JP2017170821A - Injection mold and injection molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形用金型および射出成形方法に関する。 The present invention relates to an injection mold and an injection molding method.
合成樹脂、いわゆるプラスチックを製品形状に形成する方法として射出成形法が一般的に知られている。射出成形法とは、熱可塑性プラスチックのペレット状の原料を加熱、可塑化させて金型の成形空間（キャビティー）内に注入し、所望の形状を得る方法である。 An injection molding method is generally known as a method for forming a synthetic resin, so-called plastic, into a product shape. The injection molding method is a method of obtaining a desired shape by heating and plasticizing a thermoplastic pellet material and injecting it into a molding space (cavity) of a mold.
近年、プラスチックに、ガラス繊維、あるいは炭素繊維などの無機質材を繊維状にして含有させるＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：繊維強化プラスチック）を原料として、高い生産性が得られる射出成形法によって、主に機械的な強度を大幅に向上させて、より高強度を求められる製品まで応用が拡大している。しかし、射出成形法においては、キャビティー内での可塑化された樹脂材料の流動経路によって、含有された強化繊維の分散の仕方に不均一性や、繊維の配向方向に意図しない方向に配向され、その結果、安定して所望の強度を製品に付与することが困難であった。 In recent years, mainly by the injection molding method that can obtain high productivity using FRP (Fiber Reinforced Plastics), which contains fiber and inorganic materials such as glass fiber or carbon fiber in plastic form. The applicability has been expanded to products that require a higher level of strength and a higher strength. However, in the injection molding method, due to the flow path of the plasticized resin material in the cavity, the dispersion method of the contained reinforcing fibers is not uniform and oriented in an unintended direction in the fiber orientation direction. As a result, it has been difficult to stably give a desired strength to the product.
また、射出成形法では、キャビティー内に樹脂を注入する注入口、いわゆるゲートからキャビティー内を分流した樹脂が、ゲートから離間した位置で互いに衝突するように突き合わされ、ウエルドラインを形成する。一般的にウエルドラインは、ＦＲＰに限らず発生し、ウエルドライン部分は強度的に脆弱な部位であることも広く知られている。 In the injection molding method, an injection port for injecting a resin into the cavity, that is, a resin shunted from the gate into the cavity is abutted so as to collide with each other at a position away from the gate to form a weld line. In general, the weld line is not limited to FRP, and it is widely known that the weld line portion is a portion that is weak in strength.
このような課題に対して、特許文献１では、薄肉の円錐もしくは円錐台を有する回転対称形の円錐状成形品を成形する方法が開示されている。特許文献１は、円錐状形状成形品を成形するキャビティーを備える成形型に、溶融樹脂を充填すると同時に円錐状成形品の内側もしくは外側の成形型を円周方向に回転させ、樹脂の分子配向に法線方向と円周方向との成分を持たせて成形する方法である。この方法によれば、薄くて軽量な機械的強度の高い円錐状成形品、例えばスピーカー用振動板などを安価に量産できるとしている。 For such a problem, Patent Document 1 discloses a method of forming a rotationally symmetric cone-shaped molded article having a thin cone or a truncated cone. In Patent Document 1, a mold having a cavity for molding a cone-shaped molded article is filled with molten resin, and at the same time, the inner or outer mold of the cone-shaped molded article is rotated in the circumferential direction to obtain molecular orientation of the resin. This is a method of forming a material having components in a normal direction and a circumferential direction. According to this method, it is said that a thin, light, and highly conical molded product having high mechanical strength, such as a speaker diaphragm, can be mass-produced at low cost.
しかし、特許文献１に開示された製造方法では、成形品の内側あるいは外側を形成する成形型を回転させることで、円錐状成形品を得ることから、少なくとも円形外形を有する成形品にのみ適用できるものであった。 However, the manufacturing method disclosed in Patent Document 1 can be applied only to a molded product having at least a circular outer shape because a conical molded product is obtained by rotating a mold that forms the inside or the outside of the molded product. It was a thing.
そこで、非円形の形状を有する成形品において、樹脂の配向、あるいはＦＲＰに含む強化繊維の配向を所望の方向に配向させ、且つ、ウエルドラインの発生を抑制させる金型およびその金型を用いた成形方法を提供する。 Therefore, in a molded product having a non-circular shape, a mold that aligns the resin or the reinforcing fibers included in the FRP in a desired direction and suppresses the generation of weld lines and the mold are used. A forming method is provided.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
〔適用例１〕本適用例の射出成形用金型は、第１金型と、第２金型と、により成形空間領域が形成される射出成形用金型であって、前記第１金型および前記第２金型のいずれか一方、もしくは両方は、金型体と、前記金型体に対して回動可能に備えられている回動金型と、を備えていることを特徴とする。 Application Example 1 An injection mold according to this application example is an injection mold in which a molding space region is formed by a first mold and a second mold, and the first mold One or both of the second mold and the second mold include a mold body and a rotating mold that is pivotable with respect to the mold body. .
