JPS645823B2 - - Google Patents

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JPS645823B2
JPS645823B2 JP14597284A JP14597284A JPS645823B2 JP S645823 B2 JPS645823 B2 JP S645823B2 JP 14597284 A JP14597284 A JP 14597284A JP 14597284 A JP14597284 A JP 14597284A JP S645823 B2 JPS645823 B2 JP S645823B2
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JP
Japan
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injection
viscosity
plastic material
sensor
piston
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JP14597284A
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JPS6125816A (ja
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Tooru Shibata
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TSUOISU KK
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TSUOISU KK
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/7646Measuring, controlling or regulating viscosity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/53Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston
    • B29C45/54Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston and plasticising screw

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、可塑材料の粘度との関係から射出
ピストンの動作を制御して最適条件下で射出成形
を行なう射出成形方法および射出成形機に関す
る。
〔従来の技術〕
射出成形において、プラスチツクのような可塑
材料は、加熱溶融され、加圧下で金型のキヤビテ
イ内に射出され、冷却後、成形品としてキヤビテ
イから取り出されている。また、最近ではセラミ
ツクのような新素材も水、プラスチツク等を介在
物として可塑化され、成形加工されている。そし
て、成形加工においては、バラツキのない一定品
質の成形品を成形することが必要とされている。
特に、技術的に高度化、精密化された産業界にお
いては、一定品質の成形品の必要性は高い。その
ため、従来技術にあつては、外乱に対して一定の
条件(最適条件)を維持するように、機械的成形
条件(射出圧力、射出速度、射出量、加熱温度、
スクリユー回転速度、背圧、保圧等)をクローズ
ドループ制御等によつてコンピユータ制御してい
る。特に、プリプラタイプの射出成形機による射
出成形では、コンピユータ制御が広範囲に採用さ
れている。
しかし、可塑材料自身の変動が最適条件の維持
を難しくしている。たとえば、同一可塑材料で
も、ロツト毎に材料粒子の大きさ、固有粘度にバ
ラツキがある。また、スクリユーバレル(加熱シ
リンダ)内での滑り、滞留によつて、可塑、混練
の際に可塑材料がうける熱量、摩擦量にバラツキ
が生じて可塑化が一定になされない。また、乾燥
ムラによる含有水量のバラツキによつて、粘度の
バラツキを生じている。そして、可塑材料自身の
変動に応じて、キヤビテイ内での可塑材料の流れ
速度、圧力分布、固化層の発達の仕方等が、変化
している。このため、繰返しの成形において、機
械的成形条件を一定に維持しても、寸法のバラツ
キ、外観のバラツキ、離型不良が生じ、不良品の
発生を完全に防止することが難しい。
最近では、射出工程中の流動特性を決定する重
大な因子である粘度を考慮してコンピユータ制御
を行なう射出成形方法も提供されている。しか
し、可塑材料の粘度を直接測定することが困難で
