JP7083992B2 - Injection molding equipment and injection molding method - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形装置および射出成形方法に関する。 The present invention relates to an injection molding apparatus and an injection molding method .
射出成形装置は、流動性をもたせた樹脂材料を成形型内に射出し、充填した樹脂材料を固化させることにより樹脂製品を製造する装置である。このような射出成形装置は、従来から広く用いられている。 The injection molding apparatus is an apparatus for manufacturing a resin product by injecting a fluidized resin material into a molding die and solidifying the filled resin material. Such an injection molding apparatus has been widely used in the past.
例えば、特許文献1には、高周波発振器を有する樹脂溶融装置を備え、当該樹脂溶融装置にて流動性をもたせた樹脂材料を成形型内に射出し、成形型内で樹脂の温度を低下させることで樹脂製品を製造する射出成形装置が開示されている。
For example,
なお、特許文献1に開示の樹脂溶融装置では、成形型に繋がるノズルに対して、樹脂の流れ方向の直前の部分となる絞り部の樹脂材料だけを加熱溶融することとしている。
In the resin melting device disclosed in
また、特許文献2には、成形型に対してヒータを取り付け、成形型内に射出された樹脂材料の流動性を確保する構成が開示されている。これにより、成形型内における樹脂材料の流動性を確保することができ、樹脂製品の製品品質を優れたものとすることができる。
Further,
しかしながら、上記特許文献2に開示の技術では、成形型内に充填された樹脂材料を固化させるために成形型全体を加熱・冷却する必要があり、タクトタイムが長くなり、またエネルギ効率が低い。よって、上記特許文献2に開示の技術では、生産効率の観点から改善の余地がある。
However, in the technique disclosed in
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、成形型内における樹脂材料の高い流動性を確保することで高品質な樹脂製品を製造することができるとともに、生産コストの低減を図ることができる射出成形装置および射出成形方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by ensuring high fluidity of the resin material in the molding die, it is possible to manufacture a high-quality resin product and to produce it. It is an object of the present invention to provide an injection molding apparatus and an injection molding method capable of reducing costs.
本発明の一態様に係る射出成形装置は、誘電発熱材が混入されてなる樹脂材料を、温調により流動性をもたせて射出する射出機と、前記樹脂材料の流動の経路であるキャビティを有するとともに、それぞれが前記キャビティに面し、前記流動の方向と交差する方向に前記樹脂材料を挟む状態で設けられた一対の電極を有する成形型と、前記一対の電極に対して高周波交流電圧を印加する高周波発振装置と、を備え、前記一対の電極のそれぞれは、前記キャビティに対して前記流動の方向における上流端から下流端まで設けられており、前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記キャビティに対して凸状に突出した部分を有し、前記凸状に突出した部分は、少なくとも角部が曲面で構成されており、前記キャビティの全体に前記樹脂材料が充填された場合に前記高周波発振装置が印加する前記高周波交流電圧のインピーダンス値を所定インピーダンス値とするとき、前記高周波発振装置は、前記キャビティに対して前記樹脂材料を射出する初期から充填完了までインピーダンス値を前記所定インピーダンス値で固定した前記高周波交流電圧を印加する。 The injection molding apparatus according to one aspect of the present invention has an injection machine that injects a resin material mixed with a dielectric heating material with fluidity by controlling the temperature, and a cavity that is a flow path of the resin material. At the same time, a high-frequency AC voltage is applied to the molding die having a pair of electrodes provided so as to each face the cavity and sandwich the resin material in a direction intersecting the flow direction, and the pair of electrodes. Each of the pair of electrodes is provided from an upstream end to a downstream end in the flow direction with respect to the cavity, and at least one of the pair of electrodes is the above-mentioned. The convexly protruding portion has a portion protruding with respect to the cavity, and at least the corner portion of the convexly protruding portion is formed of a curved surface, and the high frequency is generated when the entire cavity is filled with the resin material. When the impedance value of the high-frequency AC voltage applied by the oscillating device is set to a predetermined impedance value, the high-frequency oscillating device sets the impedance value to the predetermined impedance value from the initial stage of injecting the resin material into the cavity to the completion of filling. The fixed high frequency AC voltage is applied.
上記態様に係る射出成形装置では、射出する樹脂材料として誘電発熱材が混入された樹脂材料を用いるとともに、キャビティに面する一対の電極を設けて、当該一対の電極の間に高周波交流電圧を印加する構成となっている。よって、上記態様に係る射出成形装置では、射出機から射出されてキャビティ内を流動する樹脂材料に対して印加する高周波交流電圧の制御を行うことができ、該樹脂材料は、印加する高周波交流電圧の制御によって高い流動性が確保される。 In the injection molding apparatus according to the above aspect, a resin material mixed with a dielectric heating material is used as the resin material to be injected, a pair of electrodes facing the cavity are provided, and a high frequency AC voltage is applied between the pair of electrodes. It is configured to do. Therefore, in the injection molding apparatus according to the above aspect, it is possible to control the high frequency AC voltage applied to the resin material injected from the injection machine and flowing in the cavity, and the resin material applies the high frequency AC voltage. High fluidity is ensured by the control of.
ここで、射出する樹脂材料として、基材が熱可塑性の樹脂材料を採用する場合には、キャビティを流動する樹脂材料に対して印加する高周波交流電圧により誘電発熱材が発熱し、これにより樹脂材料の流動性を確保することができる。 Here, when a thermoplastic resin material is used as the injection resin material, the dielectric heating material generates heat due to the high-frequency AC voltage applied to the resin material flowing in the cavity, which causes the resin material. It is possible to secure the fluidity of.
