JPH10278085A - 射出成形プロセスにおける温度履歴予測装置及び方法 - Google Patents
射出成形プロセスにおける温度履歴予測装置及び方法Info
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- JPH10278085A JPH10278085A JP9089293A JP8929397A JPH10278085A JP H10278085 A JPH10278085 A JP H10278085A JP 9089293 A JP9089293 A JP 9089293A JP 8929397 A JP8929397 A JP 8929397A JP H10278085 A JPH10278085 A JP H10278085A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金型内部を微小要素に分割することなく、金
型表面を要素分割して、成形プロセス中の成形品、金型
の温度履歴を予測し、計算時間も短縮させる。 【解決手段】 段階１では金型、成形品、冷却管の形状
の寸法、材料物性、境界条件、成形条件を入力する。段
階２では、入力情報を元に、後続する各段階３、４、６
で用いる要件を作成する。段階３では成形品表面から金
型へ逃げる１サイクル平均の熱流速を算出する。段階４
では各要素毎に温度および熱流速を算出する。段階５で
は、成形品から冷却管までの温度の熱の伝わり方の最も
悪い部分を代表点として選び、その代表点の関係が１次
元モデルと等価になるような距離及び等価熱伝達率を算
出する。段階６は成形品および金型のサイクリックな温
度履歴を計算し、段階７は等価一次元モデルでの解析６
によって計算された結果を出力する。
型表面を要素分割して、成形プロセス中の成形品、金型
の温度履歴を予測し、計算時間も短縮させる。 【解決手段】 段階１では金型、成形品、冷却管の形状
の寸法、材料物性、境界条件、成形条件を入力する。段
階２では、入力情報を元に、後続する各段階３、４、６
で用いる要件を作成する。段階３では成形品表面から金
型へ逃げる１サイクル平均の熱流速を算出する。段階４
では各要素毎に温度および熱流速を算出する。段階５で
は、成形品から冷却管までの温度の熱の伝わり方の最も
悪い部分を代表点として選び、その代表点の関係が１次
元モデルと等価になるような距離及び等価熱伝達率を算
出する。段階６は成形品および金型のサイクリックな温
度履歴を計算し、段階７は等価一次元モデルでの解析６
によって計算された結果を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は射出成形法に関する
プロセスシミュレーションに関し、特に成形品、金型の
温度履歴の予測法に関するものであり、冷却サイクルの
予測、サイクルが安定するに要する時間などを予測する
装置及び方法に関するものである。
プロセスシミュレーションに関し、特に成形品、金型の
温度履歴の予測法に関するものであり、冷却サイクルの
予測、サイクルが安定するに要する時間などを予測する
装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】射出成形法を用いた成形品、金型の温度
予測法としては金型、および成形品部の内部を微小要素
に分割して、有限要素法もしくは差分法、有限体積法に
より熱の釣合いより連立一次方程式を作成し、次に初期
条件として各部の初期温度、境界条件として各部の表面
部に温度、周囲温度と熱伝達率、熱流速のどれかを与
え、連立一次方程式を解くという方法で、刻々の成形品
や金型の温度分布を得て行くという方法が取られてい
た。ところが、この方法では多くの要素に分割するため
解くべき連立一次方程式のサイズが大きくなる。したが
って、多くの計算時間を要するという問題があった。ま
た事前に成形品および金型の内部を要素分割しなければ
ならず、効率が悪いという問題もある。
予測法としては金型、および成形品部の内部を微小要素
に分割して、有限要素法もしくは差分法、有限体積法に
より熱の釣合いより連立一次方程式を作成し、次に初期
条件として各部の初期温度、境界条件として各部の表面
部に温度、周囲温度と熱伝達率、熱流速のどれかを与
え、連立一次方程式を解くという方法で、刻々の成形品
や金型の温度分布を得て行くという方法が取られてい
た。ところが、この方法では多くの要素に分割するため
解くべき連立一次方程式のサイズが大きくなる。したが
って、多くの計算時間を要するという問題があった。ま
た事前に成形品および金型の内部を要素分割しなければ
ならず、効率が悪いという問題もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の２つの
