JP2792787B2 - 射出成形機の成形方法 - Google Patents

射出成形機の成形方法

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JP2792787B2 JP4142015A JP14201592A JP2792787B2 JP 2792787 B2 JP2792787 B2 JP 2792787B2 JP 4142015 A JP4142015 A JP 4142015A JP 14201592 A JP14201592 A JP 14201592A JP 2792787 B2 JP2792787 B2 JP 2792787B2
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形機による成形方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の射出成形方法においては、金型内
に樹脂が満杯になる少し前に射出速度を落とし、満杯に
なったことを知らせる何らかの信号たとえばスクリュ位
置、射出負荷圧力、ランナ−やキャビティ−内圧、型開
量等により射出圧力を保圧に切換える。或いは又静的な
保圧段階での型開量に応じて射出圧力を補正するという
単因子に対して制御するもので、樹脂が金型に満杯状態
に充填される前後で、複雑な挙動を示すにもかゝわら
ず、単因子による制御のみであった。この為バリ発生,
ショ−トショット(充填不足),あるいはひけ等の同時解
決能力は低かった。
【0003】即ち、図2に示す通り、キャビティ−6内
に残るガス溜り11のガスが抜けるまでバリ15(図
4)が出ない圧力下で微量ずつ充填を続ける(低速充
填)待ち時間が必要なこと、又、あまり早く一次射出圧
から下げたり、或いは又あまり早く低速充填に切換える
と、薄肉部樹脂12の粘度が高くなり、ショ−トショッ
ト13が出ることがある。即ち、充填満了よりあまり早
く低圧や低速に切換えてはならない。
【0004】又、図3に示すように、多数個のキャビテ
ィ−においては、完全充填したキャビティ−6があって
も、ショ−トショット13を持つキャビティ−6がある
ため、充填完了したキャビティ−6aからバリが出ない最
高圧力で他のキャビティ−が充填完了するまで待つ必要
がある。
【0005】さらに、図1,図2,図4のようにキャビ
ティ−6が満杯になった充填完了時点では、樹脂は圧縮
されており、スクリュ−16側に樹脂は逆流しようとし
ている(矢印)。即ち、反力が加わる。これは保圧に切換
えた時よく見られる現象で、一度逆流すると、薄肉部等
に樹脂は充填しにくくなり、ショ−トショット13が出
たり、ひけ14が出やすくなる。即ち、スクリュ−16
が後退して発生する逆流作用(矢印)を防ぐ必要があ
る。
【0006】又図4は満杯直後の金型への接触部に表皮
固化層が出来ていない段階であり、図5は表皮固化層1
0が出来た段階を示す。固化層10は図4より0.1〜
0.2秒後に発生し始めるので、固化層10の厚みに応
じて可能なパック度(圧入の度合)は後者の方がより高
くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成形
品のバリ,ショ−トショットを最小限にとどめながら最
大限のパック度を樹脂に加えようとし、金型内で時々刻
々変化する樹脂の要求特性に合わせた複合因子による制
御方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る射出成形機
の成形方法は、樹脂がキャビティ−内に満杯になる(充
填完了)直前から射出速度、射出圧力および型開量を樹
脂の要求特性に応じ順次設定値として制御する射出成形
機による成形方法において、射出圧力を設定値として制
御する際、ガスは放出されるがバリは発生しないような
型開量を設定しておき、型開量がその値になった後該型
開量を目標値として射出圧力を制御する方法に切り替え
るが、該射出圧力を局部ばりが発生しない値内に制限し
たことを特徴とする。
【0009】また、充填完了直前に型開量、スクリュ−
位置、射出圧力のいずれか1つあるいは複数の設定値に
より決められた制御開始時点から射出速度V0を設定値
とする射出速度制御を行い、次にバリ限界に対応する射
出圧力設定関数P=F(t)を目標として実際値がP=F
(t)に至った後設定関数に一致するよう射出圧力を制御
し、また射出速度を樹脂が逆流しない値あるいは許容逆
流速度に制限し、さらにガスは放出されるがバリは発生
しない型開量を設定しておき、その値になった後型開量
