注塑成形模拟装置以及注塑成形模拟方法制造方法及图纸

一种注塑成形模拟方法，其包括：金属模具条件收集部，收集形成有模穴（１８）的金属模具（１０）的金属模具形状、对金属模具（１０）进行加热的加热条件和对金属模具（１０）进行冷却的冷却条件；金属模具模拟部（３），根据金属模具形状、加热条件和冷却条件，计算出模穴（１８）的模穴表面的模穴表面温度；树脂条件收集部，收集树脂（３１）的性质；和树脂模拟部（５），根据树脂的性质和模穴表面温度，计算出将树脂（３１）注射到模穴（１８）时的树脂（３１）的动态，并根据树脂（３１）的动态，计算出由注射到模穴（１８）中的树脂（３１）形成的成形制品的特性。通过这种注塑成形模拟装置和注塑成形模拟方法，能够准确地模拟出注射到加热后的金属模具（１０）内的树脂（３１）冷却而得到的成形制品的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别涉及在设计用于注塑成形的金属模具的形状、运转条件时利用的。
技术介绍
将熔融树脂注射填充到金属模具模穴内，并使其冷却以形成成形制品的注塑成形是公知的。在注塑成形中，从将塑性熔融树脂注射填充到模穴内至取出成形制品的工序形成注塑成形的1个周期。在最近的注塑成形中，有时还应用如下的金属模具急速加热、急速冷却工序预先使模穴的表面温度升温至例如100℃左右之后，注射填充塑性熔融树脂，并在填充之后使金属模具急速冷却。这样，由于预先使模穴温度升温时，会延迟注射到模穴内的树脂的固化，因此，即使设定为低注射压力来降低树脂流动速度，仍能够将树脂填充到模穴内。另外，虽然到达模穴表面的树脂被模穴表面吸收热量而开始固化，但由于模穴表面的温度会升高，从而延迟了固化的开始，结果，能够更精密地将模穴表面的形状(细微凹凸、镜面、皱缩图案等)转印至树脂成形制品上。在该注塑成形中，包含急速加热工序，通过急速冷却工序能够抑制成形周期变长。图1表示在采用金属模具的急速加热、急速冷却工序的注塑成形中使用的金属模具。金属模具110包括移动侧金属模具111和固定侧金属模具112。固定侧金属模具112固定在注塑成形机的壳体(未图示)上。移动侧金属模具111可向固定侧金属模具112进退地支承在壳体(未图示)上。移动侧金属模具111包括外部模具114和内部模具115。在外部模具114中形成有凹部，内部模具115配置在形成于外部模具114上的凹部中而受到支承。在内部模具115中，在与外部模具114接触的表面形成有多个槽，在通过外部模具114支承内部模具115时，这些槽形成多个流路121。在外部模具114中，还形成有未图示的上游侧流路和下游侧流路。其上游侧流路使流路121的上游侧端部与外部加热冷却介质供给源(未图示)的吸入侧和排出侧中的任一侧相连，其下游侧流路使流路121的下游侧端部与外部加热冷却介质供给源的排出侧和吸入侧中的任一侧相连。固定侧金属模具112包括外部模具116和内部模具117。在外部模具116中形成有凹部，内部模具117配置在形成于外部模具116上的凹部中而受到支承。在内部模具117中，在与外部模具116接触的表面形成有多个槽，在内部模具117支承在外部模具116时，这些槽形成多个流路122。在外部模具116中，还形成有上游侧流路和下游侧流路(未图示)。其上游侧流路使流路122的上游侧端部与外部加热冷却介质供给源(未图示)的排出侧和吸入侧中的任一侧相连，其下游侧流路使流路122的下游侧端部与外部加热冷却介质供给源的吸入侧和排出侧中的任一侧相连。在内部模具115的不与外部模具114接触的表面形成有凹部，在内部模具117的不与外部模具116接触的表面也形成有凹部。在移动侧金属模具111与固定侧金属模具112紧密贴合时，这些凹部形成模穴118。在金属模具110中还形成有浇口(未图示)。模穴118通过该浇口与注塑成形机的注射缸(未图示)连通。使用金属模具110的注塑成形机包括可塑化机构、注射机构、合模机构以及加热冷却机构(均未图示)。可塑化机构，熔融作为原料的塑性树脂而生成熔融树脂。注射机构，将由可塑化机构生成的熔融树脂注入模穴118中。合模机构，使移动侧金属模具111向固定侧金属模具112进退，并且能够使移动侧金属模具111与固定侧金属模具112合模。加热冷却机构，具有生成冷水的冷水供给源、生成热水的热水供给源以及将该冷水或热水中一方供给到流路121、122的阀(未图示)，使冷水在流路121、122中流动而对模穴118的表面进行冷却，并使热水在流路121、122中流动而对模穴118的表面进行加热。