欠点をなくすためになされたもので、金型内部を微小要
素に分割する処理なく、金型表面を要素分割すること
で、成形プロセス中の成形品、金型の温度履歴を予測で
き、計算時間も短縮させる射出成形プロセスにおける温
度履歴予測装置及び方法を提供しようとするものであ
る。
欠点をなくすためになされたもので、金型内部を微小要
素に分割する処理なく、金型表面を要素分割すること
で、成形プロセス中の成形品、金型の温度履歴を予測で
き、計算時間も短縮させる射出成形プロセスにおける温
度履歴予測装置及び方法を提供しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、例えば本発明の射出成形プロセスにおける温度履歴
予測装置は以下の構成を備える。すなわち、射出成形プ
ロセスの成型品および金型の温度履歴を数値解析により
予測する装置において、成形品部を微小要素に分割し、
有限要素法、差分法、有限体積法、境界要素法などの数
値計算法を適用することにより、非定常熱伝導問題を解
くことで、成形品から金型中のキャビ面へ逃げる１サイ
クル平均の熱量を要素ごとに算出する第１の手段と、金
型部を微小要素に分割し、境界条件として金型キャビ面
の各要素に前記第１の算出手段で算出された各要素の成
形品から金型へ逃げる１サイクル平均の熱量を、冷却管
の表面には冷媒温度・冷媒と金型の間の熱伝達率を、外
気と接する金型表面には外気温度・外気と金型の間の熱
伝達率を与え、境界要素法、有限要素法、有限体積法、
差分法などの数値計算法を適用して、定常熱伝導問題を
解くことで、金型の温度および熱流速を算出する第２の
算出手段と、入力された境界条件および前記第２の算出
手段で得られた温度分布、熱流速をもとに、キャビ面か
ら冷却管までの距離および冷媒と冷却管の間の熱伝達率
を一次元的なモデルに置き換えた等価距離、等価熱伝達
率を算出する第３の算出手段と、前記第３の算出手段で
求めた等価距離、等価熱伝達率を用い、成形品およびキ
ャビ面から冷却管までの金型を板厚方向に一次元の微小
要素に分割し、有限要素法もしくは差分法、有限体積法
を用いた数値計算により、非定常熱伝導問題を繰り返し
解くことで、射出成形加工プロセス中の成形品および金
型の温度履歴を算出する第４の算出手段とを備える。
め、例えば本発明の射出成形プロセスにおける温度履歴
予測装置は以下の構成を備える。すなわち、射出成形プ
ロセスの成型品および金型の温度履歴を数値解析により
予測する装置において、成形品部を微小要素に分割し、
有限要素法、差分法、有限体積法、境界要素法などの数
値計算法を適用することにより、非定常熱伝導問題を解
くことで、成形品から金型中のキャビ面へ逃げる１サイ
クル平均の熱量を要素ごとに算出する第１の手段と、金
型部を微小要素に分割し、境界条件として金型キャビ面
の各要素に前記第１の算出手段で算出された各要素の成
形品から金型へ逃げる１サイクル平均の熱量を、冷却管
の表面には冷媒温度・冷媒と金型の間の熱伝達率を、外
気と接する金型表面には外気温度・外気と金型の間の熱
伝達率を与え、境界要素法、有限要素法、有限体積法、
差分法などの数値計算法を適用して、定常熱伝導問題を
解くことで、金型の温度および熱流速を算出する第２の
算出手段と、入力された境界条件および前記第２の算出
手段で得られた温度分布、熱流速をもとに、キャビ面か
ら冷却管までの距離および冷媒と冷却管の間の熱伝達率
を一次元的なモデルに置き換えた等価距離、等価熱伝達
率を算出する第３の算出手段と、前記第３の算出手段で
求めた等価距離、等価熱伝達率を用い、成形品およびキ
ャビ面から冷却管までの金型を板厚方向に一次元の微小
要素に分割し、有限要素法もしくは差分法、有限体積法
を用いた数値計算により、非定常熱伝導問題を繰り返し
解くことで、射出成形加工プロセス中の成形品および金
型の温度履歴を算出する第４の算出手段とを備える。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施形態を詳細に説明する。
係る実施形態を詳細に説明する。
【０００６】実施形態における処理の流れを図１に示
し、詳細に説明する。図１において、１は入力部であ
り、図２、図３に示すようなパターン化された金型、成
形品、冷却管の形状の寸法を入力する部分と、図４に示
すような材料物性データを入力する部分、図５に示すよ
うな境界条件データを入力する部分、更には図６に示す
ような成形条件データを入力する部分で構成される。こ
れらの入力は、予めデータベース化された中から選択す
るものとしているが、キー入力によっても勿論構わな
い。つまり、入力の手法は如何なるものでも構わない。
し、詳細に説明する。図１において、１は入力部であ
