. At this time, a machining method using a machining center, an NC milling machine, or the like may be used in combination with a powder additive manufacturing technique.
また、粉末積層造形技術に用いる金型２の材料としては、マルエージング鋼等が例示でき、一般的な機械加工技術を用いる場合には、Ｓ５０Ｃ、ＳＫＤ６１、ＳＵＳ４２０、ＳＫＤ１１等が例示できる。 Moreover, as a material of the metal mold | die 2 used for a powder additive manufacturing technique, maraging steel etc. can be illustrated, and when using a general machining technique, S50C, SKD61, SUS420, SKD11 etc. can be illustrated.
成形品を成形する際には、大きな型締力や射出圧が金型２に加わる。このときの力により温調部１３が変形すると、キャビティー１１の形状や寸法が狂い、また温調媒体Ｄの流動特性が変わってしまう。このため、マルエージング鋼を用いた場合には、温調部１３とパーティングラインとを５ｍｍ以上離し、かつ、温調部１３とキャビティー面１１ａとの距離が最も近いところで、２ｍｍ以上離れるようにすることで、良好な結果を得る。 When molding a molded product, a large mold clamping force or injection pressure is applied to the mold 2. When the temperature control unit 13 is deformed by the force at this time, the shape and dimensions of the cavity 11 are changed, and the flow characteristics of the temperature control medium D are changed. For this reason, when maraging steel is used, the temperature adjustment part 13 and the parting line are separated by 5 mm or more, and the distance between the temperature adjustment part 13 and the cavity surface 11a is 2 mm or more. To obtain good results.
射出成形に用いる樹脂材料として、非晶性樹脂（例えば、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂等）、結晶性樹脂（ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、液晶ポリマー、ポリ乳酸等）、及び、これらの混合材料が使用できる。 As a resin material used for injection molding, amorphous resin (for example, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, acrylic resin, etc.), crystalline resin (polyamide resin, polyethylene resin, liquid crystal polymer, polylactic acid, etc.) ) And mixed materials thereof can be used.
また、成形品の弾性率を向上させたり、樹脂に難燃性を付与したりする目的で、樹脂中にガラス繊維等の無機フィラー、シリコーン等の有機フィラーを添加して使用することもできる。 Further, for the purpose of improving the elastic modulus of the molded product or imparting flame retardancy to the resin, an inorganic filler such as glass fiber and an organic filler such as silicone can be added to the resin.
（温調媒体）
また、温調媒体Ｄとしては、水（加圧水を含む）、油等が利用できる。この場合、温調機３の性能にもよるが、水の場合は１４０℃程度の温調が可能であり、それ以上の温度で温調したい場合は、油を使用する。
(Temperature control medium)
Moreover, as the temperature control medium D, water (including pressurized water), oil, or the like can be used. In this case, although depending on the performance of the temperature controller 3, in the case of water, the temperature can be adjusted to about 140 ° C. When oil is desired to be adjusted at a temperature higher than that, oil is used.
（仕切板）
なお、上記説明では、入口側連結部連結部１４ａから入流した温調媒体Ｄは温調部１３全体に広がって流動する場合について説明した。即ち、温調媒体Ｄは、図２に示したように、入口側連結部連結部１４ａから温調部１３に流入し、温調部１３全体に広がり、そして出口側連結部１４ｂから温調機３に戻るパス（一点鎖線の矢印で示すパス）を流動した。
(Partition plate)
In the above description, the case where the temperature control medium D that has flowed from the inlet side connection portion connection portion 14a spreads and flows throughout the temperature control portion 13 has been described. That is, as shown in FIG. 2, the temperature control medium D flows from the inlet side connecting portion connecting portion 14a into the temperature adjusting portion 13, spreads throughout the temperature adjusting portion 13, and from the outlet side connecting portion 14b. The path returning to 3 (the path indicated by the one-dot chain line arrow) flowed.
しかし、本実施形態はかかる構成に限定するものではない。例えば、図５に示すように温調部１３に複数の仕切板１９を設けて、温調媒体Ｄが一筆書きで循環できるように設けてもよい。 However, the present embodiment is not limited to such a configuration. For example, as shown in FIG. 5, a plurality of partition plates 19 may be provided in the temperature adjustment unit 13 so that the temperature adjustment medium D can be circulated with a single stroke.
温調媒体Ｄの流速が位置的にばらつくことは、温調ムラの原因となる。このため、仕切板１９は、流動方向の面積が一様（流動抵抗が一様）になるように設けることが好ましい。 The variation in the flow rate of the temperature control medium D causes a temperature control unevenness. For this reason, it is preferable to provide the partition plate 19 so that the area in the flow direction is uniform (the flow resistance is uniform).
このような仕切板１９は、金型２やチャネル支持柱１３ｂと同じ材質のものが望ましく、仕切板１９の厚みとして、約１ｍｍが例示できる。なお、粉末積層造形技術を用いて金型２を製造する場合には、チャネル支持柱１３ｂ及び仕切板１９も同時に製造できる利点もある。 Such a partition plate 19 is preferably made of the same material as that of the mold 2 and the channel support column 13b, and the thickness of the partition plate 19 can be exemplified by about 1 mm. In addition, when manufacturing the metal mold | die 2 using a powder layered modeling technique, there also exists an advantage which can manufacture the channel support pillar 13b and the partition plate 19 simultaneously.