本適用例の射出成形用金型によれば、成形空間内に注入された可塑化によって流動性を備えた合成樹脂の射出成形用原料は、回動金型に触れている領域を中心にして、回動金型の回動駆動によって渦巻き状の回動流動が生じる。射出成形用原料に回動流動が生じた状態で硬化させることで、流動方向に沿った樹脂配向を有する成形品を得ることができる。 According to the injection molding die of this application example, the synthetic resin injection molding raw material having fluidity by plasticization injected into the molding space is centered on the area touching the rotating die. Rotating drive of the rotating mold causes a spiral rotating flow. By curing the raw material for injection molding in a state where rotational flow is generated, a molded product having a resin orientation along the flow direction can be obtained.
〔適用例２〕上述の適用例において、前記成形空間領域は、前記回動金型の回動中心軸線方向に沿った矢視において、非円形外形を有していることを特徴とする。 Application Example 2 In the application example described above, the molding space region has a non-circular outer shape as viewed in the direction of the rotation center axis of the rotating mold.
上述の適用例によれば、成形空間領域内で射出成形用材料が渦巻き状の回動流動の挙動は回動軸線方向に略直交する回動面を有し、回動面に交差する成形空間領域の外形が非円形であっても、その形状に倣った回動流動し、所定の樹脂配向を有する成形物を得ることができる。 According to the above-mentioned application example, the behavior of the spiral flow of the injection molding material in the molding space region has the rotation surface substantially orthogonal to the rotation axis direction, and the molding space intersects the rotation surface. Even if the outer shape of the region is non-circular, it is possible to obtain a molded product having a predetermined resin orientation by rotating and flowing according to the shape.
〔適用例３〕上述の適用例において、前記回動金型を備える前記第１金型もしくは前記第２金型は、前記回動金型を複数備えることを特徴とする。 Application Example 3 In the application example described above, the first mold or the second mold including the rotating mold includes a plurality of the rotating molds.
上述の適用例によれば、成形空間内の広い領域で射出成形用材料の回動流動を発生させやすくし、所定の樹脂配向を有する成形物を得ることができる。 According to the application example described above, it is possible to easily generate the rotational flow of the injection molding material in a wide region within the molding space, and to obtain a molded product having a predetermined resin orientation.
〔適用例４〕本適用例の射出成形方法は、第１金型と、第２金型と、により成形空間領域が形成される射出成形用金型を用いた射出成形方法であって、前記第１金型および前記第２金型のいずれか一方、もしくは両方は、金型体と、前記金型体に対して回動可能に備えられている回動金型と、を備え、前記成形空間領域に、可塑化された樹脂材料を注入する射出工程と、前記樹脂材料が前記成形空間領域の形状に成形された成形物を前記成形空間領域から取り出す離型工程と、を含み、前記射出工程は、前記回動金型を回動させ、注入された前記樹脂材料を回動させる回動金型回動工程を含むことを特徴とする。 [Application Example 4] The injection molding method of this application example is an injection molding method using an injection mold in which a molding space region is formed by a first mold and a second mold. Either or both of the first mold and the second mold include a mold body and a rotating mold that is rotatably provided to the mold body, and the molding is performed. An injection step of injecting a plasticized resin material into the space region; and a mold release step of taking out a molded product obtained by molding the resin material into the shape of the molding space region from the molding space region, The process includes a rotating mold rotating step of rotating the rotating mold and rotating the injected resin material.
本適用例の射出成形方法によれば、成形空間内に注入された可塑化によって流動性を備えた合成樹脂の射出成形用原料は、回動金型回動工程において回動用金型に触れている領域を中心にして、回動金型の回動駆動によって渦巻き状の回動流動を生じさせることができる。射出成形用原料に回動流動が生じた状態で硬化させることで、流動方向に沿った樹脂配向を有する成形品を得ることができる。 According to the injection molding method of this application example, the synthetic resin injection molding raw material having fluidity by plasticization injected into the molding space touches the rotating mold in the rotating mold rotating step. A swirling rotational flow can be generated by the rotational driving of the rotational mold around the area. By curing the raw material for injection molding in a state where rotational flow is generated, a molded product having a resin orientation along the flow direction can be obtained.
〔適用例５〕上述の適用例において、前記樹脂材料は、１種類以上のフィラーを含有していることを特徴とする。 Application Example 5 In the application example described above, the resin material contains one or more fillers.
成形用材料としてフィラーを含有させることで高強度の樹脂成型品を得ることができる。いわゆる、周知のＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：繊維強化プラスチック）を得ることができる。 By including a filler as a molding material, a high-strength resin molded product can be obtained. So-called well-known FRP (Fiber Reinforced Plastics) can be obtained.