を目標値として射出圧力を制御する方法に切替えるが射
出圧力は局部バリを発生しない値に制限したことを特徴
とする。
【0010】
【実施例】図に基いて本発明の実施例を説明する。図1
に於いて、金型1内にノズル2から樹脂がスプル−3、
ランナ−4、ゲ−ト5を通り、キャビティ−6に充填さ
れる。この際キャビティ−6に樹脂が満杯近くなるとパ
−ティング面7が微少量開く(以下型開量という)。こ
れを金型1にマグネット8で取り付けた外部信号付ダイ
ヤルゲ−ジ9でこの型開量信号をキャッチする。
【0011】図6に於いて、樹脂がキャビティ−6に満
杯近くなった事を知るため、型開量設定値17が設定さ
れている(近似的に射出負荷圧力やスクリュ位置の場合
もある)。この時点から次の3因子を制御するよう設定
する。 A)射出速度(本例では固定設定で例示するがプログラ
ムでも可) B)射出圧力(本例では固定設定で例示するがプログラ
ムでも可。電動式成形機では電流又はトルク) C)型開量(本例では固定設定で例示するがプログラム
でも可) 図6に於いて、射出開始後、型開量が設定値17(AB
S樹脂の場合5〜10μ)に達した時点から射出速度A
1(ABS樹脂の場合10mm/sec)をその設定値に基づき
フィ−ドバック制御する。負荷抵抗が増して来ると、射
出圧力が高まり、その設定値P1(ABS樹脂の場合約1
400気圧)に達する。この時、0または設定値−A2
(ABS樹脂の場合3mm/sec)≦射出速度≦設定値A1
・・・S1の範囲を条件として、射出圧力を上位因子と
し、射出圧力をその設定関数P=F(t)になるようフ
ィ−ドバック制御する。その最大値Pmax=2000気
圧である。
【0012】ここで、満杯直前t0における可能な射出
圧力(バリ限界に対応)P1と微少時間経過後の金型に接
する部分に固化層が出来た時点における可能な射出圧力
(バリ限界に対応)P2とはその固化層の厚みおよび樹脂
の粘度により上昇することを本発明者は発見した。本例
においてはタイマ18の設定値(例えば0.3秒)と共に
直線的に変化させるようにしている。勿論その他の時間
関数として設定してもよいが、いずれにしろP=F(t)
となる線上に位置させる。この時点では射出速度は自然
に式S1の範囲に落ちてくる。通常式S1は0以上であ
るが、金型の出来具合によりバリ防止能力が低い時、−
2を下限とする。逆流速度が大きすぎると樹脂にかか
るポンピング作用が大となるので、A2 で押える必要が
ある。その最大値Pmax=2000気圧である。
【0013】もし、式S1の範囲をサ−ジ的オ−バ−を
除き超えると、アラ−ムを発し、そのショットは不良と
する。これにより局部的にバリ15が出ないようにし
て、ガス溜り11のガスが抜ける時間や局部的未充填の
ショ−トショット13が充填されるのを待つ。局部的な
ショ−トショット13が無くなり完全充填されると、外
部からの圧力は金型1のパ−ティング面7(図1)をさ
らに開くように働らく。この時、射出圧力≦射出圧力の
設定値Pmax・・・S2とし、式S1とS2の成立を条
件として、型開量を上位因子とし、その設定値C(AB
S樹脂の場合30μ)になるよう射出圧力を制御する。
この型開量設定値Cは、ガスはそのすきまから逃げる
が、樹脂はもれない範囲の最大値として設定される。こ
の段階では図4に示すように金型1に接するキャビティ
−6のまわりに樹脂固化層10の出来が薄いので、可能
なパック度合いは小さい(薄皮がないため内味がバリと
して出る度合いが大)。
【0014】しかし、時間の経過とともに固化層10は
厚くなり、可能な型開量も大きくなる。速度設定および
射出圧力設定の制御によるタイムラグがあるので型開量
の設定値Cを直ちに20に変化させているが、固化層1
0が出来た段階での制御に相当させている。これによ
り、局部的なバリを防ぎながらきちっとパック出来るこ
とになる。次に固化が進みゲ−ト5(図1)付近が固化
すると、射出圧力はキャビティ−6へ伝わらない。又樹
脂は冷却されつつある。この付近の時点で、薄肉で急冷
された樹脂が固化する時、厚肉部の除冷された樹脂を引
張りながら固化する。この現象でひけ14が発生する。
これを少なくする為に型が開いていれば、型締力は全体
的に型を閉じるように作用し、キャビティ−6を均一に
圧縮するように作用する。この作用を得るため、タイマ
−19の計時満了まで型開量を最大値に設定して制御す
る。もし、ゲ−トシ−ルが早くタイマ−19(ABS樹
脂の場合、肉厚によって異なるが本例では4秒)が長す
ぎる時は、型開量は設定値Cより小さくなるので、これ
を表示又はアラ−ムする。これはタイマ−19の設定に