り、図２、図３に示すようなパターン化された金型、成
形品、冷却管の形状の寸法を入力する部分と、図４に示
すような材料物性データを入力する部分、図５に示すよ
うな境界条件データを入力する部分、更には図６に示す
ような成形条件データを入力する部分で構成される。こ
れらの入力は、予めデータベース化された中から選択す
るものとしているが、キー入力によっても勿論構わな
い。つまり、入力の手法は如何なるものでも構わない。
【０００７】２は自動要素作成部であって、入力部１で
入力された形状パターン、形状寸法等を元に、以下に続
く成形部品のみの解析３、金型のみの解析４、等価一次
元モデルでの解析６で用いる要件を作成する。その例を
図７〜図１０に示す。
入力された形状パターン、形状寸法等を元に、以下に続
く成形部品のみの解析３、金型のみの解析４、等価一次
元モデルでの解析６で用いる要件を作成する。その例を
図７〜図１０に示す。
【０００８】図７は成形品部のみの解析の際に用いられ
る板厚方向の要素分割およびその両端の境界条件を示し
ている。図８は図２中の解析部位のまわり（表面）を要
素分割した例であり、図９は図３中の解析部位のまわり
（表面）を要素分割した例である。ここでは２つの形状
のパターン例しか示していないが、その他の形状に関し
ても、形状パターンを用意しておけば、同様に取り扱う
ことができる。また、ここでは形状を２次元で示してい
るが、３次元形状の場合には金型のみの解析３のモデル
が３次元になる（金型表面を２次元要素で分割する）だ
けで、２次元形状の場合と実質的に同じである。
る板厚方向の要素分割およびその両端の境界条件を示し
ている。図８は図２中の解析部位のまわり（表面）を要
素分割した例であり、図９は図３中の解析部位のまわり
（表面）を要素分割した例である。ここでは２つの形状
のパターン例しか示していないが、その他の形状に関し
ても、形状パターンを用意しておけば、同様に取り扱う
ことができる。また、ここでは形状を２次元で示してい
るが、３次元形状の場合には金型のみの解析３のモデル
が３次元になる（金型表面を２次元要素で分割する）だ
けで、２次元形状の場合と実質的に同じである。
【０００９】成形部品のみの解析３は入力部１で入力さ
れた材料物性データ、境界条件データ、成形条件データ
および自動要素作成部２で作成された要素（図７参照）
を用い、樹脂が充填されてから離型されるまでの成形品
部の温度、成形品表面から金型へ逃げる熱量を有限要素
法を用いた数値計算によって算出し、算出された成形品
表面から金型へ逃げる熱量を時間積分したものをサイク
ルタイムで割ることで成形品表面から金型へ逃げる１サ
イクル平均の熱流速を算出する。
れた材料物性データ、境界条件データ、成形条件データ
および自動要素作成部２で作成された要素（図７参照）
を用い、樹脂が充填されてから離型されるまでの成形品
部の温度、成形品表面から金型へ逃げる熱量を有限要素
法を用いた数値計算によって算出し、算出された成形品
表面から金型へ逃げる熱量を時間積分したものをサイク
ルタイムで割ることで成形品表面から金型へ逃げる１サ
イクル平均の熱流速を算出する。
【００１０】金型のみの解析４は入力部１で入力された
材料物性データ、境界条件データ、成形条件データに、
成形部品のみの解析３で算出された成形品表面から金型
へ逃げる１サイクル平均の熱流速を成形品のキャビ面の
境界条件として加え、自動要素作成部２で作成された要
素（図８、図９参照）を用いて、各要素毎に温度および
熱流速を算出する。その際、解析手法として境界要素を
用い、定常熱伝導解析を行なう。
材料物性データ、境界条件データ、成形条件データに、
成形部品のみの解析３で算出された成形品表面から金型
へ逃げる１サイクル平均の熱流速を成形品のキャビ面の
境界条件として加え、自動要素作成部２で作成された要
素（図８、図９参照）を用いて、各要素毎に温度および
熱流速を算出する。その際、解析手法として境界要素を
用い、定常熱伝導解析を行なう。
【００１１】一次元モデル化部５は、金型のみの解析４
で算出された各要素の温度および熱流速から、成形品か
ら冷却管までの温度の熱の伝わり方の最も悪い部分を代
表点として選び出し（図１１、図１２参照）、同時に、
その代表点の関係が図１３に示す１次元モデルと等価に
なるような距離（等価距離）、および、等価熱伝達率を
算出する（図１４、図１５）。
で算出された各要素の温度および熱流速から、成形品か
ら冷却管までの温度の熱の伝わり方の最も悪い部分を代
表点として選び出し（図１１、図１２参照）、同時に、
その代表点の関係が図１３に示す１次元モデルと等価に
なるような距離（等価距離）、および、等価熱伝達率を
算出する（図１４、図１５）。
【００１２】図２に示す形状の場合、代表点は図１１中