上述の適用例によれば、フィラーを含有させた樹脂材料を、回動金型回動工程において回動流動させることによって、樹脂配向に沿ってフィラーにも所定の配向を持たせることができ、より高強度の成形物を得ることができる。 According to the application example described above, by causing the resin material containing the filler to rotate and flow in the rotating mold rotating step, the filler can have a predetermined orientation along the resin orientation. A molded product with higher strength can be obtained.
〔適用例６〕上述の適用例において、前記フィラーは炭素繊維を含むことを特徴とする。 Application Example 6 In the application example described above, the filler includes carbon fiber.
上述の適用例によれば、繊維の長さ方向に高い強度を有する炭素繊維を、樹脂内で所定の配向方向を与えて成形物を形成することができる。 According to the application example described above, a carbon fiber having high strength in the fiber length direction can be given a predetermined orientation direction in the resin to form a molded product.
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係る射出成形用金型を示す断面図である。図１に示すように、射出成形用金型１００（以下、成形用金型１００という）は、第１金型１０と、金型体２１と、金型体２１に対して回動可能に備えられる回動金型２２と、を備える第２金型２０と、を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an injection mold according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, an injection mold 100 (hereinafter, referred to as a mold 100) is provided so as to be rotatable with respect to a
第１金型１０は、第２金型２０に突き当てられる第１金型合せ面１０ａと、第１金型合せ面１０ａ側に開口を有する内壁１０ｂと、底面１０ｃと、により構成される第１金型凹部１０ｄ、が形成されている。
The
第２金型２０は、金型体２１と、金型体２１に対して回動可能に装着される回動金型２２と、を備えている。金型体２１は、第１金型１０に突き当てられる第２金型合せ面２１ａと、第２金型合せ面２１ａ側に開口を有する内壁２１ｂと、底面２１ｃと、が形成されている。金型体２１の底面２１ｃには、円形の開口を有する挿通孔２１ｄが形成されている。挿通孔２１ｅには、回動金型２２の端部に形成された成形面２２ａを露出させるように、回動金型２２の頭部２２ｂが挿通される。そして、金型体２１の内壁２１ｂと、底面２１ｃと、回動金型２２の成形面２２ａと、によって第２金型凹部２０ａが構成される。
The
第１金型１０と、第２金型２０と、は図示しない駆動装置によって、第１金型合せ面１０ａと、第２金型合せ面２１ａと、が互いに突き当てと離間が可能となるように駆動される。そして、第１金型合せ面１０ａと、第２金型合せ面２１ａと、が突き当て状態（図１に示す状態）において、第１金型凹部１０ｄと、第２金型凹部２０ａと、によって、成形空間領域１００ａ（以下、キャビティー１００ａという）が構成される。また、図示しない駆動装置に回動金型２２の回動軸２２ｃが装着され、回動金型２２を回動駆動させる。
The
図２は図１に示すＡ−Ａ´部の断面図である。図２に示すように、キャビティー１００ａを構成する第１金型凹部１０ｄは、図１に示す回動金型２２の回動中心軸線Ｃｅに沿った方向からの矢視、いわゆる平面視において、非円形の内壁１０ｂを有する。なお、本実施形態では略矩形の内壁１０ｂを例示するが、これに限定されず、例えば楕円形、多角形などであってもよい。また、内壁１０ｂが円形であってもよい。第１金型１０の底面１０ｃの略中央には、材料の可塑化されたプラスチックが注入される注入口１０ｅ（以下、ゲート１０ｅという）として、外部まで連通する貫通孔が形成されている。
2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ shown in FIG. As shown in FIG. 2, the
図３は図１に示すＢ−Ｂ´部の断面図である。図３に示すように、第２金型２０は、金型体２１の挿通孔２１ｄに、回動金型２２の頭部２２ｂが挿通されている。挿通孔２１ｅと、頭部２２ｂと、の間は、後述する射出成形方法においてキャビティー１００ａに注入される可塑化された樹脂材料が漏れ出さず、且つ、摺動可能な隙間を有している。そして、回動金型２２は、回動中心軸線Ｃｅを中心として回動させることができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the