あるため、可塑材料の温度から、射出ムラの速度
から、または射出速度、射出圧力の組合せからそ
れぞれ計算によつて粘度を間接的に求めている。
粘度を間接的に求めるこのような方法では、可塑
材料自身の変化による粘度の変動に十分対処でき
ない。そして、実務においては、最適条件を求め
るため、より多くの機械的成形条件を制御する傾
向にある。そのため、機械的成形条件の組合せが
複雑化、難解化して、射出成形機が高価になると
ともに、成形加工も複雑化している。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
この発明は、可塑材料の粘度を直接測定するこ
とによつて、可塑材料自身の変化に効果的に対応
して、一定品質の成形品を成形する射出成形方法
および射出成形機の提供を目的としている。
この目的を達成するため、この発明において、
粘度は、メルトインデクサの原理を利用して測定
されている。つまり、加圧媒体によつて射出ピス
トンを反射出方向に加圧し、この射出ピストンに
抗して射出シリンダ内に可塑材料を供給してい
る。そして、たとえば射出ピストンの反射出方向
の速度を検出し、速度から粘度を求め、粘度との
関係から射出ピストンの動作を制御して最適条件
下での射出成形を行なつている。このような射出
成形方法では粘度を直接測定しているため、可塑
材料自身の変化に十分対応でき、機械的成形条件
の制御が複雑化しない。そして、射出圧力、射出
速度、射出時間の3条件を制御すれば、バラツキ
のない一定品質の成形が容易になされる。これら
の成形条件は粘度との関係から可塑材料毎に予め
求められたプログラムによつて制御される。
上記射出成形方法のための射出成形機は、加熱
シリンダと、加熱シリンダ内に配設されて可塑材
料を加熱シリンダ前部に送るフイーダ手段と、可
塑材料が流入可能に加熱シリンダの前方に配設さ
れ、内部に射出ピストンを収納した射出シリンダ
と、加圧媒体によつて加圧された射出ピストンに
抗して射出シリンダ内に可塑材料を供給する際、
可塑材料の粘度を検出し、粘度との関係から射出
ピストンの動作を制御して最適条件下で射出成形
を行なう制御手段とを具備して構成されている。
このような構成にあつては、可塑材料の粘度が直
接求められる。そして、可塑材料の粘度を成形条
件制御の基準として構成された射出成形機にあつ
ては、制御すべき機械的成形条件を多くとること
なく、バラツキのない一定品質の成形が可能とな
る。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながらこの発明の実施例に
ついて詳細に説明する。
図面に示すように、この発明に係る射出成形機
10は、加熱シリンダ12と、加熱シリンダ内に
配設されて可塑材料を可塑、混練して加熱シリン
ダ前部に送るフイーダ手段14と、可塑材料が流
入可能に加熱シリンダの前方に配設され、内部に
射出ピストン16を収納した射出シリンダ18
と、可塑材料の粘度を検出するとともに、粘度と
の関係から射出ピストンの動作を制御する制御手
段20とを備えている。ここで、射出成形機10
は、制御手段20を除けば、公知の射出成形機と
ほぼ同様な構成をしている。
フイーダ手段14を回転させて可塑材料を可
塑、混練した後、フイーダ手段を前進させると、
可塑材料は、チエツク弁19を介して、射出シリ
ンダ18内に送られる。ここで、射出シリンダの
ヘツドサイドのチヤンバ22に加圧媒体、たとえ
ば加圧油が充満されている。そのため、射出シリ
ンダ18に作用する射出方向の圧力に抗して、可
塑材料は射出シリンダ内に流入し、反射出方向
(実施例では上方)に射出ピストン16を移同さ
せる。なお、フイーダ手段14としてプランジヤ
タイプのものも利用できる。
ここで、可塑材料の粘度はメルトインデクサの
原理を利用して以下のように測定される。メルト
インデクサでは、一定温度、一定圧力下で一定時
間内に所定のオリフイスを通過した可塑樹脂の重
量を10分間当たりのグラム数に換算してメルトイ
ンデツクスを求めている。この発明では、加圧媒
体の温度を一定とし、射出ピストン16に一定の
圧力を加え、圧力に抗した射出ピストンの移動量
から可塑材料の粘度を求めている。このようにし
て求められた粘度は、可塑材料の流動性に直接関
連したものであり、直接測定した値として把握で
きる。射出ピストンの移動量は、移動速度、所定
時間での移動距離、チヤンバ22からの加圧媒体
の流出量、流速からそれぞれ求められる。実施例
では、射出ピストン16の反射出方向の速度を検
出するように構成されている。つまり、射出ピス
トン16から延出部24が反射出方向にのびてい
る。
そして、制御手段20は、射出ピストン16の
射出方向の速度および反射出方向の速度を検出す