に示す点Ｓとなり、図１４に示す式によって等価距離、
等価熱伝達率が算出される。図３に示す形状の場合、代
表点はＳ1，Ｓ2の部分になり、図１５に示す式で等価距
離、等価熱伝達率が算出される。
に示す点Ｓとなり、図１４に示す式によって等価距離、
等価熱伝達率が算出される。図３に示す形状の場合、代
表点はＳ1，Ｓ2の部分になり、図１５に示す式で等価距
離、等価熱伝達率が算出される。
【００１３】等価一次元モデルでの解析６は入力部１で
入力された材料物性データ、境界条件データ、成形条件
データを用い、図１６に示すような手順で成形品および
金型のサイクリックな温度履歴を計算する。
入力された材料物性データ、境界条件データ、成形条件
データを用い、図１６に示すような手順で成形品および
金型のサイクリックな温度履歴を計算する。
【００１４】先ず、ステップＳ１では、射出成形過程の
サイクル熱伝導解析を行ない、次のステップＳ２で初期
条件を設定する。具体的には、サイクル開始時の金型温
度に初期金型温度を、成形品の初期温度に充填させる溶
融樹脂温度を設定する。
サイクル熱伝導解析を行ない、次のステップＳ２で初期
条件を設定する。具体的には、サイクル開始時の金型温
度に初期金型温度を、成形品の初期温度に充填させる溶
融樹脂温度を設定する。
【００１５】次いで、ステップＳ３では金型等に樹脂が
ある状態の非呈上熱伝導解析を行なって、ステップＳ４
で型が開いた状態鵜の非熱伝導解析を行なう。そして、
ステップＳ５に進み、前回のサイクルの参集金型温度と
今回のサイクルで得られた最終金型温度の差が予め設定
された範囲内になったか否かを判断する。否の場合にス
テップＳ６に進んで、初期条件を更新し、上記のステッ
プＳ３以降の処理を１サイクルとして繰り返す。
ある状態の非呈上熱伝導解析を行なって、ステップＳ４
で型が開いた状態鵜の非熱伝導解析を行なう。そして、
ステップＳ５に進み、前回のサイクルの参集金型温度と
今回のサイクルで得られた最終金型温度の差が予め設定
された範囲内になったか否かを判断する。否の場合にス
テップＳ６に進んで、初期条件を更新し、上記のステッ
プＳ３以降の処理を１サイクルとして繰り返す。
【００１６】尚、上記処理においては、成形品および金
型は成形品の板厚の半分と金型のキャビ表面から冷却管
までの部分のみにモデル化され、図１０に示すように一
次元要素で分割したものを用いる。
型は成形品の板厚の半分と金型のキャビ表面から冷却管
までの部分のみにモデル化され、図１０に示すように一
次元要素で分割したものを用いる。
【００１７】出力部７は等価一次元モデルでの解析６に
よって計算された結果を出力するものであり、図１７に
示されるような項目を表示する。この表示例を示すのが
図１８、図１９である。
よって計算された結果を出力するものであり、図１７に
示されるような項目を表示する。この表示例を示すのが
図１８、図１９である。
【００１８】図２０は本手法を用い、射出成形機に設定
された成形条件を入力として成形前に現在の成形条件で
成形品の取り出しが可能か判定すると同時に、成形温度
が安定するに要するショット数（時間）を算出し、表示
する装置の構成図である。本装置では射出成形機に設定
された条件から、射出開始から離型開始までを型内に樹
脂がある時間、成形品取り出しのため型開き始めてから
次の射出開始までを中間（型開き）時間として得て、本
手法に必要な残りのデータ入力（形状パターン選択＆寸
法入力、材料選択、冷媒選択、冷媒温度入力、外気温度
入力など）を行なうことにより、離型時の成形品取り出
し温度、取り出し可能かの判定結果の表示、取り出し時
の成形品温度が安定するまでのショット数（時間）を表
示する。離型時に成形品が取り出し可能かの判定は材料
データから得られる熱変形温度、固化温度などを判定値
とし、離型時の成形品取り出し温度が判定温度以下にな
っているかどうかで評価する。
された成形条件を入力として成形前に現在の成形条件で
成形品の取り出しが可能か判定すると同時に、成形温度
が安定するに要するショット数（時間）を算出し、表示
する装置の構成図である。本装置では射出成形機に設定
された条件から、射出開始から離型開始までを型内に樹
脂がある時間、成形品取り出しのため型開き始めてから
次の射出開始までを中間（型開き）時間として得て、本
手法に必要な残りのデータ入力（形状パターン選択＆寸
法入力、材料選択、冷媒選択、冷媒温度入力、外気温度
入力など）を行なうことにより、離型時の成形品取り出
し温度、取り出し可能かの判定結果の表示、取り出し時
の成形品温度が安定するまでのショット数（時間）を表
示する。離型時に成形品が取り出し可能かの判定は材料
データから得られる熱変形温度、固化温度などを判定値