图2表示了使用金属模具110的注塑成形方法，表示供给到流路121、122中的加热冷却介质(水)的温度变化。在该注塑成形方法中，重复执行将树脂材料熔融，并将其注射填充到模穴内，进行冷却而形成成形制品后取出之前的注塑成形的1个周期Δt。注塑成形的1个周期Δt包含金属模具加热期间Δt1、树脂填充期间Δt2、金属模具冷却期间Δt3以及成形制品取出期间Δt4。在金属模具加热期间Δt1，通过加热冷却机构向流路121、122供给160℃的热水，从而对模穴118的模穴表面进行加热。在树脂填充期间Δt2，通过注射机构将由可塑化机构生成的熔融树脂注射填充到模穴118。在金属模具冷却期间Δt3，通过加热冷却机构向流路121、122供给20℃的冷水，从而对模穴118的模穴表面进行冷却。在成形制品取出期间Δt4，通过合模机构使移动侧金属模具111向远离固定侧金属模具的方向移动，由此开模而从模穴118取出成形制品，取出成形制品后，使移动侧金属模具111向固定侧模具112移动，从而使移动侧金属模具111与固定侧模具112闭模、合模而准备下一个注塑成形周期。加热冷却机构，将热水或冷水持续供给到流路121、122。即，加热冷却机构在金属模具加热期间Δt1和树脂填充期间Δt2，向流路121、122供给热水；而在金属模具冷却期间Δt3和成形制品取出期间Δt4，向流路121、122供给冷水。根据这种注塑成形方法，注射填充到模穴118内的熔融树脂在其表面与模穴118表面充分紧密贴合后被冷却而凝固。因此，成形制品的表面形状与模穴118的模穴表面形状相仿。例如，在模穴118的表面上形成有细微的凹凸形状时，将该细微的凹凸形状转印为成形制品的表面形状。在模穴118的表面为镜面时，成形制品的表面就形成镜面。希望设计出能够更加精密地将模穴118的表面形状转印至成形制品的表面精密转印的金属模具、注塑成形条件。已经公开有各种注塑成形模拟方法，在这些方法中，通过数值分析求出成形工艺中金属模具的温度历程，或者，预测冷却工序中树脂成形制品的温度历程、弯曲、收缩等的变形量。在特开平05-322812号公报中，公开了一种注塑成形用金属模具的传热系数计算方法，该方法能够确定局部不同的传热系数，并且能够考虑温度传感器从其与供给介质之间的边界分离的影响以及来自外壁的放热现象的影响，计算出传热系数。在该注塑成形用金属模具的传热系数计算方法中，对在金属模具温度调配管内进行的热交换，考虑到来自金属模具外壁的放热现象进行数值分析和实验，由此可通过该数值分析和实验方法计算出金属模具的传热系数。在特开平06-262635号公报中，公开了在结晶性塑性成形制品的成形中，可得到最佳成形条件的结晶性塑性成形制品中的成形条件的设定方法。该结晶性塑性成形制品中的成形条件的设定方法如下通过将晶核产生速度公式、球晶生长速度公式代入Avrami公式中，作为时间与温度的函数而求出树脂的结晶成长速度，并通过模拟等方法求出一侧金属模具内的树脂温度，作为时间的函数，从这两者求出结晶度的累计值。由此，使金属模具温度、树脂温度、冷却固化时间达到最佳。在特开平07-282123号公报中，公开了一种金属模具的温度分析方法，该方法能够有效缩短数值计算所需的时间，并能进行精密的温度分析。在该金属模具的温度分析方法中，根据由以网状分割的多边形要素的集合体构成的金属模具的分析模型，通过数值计算对各部分的温度进行分析。在与金属模具的形状等对应地设定构成各部分的多边形要素的分割宽度的，并且根据该多边形要素的分割宽度改变在上述数值计算中使用的各物性值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注塑成形模拟装置，其包括：金属模具条件收集部，收集形成有模穴的金属模具的金属模具形状、对所述金属模具进行加热的加热条件以及对所述金属模具进行冷却的冷却条件；金属模具模拟部，根据所述金属模具形状、所述加热条件和所述冷却条件 ，计算出所述模穴的表面温度；树脂条件收集部，收集注射填充到所述模穴内的树脂的性质；和树脂模拟部，根据所述树脂的性质和所述模穴表面温度计算出将所述树脂注射到所述模穴时的树脂的动态，并根据所述树脂的动态计算出由注射到模穴内的树脂 形成的成形制品的特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上地哲男，别所正博，西村涉，
申请(专利权)人：三菱重工塑胶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]