また、上記説明では、温調部１３は一筆書きの流動チャネル１３ａを持つ場合について説明した。この場合、流動チャネル１３ａのチャネル長が長いと、温調媒体Ｄが流動中に金型２と熱交換して温度上昇（又は温度下降）してしまう。 Further, in the above description, the case where the temperature control unit 13 has the one-stroke writing flow channel 13a has been described. In this case, if the channel length of the flow channel 13a is long, the temperature adjustment medium D heat-exchanges with the mold 2 during the flow and the temperature rises (or the temperature drops).
この様な場合には、温調媒体Ｄの流動方向を動作中に反転させたり、温調部１３を対路として（温調部１３を２本でペアとする）、一方の温調部１３を流動する温調媒体Ｄの流動方向と他方の温調部１３を流動する温調媒体Ｄの流動方向と逆方向にする。 In such a case, the flow direction of the temperature control medium D is reversed during operation, the temperature control unit 13 is used as a path (two temperature control units 13 are paired), and one temperature control unit 13 is used. The flow direction of the temperature control medium D that flows is opposite to the flow direction of the temperature control medium D that flows through the other temperature control section 13.
このような構成により、金型２の温度分布を均一化することができ、成形品を一様に冷却等することが可能になる。 With such a configuration, the temperature distribution of the mold 2 can be made uniform, and the molded product can be uniformly cooled.
以上説明したように、キャビティーから概ね等距離離れた位置であって、かつ、当該キャビティーを包むように温調部を設けたので、効率的な温調を行なうことが可能になり、高品質の成形品が高い生産性のもとで製造可能になる。 As explained above, since the temperature control unit is provided at a position that is approximately equidistant from the cavity and wraps around the cavity, it is possible to perform efficient temperature control and achieve high quality. Can be manufactured with high productivity.
また、温調部に支持柱を設けることで、成形時の荷重に対する金型の変形が防止できるようになり、金型の信頼性が向上する。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、上述した各実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。
In addition, by providing a support column in the temperature control section, it becomes possible to prevent the deformation of the mold with respect to the load during molding, and the reliability of the mold is improved.
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the same structure as each embodiment mentioned above, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.
図６は、本実施形態にかかる金型２の断面図である。この金型２は、上述した実施形態にかかる金型に対して、断熱部１６を固定側金型２Ａ及び可動側金型２Ｂに追設した構成となっている。図６の拡大図は、断熱部１６の内部構成を例示した図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the mold 2 according to the present embodiment. The mold 2 has a configuration in which a heat insulating portion 16 is additionally provided in the fixed mold 2A and the movable mold 2B with respect to the mold according to the above-described embodiment. The enlarged view of FIG. 6 is a diagram illustrating the internal configuration of the heat insulating portion 16.
このとき、キャビティー１１、温調部１３、断熱部１６と並ぶように、断熱部１６を設け、かつ、温調部１３に沿わせて当該温調部１３を覆うように設ける。 At this time, the heat insulating portion 16 is provided so as to be aligned with the cavity 11, the temperature adjusting portion 13, and the heat insulating portion 16, and is provided so as to cover the temperature adjusting portion 13 along the temperature adjusting portion 13.
この断熱部１６の断熱作用により、温調部１３は効率的に温調できるようになる。即ち、この断熱部１６がない場合には、キャビティー１１内の成形品の温調制御を行うために金型２全体の温調が必要となる。しかし、断熱部１６を設けることにより、この断熱部１６とキャビティー１１との間の金型部分の温調を行えばよい。従って、温調媒体Ｄが温調しなければならない領域が少なくなり（熱負荷が小さくなり）、迅速に温調が行えると共に、循環させる温調媒体Ｄの流量も減らすことができ、温調機３を小型化することが可能になる。 Due to the heat insulating action of the heat insulating portion 16, the temperature adjusting portion 13 can be efficiently adjusted in temperature. That is, in the absence of the heat insulating portion 16, temperature control of the entire mold 2 is necessary in order to control the temperature control of the molded product in the cavity 11. However, by providing the heat insulating portion 16, the temperature of the mold part between the heat insulating portion 16 and the cavity 11 may be adjusted. Therefore, the area where the temperature adjustment medium D has to be adjusted is reduced (the thermal load is reduced), the temperature can be adjusted quickly, and the flow rate of the circulating temperature adjustment medium D can be reduced. 3 can be miniaturized.
このような断熱部１６に要求される特性は、断熱作用の他に、成形時の型締力や射出圧等の荷重に対して許容できる変形に収まることが条件となる。 Such a characteristic required for the heat insulating portion 16 is required to be within a deformation that can be tolerated with respect to a load such as a mold clamping force and an injection pressure during molding in addition to the heat insulating action.
断熱部１６は、粉末積層造形技術を用いて断熱支持柱１６ｂと断熱層１６ａとからにより作成されている。この構造は、温調部１３と同じ構造であり、断熱支持柱１６ｂがチャネル支持柱１３ｂに対応し、流動チャネル１３ａが断熱層１６ａに対応している。このとき、断熱層１６ａは、空洞（即ち空気が充満）でも良いが、エポキシ樹脂等の断熱材料を充填固化させてもよい。 The heat insulation part 16 is produced from the heat insulation support pillar 16b and the heat insulation layer 16a using the powder layered modeling technique. This structure is the same structure as the temperature control part 13, and the heat insulation support column 16b corresponds to the channel support column 13b, and the flow channel 13a corresponds to the heat insulation layer 16a. At this time, the heat insulating layer 16a may be hollow (that is, filled with air), but may be filled and solidified with a heat insulating material such as an epoxy resin.