も役立ち、あるショットのみ発生した時には不良品混入
防止にも役立つ。また型締力の適正設定にも役立つ(当
然、型締力の自動修正をすることもあるが、本例では省
略する)。
【0015】型締力が高すぎて、最大射出圧力内で所定
の型開量が得られない場合は、前述の表示又はアラ−ム
を見て型締力を再設定出来る(自動調整しても良い)。即
ち、特殊例を除いて、成形業界での共通的な悩みである
バリ、ショ−トショット及びひけを同時に解決する効果
を有する。又、型開量については、金型1上にマグネッ
ト8等で位置検出器(ダイヤルゲ−ジ9等)を装着する
だけで、特に金型1を改造しないで済むので実用性が高
い。又、この制御、演算回路については汎用的なコンピ
ュ−タプログラムでできるので詳細については省略す
る。因みに型開量の実際値を例示すると、ABS樹脂の
場合;20〜35μに対し設定値5〜10μ、ナイロン
の場合;8〜12μに対し設定値2〜4μである。
【0016】なお、射出速度制御は油圧の場合ポンプの
回転数、或いは斜板角、電動の場合はモ−タの回転数を
制御する。また、射出圧力制御は油圧の場合圧力制御弁
で、電動式の場合電流あるいはトルク制御により行う。
【0017】
【効果】射出成形機による成形方法に於いて、樹脂がキ
ャビティ−内に満杯になる直前から少なくとも射出速
度、射出圧力及び型開量の複数因子を樹脂の要求特性に
応じ順次上位因子を設定値として制御し、かつ、下位因
子に対しても制約条件を付与して制御を行なうようにし
たので、 1)バリ、ショ−トショット及びひけ発生に対し同時解
決が可能となった。 2)又型開量制御によりガス逃がし効果を挙げることが
でき、 3)設定が明確で合理的な成形方法を実現できる・・・
等の諸効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】金型の側断面図。
【図2】キャビティ−の断面図。
【図3】複数キャビティ−の断面図。
【図4】キャビティ−とバリ発生状態を示す断面図。
【図5】キャビティと表皮固化層を示す断面図。
【図6】射出開始後の時間と射出圧力、速度、型開量と
の関係図。
【符号の説明】
1 金型 2 ノズル 3 スプル− 4 ランナ− 5 ゲ−ト 6 キャビティ− 6a 充填完了したキャビティ 7 パ−ティング面 8 マグネット 9 ダイヤルゲ−ジ 10 固化層 11 ガス溜り 12 薄肉部樹脂 13 ショ−トショ
ット 14 ひけ 15 バリ 16 スクリュ− 17 型開量設定値 18 (タイマ−の)設定時間 19 最大型開量の
設定値
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−165115(JP,A) 特開 平2−43021(JP,A) 特開 平3−243321(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/46 - 45/70 B29C 45/76 - 45/82

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂がキャビティ−内に満杯になる(充
    填完了)直前から射出速度、射出圧力および型開量を樹
    脂の要求特性に応じ順次設定値として制御する射出成形
    機による成形方法において、射出圧力を設定値として制
    御する際、ガスは放出されるがバリは発生しないような
    型開量を設定しておき、型開量がその値になった後該型
    開量を目標値として射出圧力を制御する方法に切り替え
    るが、該射出圧力を局部ばりが発生しない値内に制限し
    たことを特徴とする射出成形機の成形方法。
  2. 【請求項2】 充填完了直前に型開量、スクリュ−位
    置、射出圧力のいずれか1つあるいは複数の設定値によ
    り決められた制御開始時点から射出速度V0を設定値と
    する射出速度制御を行い、次にバリ限界に対応する射出
    圧力設定関数P=F(t)を目標として実際値がP=F
    (t)に至った後設定関数に一致するよう射出圧力を制御
    し、また射出速度を樹脂が逆流しない値あるいは許容逆
    流速度に制限し、さらにガスは放出されるがバリは発生
    しない型開量を設定しておき、その値になった後型開量
    を目標値として射出圧力を制御する方法に切替えるが射
    出圧力は局部バリを発生しない値に制限したことを特徴
    とする射出成形機の成形方法。
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