るセンサ26と、射出ピストンの位置を検出する
センサ28と、チヤンバ22に流入する加圧媒体
の圧力を検出するセンサ30とを備えている。そ
して、射出ピストン16の反射出方向の速度を検
出するとき、センサ26の出力信号は演算回路3
2に送られる。また、射出ピストン16の射出方
向の速度を検出するときのセンサ26の出力信号
およびセンサ28,30の出力信号は演算回路3
2にそれぞれフイードバツクされている。ここ
で、温度条件を含めた、それぞれの可塑材料に最
適の成形条件が、予め求められて演算回路32に
プログラムされている。最適の成形条件を予め求
める方法として、低粘度の可塑材料を用いて試作
する方法も考えられるが、可塑材料との間での比
較相関関係の知られたワツクスで試作する方法が
好ましい。ワツクスを利用した方法では、可塑材
料とワツクスとの比較相関関係を示す図表等と、
試作から得られたワツクスでの成形パターンとか
ら、その可塑材料の最適成形条件が容易に求めら
れる。ここで、ワツクスによる試作は、モデルの
金型を利用して行なつても、実際の成形に使用す
る金型を利用して行なつてもよい。前者では、射
出直前に、金型毎、可塑材料毎に試作することな
く、事前に計算によつて最適成形条件が求められ
る。また、後者では、金型の熱放散を含む金型流
路形状の充填抵抗系が得られ、最適成形条件が容
易に求められる。
制御手段20は、チヤンバ22に供給される加
圧油の流量を制御する流量制御弁34およびその
制御サーボ36と、加圧油の圧力を制御する圧力
制御弁38およびその制御サーボ40と、を更に
備えている。ここで、射出ピストン16の反射出
方向の速度と可塑材料の粘度とは反比例するた
め、センサ26は反射出方向の速度の逆数として
粘度を求めている。センサ26によつて検出され
た速度から求められた粘度は、演算回路32に送
られ、その粘度に適合した成形条件のための射出
圧力、射出速度、射出時間が、予め定められたそ
れぞれの可塑材料のプログラムに従つて、演算回
路で求められる。そして、その演算結果から、射
出シリンダのチヤンバ22への加圧油の圧力、流
量が調整される。チヤンバ22への加圧油の圧力
は、センサ30によつて検出されて演算回路32
にフイードバツクされ、所望の射出圧力を得るよ
うに、制御サーボ36によつて圧力制御弁34が
制御される。他方、センサ26は、射出ピストン
16の射出方向の速度から、射出速度を検出し
て、その出力信号を演算回路32にフイードバツ
クしている。そして、所望の射出速度、射出に応
じて、射出ピストン16を射出方向に動作させる
ように、制御サーボ40、圧力制御弁38を調整
してチヤンバ22への加圧油の流入量を制御して
いる。なお、センサ26,28の配置位置は、実
施例の位置に限定されず、他の位置、たとえば、
射出シリンダ18の小径部を移動する射出ピスト
ン16の動作を検出する位置に配設してもよい。
また、センサ26,28の機能を備えたコンビネ
ーシヨウセンサを利用してもよい。更に、射出ピ
ストン16の動作は、チヤンバ22への加圧油の
流入量および流出量からも検出できるため、セン
サ26,28の代りに、流量制御弁34の流出サ
イドに、流量または流速のいずれかを検出するセ
ンサをそれぞれ配設してもよい。
〔発明の効果〕
上記のように、この発明に係る射出成形方法
は、加圧媒体によつて加圧された射出ピストンに
抗して射出シリンダ内に可塑材料を供給する際、
可塑材料の粘度を検出し、粘度との関係から射出
ピストンの動作を制御して最適条件下で射出成形
を行なうことを特徴としている。このような射出
成形方法では粘度を直接測定しているため、可塑
材料自身の変化に十分対応でき、機械的成形条件
の制御が複雑化しない。たとえば、機械的成形条
件として、射出圧力、射出速度、射出時間の3条
件を制御すれば、バラツキのない一定品質の成形
が容易になされる。これらの成形条件は粘度との
関係から可塑材料毎に予め求められたプログラム
によつて制御される。また、射出直前で粘度を測
定しているので、より正確な数値が得られる。
また、上記射出成形方法のための射出成形機
は、加熱シリンダと、加熱シリンダ内に配設され
て可塑材料を加熱シリンダ前部に送るフイーダ手
段と、可塑材料が流入可能に加熱シリンダの前方
に配設され、内部に射出ピストンを収納した射出
シリンダと、加圧媒体によつて加圧された射出ピ
ストンに抗して射出シリンダ内に可塑材料を供給
する際、可塑材料の粘度を検出し、粘度との関係
から射出ピストンの動作を制御して最適条件下で
射出成形を行なう制御手段とを具備して構成され
ている。このような構成にあつては、可塑材料の
粘度が直接求められる。そして、可塑材料の粘度
を成形条件制御の基準として構成された射出成形