エポキシ樹脂等の充填剤単独では、成形時の型締力や射出圧等の荷重に耐えることができない場合でも、断熱支持柱１６ｂが荷重を支持するので、断熱部１６が潰れる等の恐れがない。 Even when a filler such as an epoxy resin alone cannot withstand a load such as a mold clamping force or an injection pressure at the time of molding, the heat insulating support column 16b supports the load, so there is no fear of the heat insulating portion 16 being crushed. .
断熱材料として少なくとも断熱支持柱１６ｂより熱伝導度が小さい材料であることが要求される。 The heat insulating material is required to be a material having a thermal conductivity smaller than at least the heat insulating support column 16b.
また、溶融樹脂が流動するスプルランナ１２等の部材が断熱部１６を貫通する場合は、断熱部１６を気密にシールするためのシール手段を設けることが好ましい。このシール手段として、先に説明したシール部が適用できる。 In addition, when a member such as the sprue runner 12 through which the molten resin flows penetrates the heat insulating portion 16, it is preferable to provide a sealing means for sealing the heat insulating portion 16 in an airtight manner. As the sealing means, the seal portion described above can be applied.
以上説明したように、断熱部を設けたので、温調媒体の熱負荷が小さくなり、迅速に温調が行えると共に、循環させる温調媒体の流量も減らすことができ、温調機を小型化することが可能になる。
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、上述した実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。
As described above, since the heat insulating part is provided, the thermal load of the temperature control medium is reduced, the temperature can be adjusted quickly, the flow rate of the circulating temperature control medium can be reduced, and the temperature controller is downsized. It becomes possible to do.
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the same structure as embodiment mentioned above, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.
図７は、本実施形態にかかる金型の断面図である。この金型２は、温調媒体ポート２０が追設されて、複数の温調系統を形成している。 FIG. 7 is a cross-sectional view of a mold according to the present embodiment. The mold 2 is additionally provided with a temperature control medium port 20 to form a plurality of temperature control systems.
温調媒体ポート２０は、配管４と接続される複数の外部側ポート２０ａと、連結部１４と接続されたチャネル側ポート２０ｂとを備えている。図７では３つの温調系統（便宜上、第１系統〜第３系統と記載する）の場合を例示しているが、３つに限定するものではない。 The temperature control medium port 20 includes a plurality of external ports 20 a connected to the pipe 4 and a channel port 20 b connected to the connecting portion 14. Although FIG. 7 illustrates the case of three temperature control systems (for the sake of convenience, described as the first system to the third system), it is not limited to three.
外部側ポート２０ａには、それぞれ温度の異なる温調媒体Ｄが入出力する。従って、成形工程に応じた温度の温調が行えると共に、成形品の形状や種類に応じた温調が行えるようになる。 The temperature control medium D having different temperatures is input to and output from the external port 20a. Accordingly, the temperature can be adjusted according to the molding process, and the temperature can be adjusted according to the shape and type of the molded product.
なお、図７においては、系統を切替える切替バルブ等の切替手段は図示されていないが、当該切替手段を設けてもよく、また温調機３の方で温調媒体Ｄの循環路を設定するようにしても良い。 In FIG. 7, switching means such as a switching valve for switching the system is not shown, but the switching means may be provided, and the temperature regulator 3 sets the circulation path of the temperature control medium D. You may do it.
無論、各系統に対応した温調部１３を設けてもよい。この場合、例えば第１系統に接続された第１温調部、第２系統に接続された第２温調部というように、温調部１３を温調媒体Ｄ毎に使い分けることになる。但し、各温調部１３による温調分布は同じ分布となるようにすることが好ましい。 Of course, you may provide the temperature control part 13 corresponding to each system | strain. In this case, for example, the temperature control unit 13 is selectively used for each temperature control medium D, such as a first temperature control unit connected to the first system and a second temperature control unit connected to the second system. However, it is preferable that the temperature control distribution by each temperature control unit 13 be the same.
ところで、上記説明では、１つの温調部に対して複数の温度の異なる複数の温調媒体を切り替えて循環させる場合について説明したが、複数の温調部を設け、各温調部に異なる温度の温調媒体を循環させる構成であっても良い。この場合には、各温調媒体による温調分布が相似形をなすように、それぞれの温調部を設けることが好ましい。 By the way, in the above description, a case has been described in which a plurality of temperature control media having different temperatures are switched and circulated with respect to one temperature control unit. The temperature control medium may be circulated. In this case, it is preferable to provide each temperature control part so that the temperature control distribution by each temperature control medium may have a similar shape.
次に、複数系統の温調媒体Ｄを用いて成形する際の成形手順を説明する。使用する樹脂としてＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート等の非晶性樹脂やポリ乳酸、ポリアミド、ポリアセタール等の結晶性樹脂が例示できる。以下、主に非晶性樹脂を用いた場合を例に説明する。図８は、非晶性樹脂を用いた場合の成形手順を示すフローチャートである。 Next, a molding procedure when molding using a plurality of temperature control media D will be described. Examples of the resin used include amorphous resins such as ABS resin and polycarbonate, and crystalline resins such as polylactic acid, polyamide, and polyacetal. Hereinafter, a case where an amorphous resin is mainly used will be described as an example. FIG. 8 is a flowchart showing a molding procedure when an amorphous resin is used.
ステップＳＡ１，Ｓ２： 温調機３を起動して温調を開始する。このときの温調は射出工程において樹脂の射出性や転写性を向上させることを目的とする。そこで、便宜上、型温調と記載する。 Steps SA1, S2: The temperature controller 3 is activated to start temperature adjustment. The purpose of temperature control at this time is to improve the injection and transfer properties of the resin in the injection process. Therefore, for convenience, it is described as mold temperature control.