図４から図７は、キャビティー１００ａ内に注入された可塑化樹脂原料の挙動を線画で説明する概念図であり、第１金型１０側から第２金型２０を矢視し、第１金型１０の図示を省略した図である。図１に示すように第１金型１０と、第２金型２０と、が互いの金型合せ面１０ａ，２１ａが突き合わされ、キャビティー１００ａ空間が構成され、キャビティー１００ａ内に図４に示すように、図示されない第１金型１０のゲート１０ｅから、可塑化された射出原料Ｍが注入される。ここで可塑化とは、射出原料Ｍが熱可塑性樹脂であれば、可塑状態に加熱、混練された状態を表し、熱硬化性樹脂の場合には、一般的に熱硬化温度より低く、流動性が付与される温度に加温されて硬化温度に加温された金型内に射出し、成型されることから、流動性が付与された状態をいう。
4 to 7 are conceptual diagrams for explaining the behavior of the plasticized resin raw material injected into the
ゲート１０ｅから可塑化された射出原料Ｍが注入されると、先ず第２金型２０の第２金型凹部２０ａ内を流動拡散する。なお、ゲート１０ｅは、図１、あるいは図３にも示すように第１金型凹部１０ｄの底面１０ｃの略中央部に配置され、本例に示すように回動金型２２の回動中心軸線Ｃｅ近傍に配置されることが好ましい。このようにゲート１０ｅを配置することによりキャビティー１００ａに均等に射出原料Ｍを注入することができる。
When the plasticized injection raw material M is injected from the
ゲート１０ｅから注入された射出原料Ｍは、ゲート１０ｅの配設位置、すなわち、キャビティー１００ａの中心部から放射状の流動方向Ｆ１に拡散流動する。ここで、図５に示すように回動金型２２を、本例では反時計回りの回動方向Ｒに回動させる。回動金型２２の回動は、注入された射出原料Ｍの成形面２２ａに接触している領域を回動させることで、射出原料Ｍは渦巻き状の流動方向Ｆ２に拡散流動される。
The injection raw material M injected from the
そして、図６に示すように射出原料Ｍがキャビティー１００ａ内に充填されるまでの間、回動金型２２は回動方向Ｒの回動が継続されると、射出原料Ｍに起こされた渦巻き状の流動方向Ｆ２（図５参照）は、更にキャビティー１００ａ内の射出原料Ｍ全体に渦巻き状の流動方向Ｆ２´に沿って流動拡散する。
Then, as shown in FIG. 6, when the rotation of the rotating
キャビティー１００ａに射出原料Ｍが充填され、継続して回動金型２２を回動方向Ｒに回動を継続させることにより、図７に示すように、射出原料Ｍは、キャビティー１００ａの平面視形状である、第１金型１０の内壁１０ｂ、および第２金型２０に備える金型体２１の内壁２１ｂの形状に沿うように、射出原料Ｍは、配向方向Ｆ３の配向性が付与される。
The injection raw material M is filled in the
上述した本実施形態に係る成形用金型１００では、射出原料Ｍがフィラーとしての強化繊維を混練させた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）である場合、配合される強化繊維を、例えば配向方向Ｆ３（図７参照）に示すようにコントロールすることが可能となり、尚且つ、射出原料Ｍをキャビティー１００ａ内で撹拌するような流動をさせることで、いわゆるウエルドラインの発生を抑制することが可能となり、成形品の強度を向上させることができる。
In the molding die 100 according to this embodiment described above, when the injection raw material M is a fiber reinforced plastic (FRP) in which reinforcing fibers as fillers are kneaded, the reinforcing fibers to be blended are, for example, oriented in the orientation direction F3 (FIG. 7)), and it is possible to suppress the generation of so-called weld lines by causing the injection raw material M to flow in the
従来のＦＲＰでは、強化短繊維を基材樹脂に混練し、ペレット状にした原料を加熱、注入する射出成形する方法が一般的であったが、近年、強化繊維をロープ状にして、基材樹脂の加熱、注入時にブレンドしながら射出成形する、射出成形機（例えば、東芝機械株式会社製短軸オンラインブレンド射出成形機「ＬＦｏｒｍｅｒシリーズ」）による成形によって、長繊維を含有させた射出成形品を得ることができる。 In the conventional FRP, a method of injection molding in which a reinforcing short fiber is kneaded with a base resin, and a pellet-shaped raw material is heated and injected, but in recent years, the reinforcing fiber is made into a rope shape, Injection molding products containing long fibers by molding with an injection molding machine (for example, short axis online blend injection molding machine “LFormer series” manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) Can be obtained.