とし、離型時の成形品取り出し温度が判定温度以下にな
っているかどうかで評価する。
【００１９】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。
るシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適
用してもよい。
【００２０】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。
【００２１】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【００２２】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。
【００２３】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００２４】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【００２５】以上説明したように本実施形態に従えば、
金型の内部を要素分割しなくて良いので、要素分割の処
理が容易である。金型内部に解くべき変数を持たないの
でマトリックスが小さく、そのため計算時間が短くな
る。また、要素分割が単純なので、形状をパターン化し
ておくことで、自動的に要素分割することができ、事前
に要素分割をする必要もない。
金型の内部を要素分割しなくて良いので、要素分割の処
理が容易である。金型内部に解くべき変数を持たないの
でマトリックスが小さく、そのため計算時間が短くな
る。また、要素分割が単純なので、形状をパターン化し
ておくことで、自動的に要素分割することができ、事前
に要素分割をする必要もない。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
型内部を微小要素に分割する処理なく、金型表面を要素
分割することで、成形プロセス中の成形品、金型の温度
履歴を予測でき、計算時間も短縮させることが可能にな
る。
型内部を微小要素に分割する処理なく、金型表面を要素
分割することで、成形プロセス中の成形品、金型の温度
履歴を予測でき、計算時間も短縮させることが可能にな
る。
【００２７】
【図１】実施形態における装置の動作処理概要を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図２】金型、成形品、冷却管の形状パターンの一例を
示す図である。
示す図である。
【図３】金型、成形品、冷却管の形状パターンの他の例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】実施形態における樹脂物性データベースを示す
図である。
図である。
【図５】実施形態における境界条件データを示す図であ
る。
る。
【図６】実施形態における成形条件データを示す図であ
る。
る。
【図７】実施形態における成形部品のみの解析を行なう
際の要素分割例を示す図である。
際の要素分割例を示す図である。
【図８】図２の形状例に対し、金型部のみの解析を行な
う際の要素分割例を示す図である。
う際の要素分割例を示す図である。
【図９】図３の形状例に対し、金型部のみの解析を行な
う際の要素分割例を示す図である。
う際の要素分割例を示す図である。
【図１０】等価一次元モデルの要素分割例を示す図であ
る。
る。
【図１１】図２の形状例に対する熱の伝わり方の悪い部
分の代表点の抽出例を示す図である。
分の代表点の抽出例を示す図である。
【図１２】図３の形状例に対する熱の伝わり方の悪い部
分の代表点の抽出例を示す図である。
分の代表点の抽出例を示す図である。
【図１３】成形品および金型（キャビ面から冷却管ま
で）の１次元モデルを示す図である。
で）の１次元モデルを示す図である。
【図１４】等価距離、等価熱伝達率の算出式を示す図で
ある。
ある。
【図１５】等価距離、等価熱伝達率の算出式を示す図で
ある。
ある。
【図１６】射出成形プロセスのサイクリック解析の手順
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態における出力項目を示す図である。
【図１８】結果表示の一例（サイクル安定までの離型時
の成形品およびキャビ面の温度変化）を示す図である。
の成形品およびキャビ面の温度変化）を示す図である。
【図１９】結果表示の一例（成形サイクル安定時の離型
時の樹脂および金型の温度分布）を示す図である。
時の樹脂および金型の温度分布）を示す図である。
【図２０】本実施形態の手法を利用した離型時の成形品
取り出し可能の判定装置の構成図である。