ＡＢＳ樹脂は２２０℃〜２４０℃、ポリカーボネートは２７０℃〜３００℃で可塑化されて射出される。このとき、型温はＡＢＳ樹脂の場合には４０℃〜６０℃、ポリカーボネートの場合には８０℃〜１００℃になるように設定したとする。以下、このとき第１系統から温度（第１温度）の温調媒体Ｄ（第１温調媒体Ｄ）が供給されるとする。 The ABS resin is plasticized at 220 to 240 ° C., and the polycarbonate is plasticized at 270 to 300 ° C. and injected. At this time, it is assumed that the mold temperature is set to 40 ° C. to 60 ° C. in the case of ABS resin and 80 ° C. to 100 ° C. in the case of polycarbonate. Hereinafter, it is assumed that the temperature control medium D (first temperature control medium D) of temperature (first temperature) is supplied from the first system at this time.
なお、第１温度は、樹脂溶融温度以下を上限とし、樹脂の熱変形温度以上の範囲で、型温制御することが望ましい。そして、第１温調媒体Ｄとして第１温度が１４０℃程度までの温調であれば水（加圧水を含む）を用いることができ、２００℃程度までが必要であれば油を用いることができる。 Note that the mold temperature is desirably controlled within the range of the first temperature not more than the resin melting temperature and not less than the heat deformation temperature of the resin. And if the 1st temperature is the temperature control to about 140 degreeC as the 1st temperature control medium D, water (including pressurized water) can be used, and oil can be used if about 200 degreeC is required. .
ステップＳＡ３： 第１温調媒体Ｄによる型温が安定した後、可塑化した樹脂がスプルランナ１２を経てキャビティー１１に射出される。このとき、第１温調媒体Ｄにより金型２が温調されているため、樹脂は低粘性を保った状態で流動する。従って、通常では成形し難い樹脂や薄肉形状の成形品等が成形可能になると共に、成形品における樹脂が合流する領域で発生しやすいウエルドライン等の外観不良が抑制できるようになる。 Step SA3: After the mold temperature by the first temperature control medium D is stabilized, the plasticized resin is injected into the cavity 11 through the sprue runner 12. At this time, since the mold 2 is temperature-controlled by the first temperature control medium D, the resin flows while maintaining a low viscosity. Accordingly, it is possible to mold a resin that is difficult to mold normally, a molded product having a thin shape, and the like, and it is possible to suppress appearance defects such as a weld line that easily occur in a region where the resin in the molded product merges.
ステップＳＡ４，ＳＡ５： 樹脂の射出が完了すると、成形された樹脂成形品に対する温調（主に、冷却）を行うことにより、成形サイクルを短縮する。そこで、第２系統から第２温度の第２温調媒体Ｄを温調部１３に循環させる。この第２温度は、第１温度より低い温度であり、かつ、成形品を取り出した後でも熱収縮等による変形を起こさない（許容範囲に収まる）温度とする。 Steps SA4 and SA5: When the injection of the resin is completed, the molding cycle is shortened by adjusting the temperature (mainly cooling) of the molded resin molded product. Therefore, the second temperature control medium D having the second temperature is circulated from the second system to the temperature control unit 13. The second temperature is a temperature lower than the first temperature, and does not cause deformation due to thermal shrinkage or the like even after the molded product is taken out (contains within an allowable range).
そして、この状態で保圧が行われる。この保圧は、キャビティー１１に樹脂が充填された後でも、溶融樹脂を射出圧又はこの射出圧より適宜高い圧力で充填させる工程である。これは、樹脂が冷えて収縮するときの収縮量を補充する意味を持つ。従って、第２温調媒体Ｄによる冷却は保圧開始と同時に行われ、かつ、保圧終了後も所定時間継続される。 Then, holding pressure is performed in this state. This holding pressure is a step of filling the molten resin with an injection pressure or a pressure appropriately higher than the injection pressure even after the cavity 11 is filled with the resin. This has the meaning of supplementing the amount of shrinkage when the resin cools and shrinks. Therefore, the cooling by the second temperature control medium D is performed simultaneously with the start of the pressure holding, and is continued for a predetermined time after the pressure holding is finished.
ステップＳＡ６〜ＳＡ７： 成形品が所定温度まで冷却されると、型開きして成形品を取り出す。その後、次の成形サイクルに進むべく、ステップＳＡ１に戻り、第２温調媒体Ｄから第１温調媒体Ｄに切り替えられる。このとき、型開と同時に第２温調媒体Ｄに切り替えるならば、金型２が型温調の温度に達するまでの時間の節約できるので、成形サイクルの短縮が可能になる。 Steps SA6 to SA7: When the molded product is cooled to a predetermined temperature, the mold is opened and the molded product is taken out. Thereafter, in order to proceed to the next molding cycle, the process returns to step SA1 and is switched from the second temperature control medium D to the first temperature control medium D. At this time, if the mold 2 is switched to the second temperature control medium D simultaneously with the mold opening, the time until the mold 2 reaches the temperature of the mold temperature control can be saved, so that the molding cycle can be shortened.