図８は、上述の射出成形機を示す概略構成図である。図８に示すように、射出成形機１０００では、内部に樹脂材料Ｍｐを射出口まで送出するスクリュー１２００が挿通されるシリンダー１１００を備えている。このシリンダー１１００に、ペレット状の樹脂材料Ｍｐを原料供給部１４００から所定の量を投入し、シリンダー１１００の周囲に配置されたヒーター１３００によって、シリンダー１１００内の樹脂材料Ｍｐは加熱、可塑化され材料送出方向Ｆｐへスクリュー１２００によって送出される。そして、シリンダー１１００に備える強化繊維供給部１５００から、混練される強化繊維Ｍｆが可塑化された樹脂材料Ｍｐに供給される。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing the above-described injection molding machine. As shown in FIG. 8, the
強化繊維Ｍｆは連続したフィラメント、いわゆるフィラメントロービング繊維であり、強化繊維供給部１５００から連続してシリンダー１１００内に供給することができる。供給された強化繊維Ｍｆは、スクリュー１２００の送出駆動によってシリンダー１１００内で、切断され、混練繊維ｍｆとなって樹脂材料Ｍｐと混練され射出原料Ｍに形成される。そして、射出駆動装置１６００によって成形用金型１００のキャビティー１００ａに注入される。
The reinforcing fiber Mf is a continuous filament, so-called filament roving fiber, and can be continuously supplied from the reinforcing
このようなオンラインブレンドによって長繊維を含有させる射出成形において、本実施形態に係る成形用金型１００を用いることにより、強化繊維の配向を制御させることが可能となり、高い強度を有する成形品を得ることができる。なお、強化繊維Ｍｆは１種、あるいは２種以上であってもよく、例えば炭素繊維、あるいはガラス繊維の１種を用いてもよく、炭素繊維とガラス繊維とを複合させてもよい。 In injection molding in which long fibers are contained by such online blending, by using the molding die 100 according to the present embodiment, the orientation of the reinforcing fibers can be controlled, and a molded product having high strength is obtained. be able to. The reinforcing fiber Mf may be one type or two or more types. For example, carbon fiber or glass fiber may be used, or carbon fiber and glass fiber may be combined.
図９及び図１０は、第１実施形態に係る成形用金型１００に備える回動金型２２のその他の形態を示す外観斜視図である。いずれの図も、回動金型２２の成形面２２ａの形態が異なり、その他の成形用金型１００に係る構成要素は、成形用金型１００と同じであるので、図示および説明は省略する。
9 and 10 are external perspective views showing other forms of the rotating
図９に示す回動金型２３は、キャビティー１００ａ（図１参照）に露出する成形面２３ａに、キャビティー１００ａ側に突出する突起２３ｂが形成されている。本例の突起２３ｂは、図示するように成形面２３ａ上で互いに交差するように配置される三角柱状の突起２３ｂである。突起２３ｂを設けることにより、成形面２３ａ上に注入された射出原料Ｍに対して渦巻き状の流動方向Ｆ２に向ける流動力をより強く与えることができる。なお、突起２３ｂは、図９に示す形態に限定されず、例えば四角柱状であってもよく、また、格子状に配置されていてもよい。
In the rotating
図１０に示す回動金型２４では、キャビティー１００ａ（図１参照）に露出する成形面２４ａに、キャビティー１００ａ側に突出する円錐台形状の突起２４ｂが複数形成されている。突起２４ｂを設けることにより、成形面２４ａ上に注入された射出原料Ｍに対して渦巻き状の流動方向Ｆ２に向ける流動力をより強く与えることができる。なお、突起２４ｂは、図１０に示す形態に限定されず、例えば円錐状、円柱状、あるいは四角柱状であってもよい。
In the rotating
第１実施形態に係る成形用金型１００は、上述では回動金型２２が、第２金型２０に備える形態を説明したが、これに限定されない。例えば、第１金型１０に回動金型が備えられていてもよく、第１金型１０と第２金型２０と、の両方に回動金型が備えられていてもよい。また回動金型２２の回動方向Ｒ（図５参照）は、本実施形態では反時計回りを例示したが、逆の時計回りであってもよく、成形製品の要求仕様によって適宜、決定される。
Although the
（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係る射出成形用金型２００（以下、成形用金型２００という）を示す断面図である。なお、第２実施形態に係る成形用金型２００は、第１実施形態に係る成形用金型１００に対して、成形用金型１００に備える回動金型２２を複数備えることが異なり、その他の構成は同じである。従って、成形用金型２００の説明では、成形用金型１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an injection mold 200 (hereinafter referred to as a mold 200) according to the second embodiment. The molding die 200 according to the second embodiment is different from the molding die 100 according to the first embodiment in that the molding die 200 includes a plurality of rotating dies 22 provided in the molding die 100. The configuration of is the same. Therefore, in the description of the molding die 200, the same components as those in the molding die 100 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図１１に示すように、成形用金型２００は、第１金型１０と、第２金型５０と、を備えている。なお、本実施形態の成形用金型２００では、第１金型１０は、第１実施形態に係る成形用金型１００に備える第１金型１０を用いる。従って、第１金型１０の説明は省略する。
As shown in FIG. 11, the molding die 200 includes a