取り出し可能の判定装置の構成図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 射出成形プロセスの成型品および金型の
温度履歴を数値解析により予測する装置において、 成形品部を微小要素に分割し、有限要素法、差分法、有
限体積法、境界要素法などの数値計算法を適用すること
により、非定常熱伝導問題を解くことで、成形品から金
型中のキャビ面へ逃げる１サイクル平均の熱量を要素ご
とに算出する第１の手段と、 金型部を微小要素に分割し、境界条件として金型キャビ
面の各要素に前記第１の算出手段で算出された各要素の
成形品から金型へ逃げる１サイクル平均の熱量を、冷却
管の表面には冷媒温度・冷媒と金型の間の熱伝達率を、
外気と接する金型表面には外気温度・外気と金型の間の
熱伝達率を与え、境界要素法、有限要素法、有限体積
法、差分法などの数値計算法を適用して、定常熱伝導問
題を解くことで、金型の温度および熱流速を算出する第
２の算出手段と、 入力された境界条件および前記第２の算出手段で得られ
た温度分布、熱流速をもとに、キャビ面から冷却管まで
の距離および冷媒と冷却管の間の熱伝達率を一次元的な
モデルに置き換えた等価距離、等価熱伝達率を算出する
第３の算出手段と、 前記第３の算出手段で求めた等価距離、等価熱伝達率を
用い、成形品およびキャビ面から冷却管までの金型を板
厚方向に一次元の微小要素に分割し、有限要素法もしく
は差分法、有限体積法を用いた数値計算により、非定常
熱伝導問題を繰り返し解くことで、射出成形加工プロセ
ス中の成形品および金型の温度履歴を算出する第４の算
出手段とを備えることを特徴とする射出成形プロセスに
おける温度履歴予測装置。 - 【請求項２】 請求項第１項の装置を用いて、形状デー
タベースに登録された要素分割された形状を用い、解析
しようとする形状を部分毎にモデル化し、部分毎に解析
を行なうことで成形品の温度分布、サイクルタイム、サ
イクルが安定するに要する時間を予測する手段を備える
ことを特徴とする射出成形プロセスにおける温度履歴予
測装置。 - 【請求項３】 請求項第２項の装置を用いて、形状、熱
伝導率、比熱、密度、熱変形温度、固化温度などの材料
物性データを与え、成形機に設定された成形条件から型
内冷却時間、成形品を取り出すに要する型開き時間を入
力データとし、取り出し時の成形品温度を算出し、表示
する手段、および算出された温度の最大値と熱変形温
度、固化温度などの判定値を比較し、離型時に成形品が
取り出し可能か判定する手段を備えることを特徴とする
射出成形プロセスにおける温度履歴予測装置。 - 【請求項４】 射出成形プロセスの成型品および金型の
温度履歴を数値解析により予測する方法において、 成形品部を微小要素に分割し、有限要素法、差分法、有
限体積法、境界要素法などの数値計算法を適用すること
により、非定常熱伝導問題を解くことで、成形品から金
型中のキャビ面へ逃げる１サイクル平均の熱量を要素ご
とに算出する第１の算出工程と、 金型部を微小要素に分割し、境界条件として金型キャビ
面の各要素に前記第１の算出工程で算出された各要素の
成形品から金型へ逃げる１サイクル平均の熱量を、冷却
管の表面には冷媒温度・冷媒と金型の間の熱伝達率を、
外気と接する金型表面には外気温度・外気と金型の間の
熱伝達率を与え、境界要素法、有限要素法、有限体積
法、差分法などの数値計算法を適用して、定常熱伝導問
題を解くことで、金型の温度および熱流速を算出する第
２の算出工程と、 入力された境界条件および前記第２の算出手段で得られ
た温度分布、熱流速をもとに、キャビ面から冷却管まで
の距離および冷媒と冷却管の間の熱伝達率を一次元的な
モデルに置き換えた等価距離、等価熱伝達率を算出する
第３の算出工程と、 前記第３の算出工程で求めた等価距離、等価熱伝達率を
用い、成形品およびキャビ面から冷却管までの金型を板
厚方向に一次元の微小要素に分割し、有限要素法もしく
は差分法、有限体積法を用いた数値計算により、非定常
熱伝導問題を繰り返し解くことで、射出成形加工プロセ
ス中の成形品および金型の温度履歴を算出する第４の算
出工程とを備えることを特徴とする射出成形プロセスに
おける温度履歴予測方法。 - 【請求項５】 コンピュータが読み込んで実行すること
で、射出成形プロセスの成型品および金型の温度履歴を
数値解析により予測する装置として機能させるプログラ
ムコードを記憶した記憶媒体において、 成形品部を微小要素に分割し、有限要素法、差分法、有
限体積法、境界要素法などの数値計算法を適用すること
により、非定常熱伝導問題を解くことで、成形品から金
型中のキャビ面へ逃げる１サイクル平均の熱量を要素ご
とに算出する第１の手段と、 金型部を微小要素に分割し、境界条件として金型キャビ
面の各要素に前記第１の算出手段で算出された各要素の