なお、上記説明では、成形品の冷却を第２温度の１つの温度で行ったが、複数の温度（第２温度の第２温調媒体Ｄ、第３温度の第３温調媒体Ｄ、第４温度の第４温調媒体Ｄ…）で行うことも可能である。このような冷却を多段冷却と記載する。 In the above description, the molded product is cooled at one temperature of the second temperature, but a plurality of temperatures (second temperature control medium D at the second temperature, third temperature control medium D at the third temperature, It is also possible to use a fourth temperature control medium D of 4 temperatures. Such cooling is described as multistage cooling.
例えば、２段冷却を行う場合には、先ず第２温度の第２温調媒体Ｄで冷却を行い、次に室温付近の温度の第３温度の第３温調媒体Ｄで冷却を行う。 For example, when performing two-stage cooling, cooling is first performed with the second temperature control medium D having the second temperature, and then cooling is performed with the third temperature control medium D having the third temperature near room temperature.
室温付近の温度で冷却すると、成形品は第２温度から概ね室温までキャビティー１１内に保持されるので、樹脂レンズのように可能な限り熱収縮や変形を嫌う成形品に対しては非常に有効である。 When the molded product is cooled at a temperature close to room temperature, the molded product is held in the cavity 11 from the second temperature to approximately room temperature. It is valid.
また、結晶性樹脂の場合には、結晶化度が低いと成形後の樹脂機械物性が低下し、十分な強度が確保できない。従って、型温が高くして結晶化が進行し易い状態で成形することが望まれる。しかし、型温が高くなると冷却時間も長くなるので、生産性が低下する。 In the case of a crystalline resin, if the degree of crystallinity is low, the resin mechanical properties after molding are lowered, and sufficient strength cannot be ensured. Therefore, it is desired to mold in a state where the mold temperature is high and crystallization is likely to proceed. However, the higher the mold temperature, the longer the cooling time, and the productivity decreases.
このような場合は、第３温度を結晶成長が可能な温度の下限とし、第４温度を室温近傍の温度とすると、第３温度で結晶成長を確保し、その後に第４温度で冷却することができる。これにより、結晶成長を阻害することなく、生産性を向上させることが可能になる。 In such a case, assuming that the third temperature is the lower limit of the temperature at which crystal growth is possible and the fourth temperature is a temperature near room temperature, the crystal growth is ensured at the third temperature and then cooled at the fourth temperature. Can do. This makes it possible to improve productivity without inhibiting crystal growth.
なお、上記説明では、固定側金型２Ａと可動側金型２Ｂとで同じ温度で温調する場合について説明したが、本実施形態はかかる限定を行うものではない。 In the above description, the case where the temperature is controlled at the same temperature in the fixed mold 2A and the movable mold 2B has been described, but the present embodiment does not perform such limitation.
成形品に反りが発生するような場合に、固定側金型２Ａと可動側金型２Ｂの型温や冷却温度を異なる温度に設定して、成形品の表裏温度を変えて（冷却バランスを調整する）、反りの発生を抑制することが考えられる。 When warping occurs in the molded product, set the mold temperature and cooling temperature of the fixed mold 2A and the movable mold 2B to different temperatures, and change the front and back temperature of the molded product (adjust the cooling balance) It is conceivable to suppress the occurrence of warping.
この点、従前の金型では、固定側金型と可動側金型の温度を異なる温度設定にしても、固定側金型の型温と可動側金型の型温とがそれぞれ影響し合うので、十分な冷却バランスの制御が行えない。 In this regard, in the conventional mold, even if the temperature of the fixed mold and the movable mold are set differently, the mold temperature of the fixed mold and the mold temperature of the movable mold influence each other. The cooling balance cannot be controlled sufficiently.
しかし、上述した金型２では、温調部１３がキャビティー１１の近傍、かつ、等距離の位置に設けられているので、固定側金型２Ａの型温と可動側金型２Ｂの型温とが影響し合ったとしても、冷却バランスを容易に制御することができる。従って、成形品の反りを効率的に抑制することが可能になる。 However, in the mold 2 described above, since the temperature control unit 13 is provided in the vicinity of the cavity 11 and at an equal distance, the mold temperature of the fixed mold 2A and the mold temperature of the movable mold 2B. Even if they affect each other, the cooling balance can be easily controlled. Therefore, it is possible to efficiently suppress warping of the molded product.
以上説明したように、キャビティーを包むように温調部を設けたので、効率的に金型及び成形品の温度制御が行えるようになり、成形品の品質及び生産性が向上する。 As described above, since the temperature control unit is provided so as to wrap the cavity, the temperature of the mold and the molded product can be efficiently controlled, and the quality and productivity of the molded product are improved.
また、温調部が成形時の荷重方向に沿って設けられたチャネル支持柱を含むため、金型や温調部の変形を防止することができ、成形品の品質及び生産性が向上すると共に金型の耐久特性を維持することができるようになる。 Moreover, since the temperature control part includes a channel support column provided along the load direction at the time of molding, deformation of the mold and the temperature control part can be prevented, and the quality and productivity of the molded product can be improved. The durability characteristics of the mold can be maintained.
さらに、多段冷却することが可能になるため、樹脂の種類や成形品の形状等に応じた温調が可能になる。 Furthermore, since it becomes possible to perform multistage cooling, temperature control according to the kind of resin, the shape of a molded product, etc. is attained.
＜発明の利用が考えられる分野＞
本発明は、射出成形に用いる金型に適用可能である。
<Fields where the invention can be used>
The present invention is applicable to a mold used for injection molding.