第２金型５０は、金型体３０と、複数の回動金型４１，４２，４３，４４を備えている。なお、本実施形態では４個の回動金型４１，４２，４３，４４を例に説明するが、これに限定されず、２個以上であればよい。そして、第２金型５０の第１金型１０の第１金型合せ面１０ａに対向配置される第２金型合せ面３０ａの側に開口を有する第２金型凹部５０ａは、金型体３０の成形面３０ｂと内壁３０ｃ、回動金型４１，４２，４３，４４の成形空間領域２００ａ（以下、キャビティー２００ａという）に面する端面の成形面４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ、とによって構成される。
The
図１２は、図１１に示すＣ−Ｃ´部の断面図を示し、回動金型４１，４２，４３，４４の配置の一例を説明する。図１２に示すように、第２金型５０は、４個の回動金型４１，４２，４３，４４が、キャビティー２００ａを構成する金型体３０の内壁３０ｂの内側に平面視で対角状に配置されている。各回動金型４１，４２，４３，４４は、本形態では図示する時計回りとなるｒ方向への回動駆動が与えられる。
FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ shown in FIG. 11, and an example of the arrangement of the rotating dies 41, 42, 43, 44 will be described. As shown in FIG. 12, in the
図１３は、回動金型４１，４２，４３，４４の回動によって、キャビティー２００ａ内に注入された可塑化樹脂原料の挙動を線画で説明する概念図であり、第１金型１０側から第２金型５０を矢視し、第１金型１０の図示を省略した図である。キャビティー２００ａ内には、可塑化された射出原料Ｍが、ゲート１０ｅ（図１１参照）を通して注入、充填される。図１３に示すように、射出原料Ｍのキャビティー２００ａへの注入、充填の間、回動金型４１，４２，４３，４４をｒ方向（図示する反時計回り）に回動させることにより、可塑化によって流動性を有する射出原料Ｍは、回動金型４１，４２，４３，４４の成形面４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａと接触する領域から渦巻き状の流動が生じる。
FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining the behavior of the plasticized resin raw material injected into the
成形面４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａと接触する領域から生じた射出原料Ｍの渦巻き状の流動は、キャビティー２００ａに充填された射出原料Ｍの全体を、流動粘性によって渦巻き状の流動を起こし、流動方向Ｆ４へ拡散流動させる。その結果、キャビティー２００ａの内壁１０ｂ，３０ｂの形状に沿った配向を生じさせる。
The spiral flow of the injection raw material M generated from the region in contact with the
このように、本実施形態に係る成形用金型２００は、複数の回動金型４１，４２，４３，４４を備えることにより、第１実施形態に係る成形用金型１００の１個の回動金型２２を備える形態に比べ、キャビティー２００ａ内に充填された射出原料Ｍの広い領域で渦巻き状の回動流動を生じさせることができ、射出原料Ｍの所望の配向を、より短時間に得ることができる。従って、射出原料Ｍが繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）である場合、配合される強化繊維を、例えば配向方向Ｆ４（図１３参照）に示すようにコントロールすることが容易に可能となり、尚且つ、射出原料Ｍをキャビティー２００ａ内で撹拌するような流動が確実に起こすことができ、いわゆるウエルドラインの発生を抑制することが可能となり、成形品の強度を向上させることができる。
As described above, the molding die 200 according to the present embodiment includes the plurality of rotating dies 41, 42, 43, and 44, so that one molding of the molding die 100 according to the first embodiment is performed. Compared with the form provided with the moving
（第３実施形態）
図１４は第１実施形態に係る成形用金型１００を用いた射出成形方法（以下、成形方法という）の工程を示すフローチャートである。また図１５から図２２は、本実施形態に係る成形方法における各工程を示す断面図あるいは平面図である。なお、第１実施形態に係る成形用金型１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 14 is a flowchart showing steps of an injection molding method (hereinafter referred to as a molding method) using the molding die 100 according to the first embodiment. 15 to 22 are cross-sectional views or plan views showing respective steps in the molding method according to the present embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the molding die 100 concerning 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
（金型閉工程）
本実施形態に係る成形方法では、成形用金型１００は、図１５には図示しない射出成形機に取り付けられることで、製品の射出成形が行われる。射出成形機に取り付けられた成形用金型１００は、第１金型１０と、第２金型２０と、は、図１５に想像線（２点鎖線）で示すように、第１金型合せ面１０ａと、第２金型合せ面２１ａと、が互いに対向させて離間した状態で待機している。そして、先ず金型閉工程（Ｓ１０）が開始される。
(Mold closing process)
In the molding method according to the present embodiment, the molding die 100 is attached to an injection molding machine (not shown in FIG. 15), whereby the product is injection molded. The molding die 100 attached to the injection molding machine is composed of a