機にあつては、制御すべき機械的成形条件を多く
とることなく、バラツキのない一定品質の成形が
可能となる。そして、それにもかかわらず、射出
成形機を安価に提供できる。
上述した実施例は、この発明を説明するための
ものであり、この発明を何等限定するものでな
く、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施さ
れたものも、全てこの発明に包含されることはい
うまでもない。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明にかかる射出成形機の部分横
断面図である。 10:射出成形機、12:加熱シリンダ、1
4:フイーダ手段、16:射出ピストン、18:
射出シリンダ、20:制御手段、22:射出シリ
ンダのチヤンバ、26,28,30:センサ、3
2:演算回路、34:流量制御弁、36,40:
制御サーボ、38:圧力制御弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 プリプラタイプの射出成形機による射出成形
    方法において、加圧媒体によつて加圧された射出
    ピストンに抗して射出シリンダ内に可塑材料を供
    給する際、可塑材料の粘度を求め、粘度との関係
    から射出ピストンの動作を制御して最適条件下で
    射出成形を行なうことを特徴とする射出成形方
    法。 2 粘度との関係から、所定のプログラムに従つ
    て、射出ピストンの射出圧力、射出速度、射出時
    間を調整して射出ピストンの動作を制御している
    特許請求の範囲第1項記載の射出成形方法。 3 射出ピストンの反射出方向の速度から可塑材
    料の粘度を求めている特許請求の範囲第1項また
    は第2項記載の射出成形方法。 4 射出ピストンが反射出方向に移動する際、射
    出シリンダのチヤンバから流出する加圧媒体の流
    量または流速のいずれかから可塑材料の粘度を求
    めている特許請求の範囲第1項または第2項記載
    の射出成形方法。 5 加熱シリンダと、加熱シリンダ内に配設され
    て溶融材料を加熱シリンダ前部に送るフイーダ手
    段と、可塑材料が流入可能に加熱シリンダの前方
    に配設され、内部に射出ピストンを収納した射出
    シリンダと、加圧媒体によつて加圧された射出ピ
    ストンに抗して射出シリンダ内に可塑材料を供給
    する際、可塑材料の粘度を検出し、粘度との関係
    から射出ピストンの動作を制御して最適条件下で
    射出成形を行なう制御手段とを具備する射出成形
    機。 6 制御手段は、反射出方向の射出ピストンの速
    度を検出して可塑材料の粘度を求めるセンサと、
    射出方向の射出ピストンの速度を検出するセンサ
    と、加圧媒体の圧力を検出するセンサと、各セン
    サの出力信号がフイードバツクまたは単に送られ
    る演算回路と、演算回路からの信号によつて制御
    される加圧媒体用回路とを具備している特許請求
    の範囲第5項記載の射出成形機。 7 制御手段は、射出シリンダから流出する加圧
    媒体の流量または流速のいずれかを検出して可塑
    材料の粘度を検出するセンサと、射出方向の射出
    ピストンの速度を検出するセンサと、加圧媒体の
    圧力を検出するセンサと、各センサの出力信号が
    フイードバツクまたは単に送られる演算回路と、
    演算回路からの信号によつて制御される加圧媒体
    用回路とを具備している特許請求の範囲第5項記
    載の射出成形機。
JP14597284A 1984-07-16 1984-07-16 射出成形方法および射出成形機 Granted JPS6125816A (ja)

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AT507593B1 (de) 2008-11-21 2011-05-15 Keba Ag Einstellverfahren zum teilautomatischen herstellen einer prozessfähigen grundeinstellung für eine spritzgiessmaschine
JP6493242B2 (ja) * 2016-02-15 2019-04-03 オムロン株式会社 成形機、制御装置、および成形装置
CN106476198B (zh) * 2016-12-27 2019-08-16 武汉燎原模塑有限公司 汽车保险杠总成注塑成型工艺方法

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