上記実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
＜付記１＞
固定側金型と可動側金型とを備え、これらの当接領域に形成されたキャビティーに樹脂が射出される金型において、
前記固定側金型又は前記可動側金型の少なくとも一方に、温調媒体が流動する流動チャネルと、該流動チャネル内に設けられて、当該流動チャネルの高さを維持すると共に、荷重を支持する複数のチャネル支持柱と、を備える温調部を設け、かつ、
前記温調部を少なくともキャビティー面における主要面に沿って所定距離の位置に設けたことを特徴とする金型。
＜付記２＞
付記１に記載の金型であって、
前記チャネル支持柱は、所定形状で概ね一様な配置密度となるように設けられていることを特徴とする金型。
＜付記３＞
付記１に記載の金型であって、
複数の前記チャネル支持柱は、前記温調媒体に対して概ね一定の流動抵抗を示すように、配置されていることを特徴とする金型。
＜付記４＞
付記１乃至３のいずれか１項に記載の金型であって、
前記チャネル支持柱は、丸柱、四角柱、六角柱のいずれか１の形状に形成されていることを特徴とする金型。
＜付記５＞
付記１乃至４のいずれか１項に記載の金型であって、
前記温調部のコーナにおける前記チャネル支持柱は、対向する前記コーナを橋渡しするように設けられていることを特徴とする金型。
＜付記６＞
付記１乃至５のいずれか１項に記載の金型であって、
前記固定側金型又は前記可動側金型に設けられた前記温調部に、パーティングラインに沿って延設した鍔部を設けたことを特徴とする金型。
＜付記７＞
付記１乃至６のいずれか１項に記載の金型であって、
前記温調部を挿通する温調部貫通部材の貫通領域に、少なくとも前記温調部を流動する前記温調媒体の流出を規制するシール部を設けたことを特徴とする金型。
＜付記８＞
付記７に記載の金型であって、
前記温調部貫通部材には、溶融した樹脂を前記キャビティーに射出する際の流路をなすスプルランナ、成形された製品を前記キャビティーから突き出すエジェクタピンの少なくとも１つであることを特徴とする金型。
＜付記９＞
付記１乃至８のいずれか１項に記載の金型であって、
前記温調部には、異なる温度の複数の系統からの前記温調媒体が選択されて循環することを特徴とする金型。
＜付記１０＞
付記１乃至９のいずれか１項に記載の金型であって、
前記温調部が複数設けられて、各温調部に異なる温度の前記温調媒体が流動し、かつ、複数の前記温調部は、同じ形状の温度分布を持つように設けられていることを特徴とする金型。
＜付記１１＞
付記１乃至１０のいずれか１項に記載の金型であって、
前記温調部に、流路を区画する仕切板を設けたことを特徴とする金型。
＜付記１２＞
付記１１に記載の金型であって、
前記仕切板により区画されて形成された流路断面は、概ね一様な面積に設定されていることを特徴とする金型。
＜付記１３＞
付記１乃至２のいずれか１項に記載の金型であって、
前記温調部を基準にした場合、前記キャビティーと反対方向の位置で、かつ、前記温調部に沿って概ね等距離の位置に、断熱部を設けたことを特徴とする金型。
＜付記１４＞
付記１３に記載の金型であって、
前記断熱部は、当該断熱部に加わる荷重を支持する複数の断熱支持柱と、
前記断熱支持柱の柱周囲に設けられた断熱層と、
を備えることを特徴とする金型。
＜付記１５＞
付記１４に記載の金型であって、
前記断熱層は、空洞又はエポキシ樹脂により形成されていることを特徴とする金型。
＜付記１６＞
付記１乃至１５のいずれか１項に記載の温調部を備えた金型を用いて樹脂製品を射出成形する射出成形方法であって、
前記温調部に所定温度の温調媒体を流動させて、前記金型を所定温度に温調する型温温調工程と、
型温温調された前記金型のキャビティーに溶融樹脂を射出して成形品を形成する射出工程と、
前記型温を行った際の温度と異なる温度の前記温調媒体を前記温調部に流動させて前記成形品の冷却を行う冷却工程と、
前記成形品を取り出す型開工程と、
を含むことを特徴とする射出成形方法。
＜付記１７＞
付記１６に記載の射出成形方法であって、
前記冷却工程は、温度の異なる前記温調媒体を前記温調部に順次流動させる多段冷却処理を含むことを特徴とする射出成形方法。
＜付記１８＞
付記１７に記載の射出成形方法であって、
前記多段冷却処理は、前記キャビティーに射出された溶融樹脂における結晶化温度の下限値より適宜高い温度の前記温調媒体を流動させる工程と、
前記成形品が取出されてから室温に達したときに生じる当該成形品の熱収縮に伴う変形が許容範囲に収まる温度で前記成形品を取り出すことができるように、温度設定された前記温調媒体を前記温調部に流動させる工程と、
を含むことを特徴とする射出成形方法。
＜付記１９＞
付記１６乃至１８のいずれか１項に記載の金型であって、
前記金型を構成する固定側金型と可動側金型とに設けられた前記温調部に流動させる前記温調媒体の温度が異なることを特徴とする射出成形方法。
＜付記２０＞
付記１６乃至１９のいずれか１項に記載の金型であって、
前記温調媒体を前記温調部に流動させている最中に、流動方向を逆転させることを特徴とする射出成形方法。
A part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
<Appendix 1>
In a mold comprising a fixed mold and a movable mold, and resin is injected into a cavity formed in these contact areas,
At least one of the fixed side mold and the movable side mold is provided with a flow channel through which a temperature control medium flows, and is provided in the flow channel to maintain the height of the flow channel and support a load. A temperature control unit including a plurality of channel support pillars, and
A mold according to claim 1, wherein the temperature control part is provided at a predetermined distance along at least a main surface of the cavity surface.