金型閉工程（Ｓ１０）は、いわゆる金型を閉じる工程であり、第１金型合せ面１０ａと、第２金型合せ面２１ａと、が突き当たるまで、相対的に第１金型１０が型移動方向Ｔｒ１、すなわち第２金型２０に向けて移動される。そして、第１金型合せ面１０ａと、第２金型合せ面２１ａと、を密着させて成形空間領域１００ａ（以下、キャビティー１００ａという）が形成された成形用金型１００となる。
The mold closing process (S10) is a process of closing a so-called mold, and the
なお、図１５では第１金型１０が移動する形態を説明したが、第１金型１０と、第２金型２０と、を相対的に移動させて、第１金型合せ面１０ａと、第２金型合せ面２１ａと、が密着すればよく、第１金型１０、あるいは第２金型２０のどちらか、もしくは両方を移動させてもよい。
In addition, although the form which the 1st metal mold | die 10 moves was demonstrated in FIG. 15, the 1st metal mold | die 10 and the 2nd metal mold | die 20 are moved relatively, and the 1st metal mold | die matching
（射出工程）
金型閉工程（Ｓ１０）によってキャビティー１００ａが構成されると、射出工程（Ｓ２０）に移行される。射出工程（Ｓ２０）には、材料射出工程（Ｓ２１）と、回動金型回動工程（Ｓ２２）と、が含まれる。材料射出工程（Ｓ２１）は、図１６に示すように、シリンダー１１００（図８参照）の材料注入口１１００ａと、ゲート１０ｅと、を連通させ、材料注入口１１００ａから送出される射出原料Ｍを、ゲート１０ｅからキャビティー１００ａ内に注入する。なお、本実施形態に係る成形方法では、混練繊維ｍｆと、樹脂材料Ｍｐと、が混練された射出原料Ｍを用いている（図８参照）。
(Injection process)
When the
材料射出工程（Ｓ２１）は、キャビティー１００ａに射出原料Ｍが充填されるまで実行される。そして、材料射出工程（Ｓ２１）が実行される間、回動金型２２を回動させる回動金型回動工程（Ｓ２２）が実行される。なお、回動金型回動工程（Ｓ２２）は、少なくとも材料射出工程（Ｓ２１）の実行中に行われるが、材料射出工程（Ｓ２１）の開始以前から実行されてもよい。
The material injection step (S21) is executed until the injection material M is filled in the
回動金型回動工程（Ｓ２２）は、図１７に示すように、少なくとも、射出原料Ｍが、回動金型２２の成形面２２ａ上に到達すると、回動金型２２を回動中心軸線Ｃｅ周りに回動させる。回動金型２２が回動させられることにより、射出原料Ｍは上述の図４から図７で説明したように、所定の方向の配向性が付与される。
In the rotating mold rotating step (S22), as shown in FIG. 17, at least when the injection raw material M reaches the
図１８は、図１７に示すＤ−Ｄ´部の断面を示す。図１８に示すように、射出原料Ｍに、所定の方向の配向性が付与されることにより、射出原料Ｍに混練されている混練繊維ｍｆにも配向性が付与され、図示する周回状に配向される。 18 shows a cross section taken along the line DD 'shown in FIG. As shown in FIG. 18, orientation in a predetermined direction is imparted to the injection raw material M, so that orientation is also imparted to the kneaded fiber mf kneaded in the injection raw material M, and the circular orientation shown in the figure. Is done.
射出原料Ｍのキャビティー１００ａ内への注入が継続され、図１９に示すようにキャビティー１００ａ内に射出材料Ｍが充填されると、シリンダー１１００の材料注入口１１００ａは、ゲート１０ｅから離間し、射出材料Ｍの供給が停止する。キャビティー１００ａに充填された射出材料Ｍは、図１９に示すＥ−Ｅ´部の断面を表す図２０に示すように、キャビティー１００ａの内壁２１ｂ，１０ｂに沿って配向され、射出材料Ｍに混練されている混練繊維ｍｆも同様にキャビティー１００ａの内壁２１ｂ，１０ｂに沿って配向され、射出工程（Ｓ２０）は終了する。
When injection of the injection raw material M into the
（金型開工程）
射出工程（Ｓ２０）が終了すると、金型開工程（Ｓ３０）に移行される。金型開工程（Ｓ３０）は、いわゆる金型を開く（分離する）工程であり、図２１に示すように、本例では、第１金型１０が第２金型２０から離間させるように、相対的に第１金型１０が型移動方向Ｔｒ２に移動される。この時、成形品Ｇは第１金型１０、もしくは第２金型２０のどちらかに残留させる。本形態では第２金型２０に製品Ｇを残留させる形態を例示する。そして製品Ｇを第２金型２０から離間させる離型工程（Ｓ４０）に移行される。
(Die opening process)
When the injection process (S20) is completed, the process proceeds to a mold opening process (S30). The mold opening process (S30) is a process of opening (separating) a so-called mold, and as shown in FIG. 21, in this example, the
（離型工程）
離型工程（Ｓ４０）は、図２２に示すように金型開工程（Ｓ３０）において第２金型２０に残留した製品Ｇを、第２金型２０から取り外す工程である。第２金型２０から製品Ｇの取り外しには、例えば図示する複数の押し出しピン２０ｂを、第２金型凹部２０ａから突き出すことによって製品Ｇを第２金型２０の第２金型凹部２０ａから離間させることができる。また、第２金型凹部２０ａと、製品Ｇと、の境界に圧空を噴射させて製品Ｇを取り出すこともできる。離型工程（Ｓ４０）によって製品Ｇを取り出し、本実施形態に係る射出成形方法は終了する。なお、製品Ｇは、射出成形の後、ゲート除去、バリ除去などの仕上げ加工が施される。
(Release process)
The mold release step (S40) is a step of removing the product G remaining in the
本実施形態に係る射出成形方法は、図２２に示す製品Ｇの厚みＨｇ、いわゆる製品肉厚、が薄い場合に適用することが好ましい。製品の厚みＨｇを形成する、図１５に示すキャビティー１００ａの高さＨｃが、小さいことにより、回動金型２２の回動による射出原料Ｍの回動流動が、製品全体に伝達されやすくなり、樹脂配向、そして樹脂に混練された強化繊維の配向を所望の配向に形成させやすくなる。