成形品から金型へ逃げる１サイクル平均の熱量を、冷却
管の表面には冷媒温度・冷媒と金型の間の熱伝達率を、
外気と接する金型表面には外気温度・外気と金型の間の
熱伝達率を与え、境界要素法、有限要素法、有限体積
法、差分法などの数値計算法を適用して、定常熱伝導問
題を解くことで、金型の温度および熱流速を算出する第
２の算出手段と、 入力された境界条件および前記第２の算出手段で得られ
た温度分布、熱流速をもとに、キャビ面から冷却管まで
の距離および冷媒と冷却管の間の熱伝達率を一次元的な
モデルに置き換えた等価距離、等価熱伝達率を算出する
第３の算出手段と、 前記第３の算出手段で求めた等価距離、等価熱伝達率を
用い、成形品およびキャビ面から冷却管までの金型を板
厚方向に一次元の微小要素に分割し、有限要素法もしく
は差分法、有限体積法を用いた数値計算により、非定常
熱伝導問題を繰り返し解くことで、射出成形加工プロセ
ス中の成形品および金型の温度履歴を算出する第４の算
出手段として機能させるプログラムコードを記憶した記
憶媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9089293A JPH10278085A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 射出成形プロセスにおける温度履歴予測装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9089293A JPH10278085A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 射出成形プロセスにおける温度履歴予測装置及び方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10278085A true JPH10278085A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=13966646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9089293A Withdrawn JPH10278085A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 射出成形プロセスにおける温度履歴予測装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10278085A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006205449A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 被加熱体の内部温度予測方法およびプログラム |
| KR100886992B1 (ko) * | 2004-12-17 | 2009-03-04 | 미츠비시 쥬코우 플라스틱 테크놀로지 가부시키가이샤 | 사출 성형 시뮬레이션 장치 및 방법과, 사출 성형 시뮬레이션 프로그램을 기억한 기록 매체 |
| JP2010227976A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Toyota Motor Corp | 金型の熱解析方法、および金型の熱解析プログラム |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP9089293A patent/JPH10278085A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100886992B1 (ko) * | 2004-12-17 | 2009-03-04 | 미츠비시 쥬코우 플라스틱 테크놀로지 가부시키가이샤 | 사출 성형 시뮬레이션 장치 및 방법과, 사출 성형 시뮬레이션 프로그램을 기억한 기록 매체 |
| JP2006205449A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 被加熱体の内部温度予測方法およびプログラム |
| JP2010227976A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Toyota Motor Corp | 金型の熱解析方法、および金型の熱解析プログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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