<Appendix 2>
The mold according to appendix 1,
The mold is characterized in that the channel support columns are provided in a predetermined shape so as to have a substantially uniform arrangement density.
<Appendix 3>
The mold according to appendix 1,
The mold is characterized in that the plurality of channel support columns are arranged so as to exhibit a substantially constant flow resistance with respect to the temperature control medium.
<Appendix 4>
The mold according to any one of appendices 1 to 3,
The mold is characterized in that the channel support pillar is formed in any one shape of a round pillar, a square pillar, and a hexagonal pillar.
<Appendix 5>
The mold according to any one of appendices 1 to 4,
The mold is characterized in that the channel support column in the corner of the temperature control unit is provided so as to bridge the opposing corner.
<Appendix 6>
The mold according to any one of appendices 1 to 5,
A mold characterized in that a collar portion extending along a parting line is provided in the temperature control section provided in the fixed mold or the movable mold.
<Appendix 7>
The mold according to any one of appendices 1 to 6,
A mold characterized in that at least a seal part for restricting outflow of the temperature control medium flowing through the temperature control part is provided in a penetrating region of a temperature control part penetrating member inserted through the temperature control part.
<Appendix 8>
The mold according to appendix 7,
The temperature control unit penetrating member is at least one of a sprue runner that forms a flow path when the molten resin is injected into the cavity, and an ejector pin that projects a molded product from the cavity. Mold.
<Appendix 9>
The mold according to any one of appendices 1 to 8,
The mold, wherein the temperature control unit selects and circulates the temperature control medium from a plurality of systems having different temperatures.
<Appendix 10>
The mold according to any one of appendices 1 to 9,
A plurality of the temperature control sections are provided, the temperature control mediums having different temperatures flow in each temperature control section, and the plurality of temperature control sections are provided to have a temperature distribution of the same shape. Mold characterized by.
<Appendix 11>
The mold according to any one of appendices 1 to 10,
A metal mold characterized in that a partition plate for partitioning a flow path is provided in the temperature control section.
<Appendix 12>
The mold according to appendix 11,
The flow path section formed by being partitioned by the partition plate is set to have a substantially uniform area.
<Appendix 13>
The mold according to any one of appendices 1 to 2,
A mold having a heat insulating portion provided at a position opposite to the cavity when the temperature adjusting portion is used as a reference and at a substantially equidistant position along the temperature adjusting portion.
<Appendix 14>
The mold according to appendix 13,
The heat insulating portion includes a plurality of heat insulating support columns that support a load applied to the heat insulating portion,
A heat insulating layer provided around the pillar of the heat insulating support column;
A mold characterized by comprising.
<Appendix 15>
The mold according to appendix 14,
The said heat insulation layer is a metal mold | die characterized by being formed with the cavity or the epoxy resin.
<Appendix 16>
An injection molding method for injection molding a resin product using a mold including the temperature control unit according to any one of appendices 1 to 15,
A mold temperature control step for controlling the temperature of the mold to a predetermined temperature by flowing a temperature control medium at a predetermined temperature in the temperature control unit;
An injection process of forming a molded product by injecting a molten resin into a cavity of the mold whose temperature is controlled by a mold; and
A cooling step of cooling the molded product by flowing the temperature control medium at a temperature different from the temperature at the time of performing the mold temperature to the temperature control unit;
A mold opening step for taking out the molded article;
An injection molding method comprising:
<Appendix 17>
The injection molding method according to appendix 16, wherein
The cooling process includes an injection molding method including a multi-stage cooling process in which the temperature control medium having different temperatures is sequentially flowed to the temperature control unit.
<Appendix 18>
The injection molding method according to appendix 17,
The multi-stage cooling treatment is a step of flowing the temperature control medium at a temperature appropriately higher than the lower limit value of the crystallization temperature in the molten resin injected into the cavity;
The temperature-controlled medium whose temperature is set so that the molded product can be taken out at a temperature within which an allowable range of deformation due to thermal shrinkage of the molded product that occurs when the molded product reaches room temperature after the molded product is taken out. Flowing into the temperature control section;
An injection molding method comprising:
<Appendix 19>
The mold according to any one of supplementary notes 16 to 18,
An injection molding method, wherein the temperature of the temperature control medium to be flowed to the temperature control unit provided in the fixed side mold and the movable side mold constituting the mold is different.
<Appendix 20>
The mold according to any one of supplementary notes 16 to 19,
An injection molding method, wherein the flow direction is reversed while the temperature control medium is flowing to the temperature control section.