The injection molding method according to the present embodiment is preferably applied when the thickness Hg of the product G shown in FIG. Since the height Hc of the
本実施形態に係る射出成形方法では、射出工程（Ｓ２０）において回動金型回動工程（Ｓ２２）を含むことにより、キャビティー１００ａ内に射出注入された射出材料Ｍに対して、回動金型２２の回動によってキャビティー１００ａ内での回動の挙動を与える。この回動の挙動が射出材料Ｍに所定の規則性を備える配向が付与される。更に、射出材料Ｍに強化繊維が含まれる、いわゆるＦＲＰ材料である場合、含まれる混練繊維ｍｆにも配向が付与される。
In the injection molding method according to the present embodiment, the rotating mold is used for the injection material M injected and injected into the
特に、オンラインブレンド射出成形機を用いて、長繊維を含有させることができる成形方法によって得られるＦＲＰ製品は、より長繊維の混練繊維ｍｆの配向による製品強度の向上が図られ、高い強度を要求され、従来は金属製が一般的であった製品にもＦＲＰを採用することが可能となる。よって、生産性の向上が図られる。 In particular, FRP products obtained by a molding method that can contain long fibers using an on-line blend injection molding machine can improve the product strength due to the orientation of the kneaded fibers mf of the long fibers, and require high strength. In addition, FRP can be used for products that are conventionally made of metal. Therefore, productivity can be improved.
１０…第１金型、２０…第２金型、２１…金型体、２２…回動金型、１００…射出成形用金型。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第１金型および前記第２金型のいずれか一方、もしくは両方は、金型体と、前記金型体に対して回動可能に備えられている回動金型と、を備えている、
ことを特徴とする射出成形用金型。 An injection mold in which a molding space region is formed by a first mold and a second mold,
Either one or both of the first mold and the second mold includes a mold body and a rotating mold that is rotatably provided with respect to the mold body. ,
An injection mold characterized by that.
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。 The molding space region has a non-circular outer shape as viewed in the direction of the rotation center axis of the rotation mold.
The mold for injection molding according to claim 1.
前記第１金型および前記第２金型のいずれか一方、もしくは両方は、金型体と、前記金型体に対して回動可能に備えられている回動金型と、を備え、
前記成形空間領域に、可塑化された樹脂材料を注入する射出工程と、
前記樹脂材料が前記成形空間領域の形状に成形された成形物を前記成形空間領域から取り出す離型工程と、を含み、
前記射出工程は、前記回動金型を回動させ、注入された前記樹脂材料を回動させる回動金型回動工程を含む、
ことを特徴とする射出成形方法。 An injection molding method using an injection mold in which a molding space region is formed by a first mold and a second mold,
Either one or both of the first mold and the second mold includes a mold body and a rotating mold that is rotatably provided with respect to the mold body,
An injection step of injecting a plasticized resin material into the molding space region;
A mold release step in which the resin material is molded into the shape of the molding space region and taking out the molded product from the molding space region,
The injection process includes a rotating mold rotating process of rotating the rotating mold and rotating the injected resin material.
An injection molding method characterized by the above.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|---|---|---|
| CN110744782A (en) * | 2019-10-29 | 2020-02-04 | 四川大学 | Rotary pipe making device |
| CN110789069A (en) * | 2019-11-11 | 2020-02-14 | 苏州奥斯姆热流道科技有限公司 | Improved hot runner process for insert and transparent product |
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2016
- 2016-03-25 JP JP2016061379A patent/JP2017170821A/en active Pending
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