２ 金型
２Ａ 固定側金型
２Ｂ 可動側金型
３ 温調機
４ 配管
１１ キャビティー
１１ａ キャビティー面
１２ スプルランナ
１３ 温調部
１３ａ 流動チャネル
１３ｂ チャネル支持柱
１４ 連結部
１４ａ 入口側連結部
１４ｂ 出口側連結部
１５ シール部
１５ａ スプル側シール部
１５ｂ エジェクタ側シール部
１６ 断熱部
１６ａ 断熱層
１６ｂ 断熱支持柱
１７ エジェクタピン
１８ 鍔部
１９ 仕切板
２０ 温調媒体ポート
２０ａ 外部側ポート
２０ｂ チャネル側ポート
2 Mold 2A Fixed mold 2B Movable mold 3 Temperature controller 4 Piping 11 Cavity 11a Cavity surface 12 Sprue runner 13 Temperature control part 13a Flow channel 13b Channel support column 14 Connection part 14a Inlet side connection part 14b Outlet side Connection part 15 Seal part 15a Sprue side seal part 15b Ejector side seal part 16 Heat insulation part 16a Heat insulation layer 16b Heat insulation support pillar 17 Ejector pin 18 ridge part 19 Partition plate 20 Temperature control medium port 20a External side port 20b Channel side port
Claims (10)
前記固定側金型又は前記可動側金型の少なくとも一方に、温調媒体が流動する流動チャネルと、該流動チャネル内に設けられて、当該流動チャネルの高さを維持すると共に、荷重を支持する複数のチャネル支持柱と、を備える温調部を設け、かつ、
と、該流動チャネル内に設けられて、当該流動チャネルの高さを維持すると共に、荷重を支持する複数のチャネル支持柱と、を備える温調部を設け、かつ、
前記温調部を少なくともキャビティー面における主要面に沿って所定距離の位置に設けたことを特徴とする金型。 In a mold comprising a fixed mold and a movable mold, and resin is injected into a cavity formed in these contact areas,
At least one of the fixed side mold and the movable side mold is provided with a flow channel through which a temperature control medium flows, and is provided in the flow channel to maintain the height of the flow channel and support a load. A temperature control unit including a plurality of channel support pillars, and
And a temperature control unit that is provided in the flow channel and maintains a height of the flow channel and includes a plurality of channel support columns that support a load, and
A mold according to claim 1, wherein the temperature control part is provided at a predetermined distance along at least a main surface of the cavity surface.
前記チャネル支持柱は、所定形状で概ね一様な配置密度となるように設けられていることを特徴とする金型。 The mold according to claim 1, wherein
The mold is characterized in that the channel support columns are provided in a predetermined shape so as to have a substantially uniform arrangement density.
複数の前記チャネル支持柱は、前記温調媒体に対して概ね一定の流動抵抗を示すように、配置されていることを特徴とする金型。 The mold according to claim 1, wherein
The mold is characterized in that the plurality of channel support columns are arranged so as to exhibit a substantially constant flow resistance with respect to the temperature control medium.
前記温調部のコーナにおける前記チャネル支持柱は、対向する前記コーナを橋渡しするように設けられていることを特徴とする金型。 A mold according to any one of claims 1 to 3,
The mold is characterized in that the channel support column in the corner of the temperature control unit is provided so as to bridge the opposing corner.
前記固定側金型又は前記可動側金型に設けられた前記温調部に、パーティングラインに沿って延設した鍔部を設けたことを特徴とする金型。 The mold according to any one of claims 1 to 4, wherein
A mold characterized in that a collar portion extending along a parting line is provided in the temperature control section provided in the fixed mold or the movable mold.
前記温調部を挿通する温調部貫通部材の貫通領域に、少なくとも前記温調部を流動する前記温調媒体の流出を規制するシール部を設けたことを特徴とする金型。 The mold according to any one of claims 1 to 5,
A mold characterized in that at least a seal part for restricting outflow of the temperature control medium flowing through the temperature control part is provided in a penetrating region of a temperature control part penetrating member inserted through the temperature control part.
前記温調部に、流路を区画する仕切板を設けたことを特徴とする金型。 The mold according to any one of claims 1 to 6,
A metal mold characterized in that a partition plate for partitioning a flow path is provided in the temperature control section.
前記温調部に所定温度の温調媒体を流動させて、前記金型を所定温度に温調する型温温調工程と、
型温温調された前記金型のキャビティーに溶融樹脂を射出して成形品を形成する射出工程と、
前記型温温調を行った際の温度と異なる温度の前記温調媒体を前記温調部に流動させて前記成形品の冷却を行う冷却工程と、
前記成形品を取り出す型開工程と、
を含むことを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method for injection molding a resin product using a mold having a temperature control part through which a temperature control medium flows,
A mold temperature control step for controlling the temperature of the mold to a predetermined temperature by flowing a temperature control medium at a predetermined temperature in the temperature control unit;
An injection process of forming a molded product by injecting a molten resin into a cavity of the mold whose temperature is controlled by a mold; and
A cooling step of cooling the molded product by flowing the temperature control medium having a temperature different from the temperature at the time of performing the mold temperature control to the temperature control unit;
A mold opening step for taking out the molded article;
An injection molding method comprising:
前記冷却工程は、温度の異なる前記温調媒体を前記温調部に順次流動させる多段冷却処理を含むことを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method according to claim 8,
The cooling process includes an injection molding method including a multi-stage cooling process in which the temperature control medium having different temperatures is sequentially flowed to the temperature control unit.
前記多段冷却処理は、前記キャビティーに射出された溶融樹脂における結晶化温度の下限値より適宜高い温度の前記温調媒体を流動させる工程と、
前記成形品が取出されてから室温に達したときに生じる当該成形品の熱収縮に伴う変形が許容範囲に収まる温度で前記成形品を取り出すことができるように、温度設定された前記温調媒体を前記温調部に流動させる工程と、
を含むことを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method according to claim 9,
The multi-stage cooling treatment is a step of flowing the temperature control medium at a temperature appropriately higher than the lower limit value of the crystallization temperature in the molten resin injected into the cavity;
The temperature-controlled medium whose temperature has been set so that the molded product can be taken out at a temperature within which the deformation accompanying the thermal shrinkage of the molded product that occurs when the molded product reaches room temperature after the molded product has been taken out. Flowing into the temperature control section;
An injection molding method comprising:
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