一方、射出する樹脂材料として、基材が熱硬化性の樹脂材料を採用する場合には、キャビティに対して樹脂材料が充填された状態で印加する高周波交流電圧により、誘電発熱材の発熱を以って樹脂材料を硬化させることができる。 On the other hand, when a thermosetting resin material is used as the injection resin material, the dielectric heating material generates heat due to the high-frequency AC voltage applied while the resin material is filled in the cavity. The resin material can be cured.
また、上記態様に係る射出成形装置では、成形型全体を加熱するのではなく、キャビティ内を流動する樹脂材料の温度制御を行って流動性を確保するので、エネルギロスの低減を図ることができるとともに、樹脂材料がキャビティ内に充填された後に印加する高周波交流電圧の制御だけで樹脂材料を固化させることができるので、成形型全体の温度制御をする場合に比べてタクトタイムの短縮を図ることもできる。 Further, in the injection molding apparatus according to the above aspect, the fluidity is ensured by controlling the temperature of the resin material flowing in the cavity instead of heating the entire molding mold, so that energy loss can be reduced. At the same time, the resin material can be solidified only by controlling the high-frequency AC voltage applied after the resin material is filled in the cavity, so the tact time can be shortened compared to the case of controlling the temperature of the entire molding die. You can also.
また、上記態様に係る射出成形装置では、一対の電極がキャビティにおける樹脂材料の流動方向における上流端から下流端まで設けられた構成としているので、キャビティ内の全域に亘って樹脂材料の温度を制御することができる。 Further, in the injection molding apparatus according to the above aspect, since the pair of electrodes are provided from the upstream end to the downstream end in the flow direction of the resin material in the cavity, the temperature of the resin material is controlled over the entire area in the cavity. can do.
また、上記態様に係る射出成形装置では、キャビティへの樹脂材料の射出初期から充填完了までに至る間、高周波交流電圧のインピーダンス値を上記所定インピーダンス値に固定することとしているので、制御の簡略化を図ることができるとともに、高速での樹脂材料の射出においても正確な制御が可能である。
さらに、上記態様に係る射出成形装置では、電極における凸状に突出した部分の角部を曲面で構成することとしているので、電極間に高周波交流電圧を印加した際のキャビティ内での空気放電の発生を抑制することができる。よって、上記態様に係る射出成形装置では、電極および高周波発振装置を長寿命化することができる。
Further , in the injection molding apparatus according to the above aspect, the impedance value of the high frequency AC voltage is fixed to the predetermined impedance value from the initial stage of injection of the resin material into the cavity to the completion of filling, so that the control is simplified. At the same time, accurate control is possible even in the injection of resin material at high speed.
Further, in the injection molding apparatus according to the above aspect, since the corner portion of the convexly protruding portion of the electrode is formed of a curved surface, the air discharge in the cavity when a high frequency AC voltage is applied between the electrodes The occurrence can be suppressed. Therefore, in the injection molding apparatus according to the above aspect, the life of the electrode and the high frequency oscillator can be extended.
従って、上記態様に係る射出成形装置では、成形型内における樹脂材料の高い流動性を確保することで高品質な樹脂製品を製造することができるとともに、生産コストの低減を図ることができる。 Therefore, in the injection molding apparatus according to the above aspect, it is possible to manufacture a high quality resin product by ensuring high fluidity of the resin material in the molding die, and it is possible to reduce the production cost.
本発明の別態様に係る射出成形装置は、上記態様であって、前記成形型は、それぞれが型本体を有し、且つ、互いに嵌合する固定型および可動型を有し、前記一対の電極のうちの一方の電極は、前記固定型の前記型本体に対して絶縁体を挟んで取り付けられ、前記一対の電極のうちの他方の電極は、前記可動型の前記型本体に対して絶縁体を挟んで取り付けられている。 The injection molding apparatus according to another aspect of the present invention is the above-mentioned embodiment, wherein each of the molding dies has a mold body and has a fixed mold and a movable mold that are fitted to each other, and the pair of electrodes. One of the electrodes is attached to the fixed mold body with an insulator interposed therebetween, and the other electrode of the pair of electrodes is an insulator to the movable mold body. It is attached by sandwiching.
上記態様に係る射出成形装置では、固定型および可動型の両型において、電極が型本体に対して絶縁体を挟んだ状態で取り付けられているので、高周波交流電圧の印加時において型外部への電磁波の漏洩を抑制することができる。 In the injection molding apparatus according to the above aspect, in both the fixed type and the movable type, the electrodes are attached to the mold body with the insulator sandwiched between them, so that the electrodes are attached to the outside of the mold when a high frequency AC voltage is applied. It is possible to suppress the leakage of electromagnetic waves.
本発明の別態様に係る射出成形装置は、上記態様であって、前記固定型および前記可動型のそれぞれを、当該両型の型締め方向から平面視するとき、前記絶縁体は、前記電極よりも大きなサイズを有している。 In the injection molding apparatus according to another aspect of the present invention, when each of the fixed mold and the movable mold is viewed in a plan view from the mold clamping direction of both molds, the insulator is attached to the electrode. Also has a large size.
上記態様に係る射出成形装置では、平面視において、絶縁体のサイズを電極よりも大きくしているので、電極に対して高周波発振装置から高周波交流電圧が印加された際に、電極と型本体との間での沿面放電を抑制することができる。 In the injection molding apparatus according to the above aspect, since the size of the insulator is larger than that of the electrode in a plan view, when a high frequency AC voltage is applied to the electrode from the high frequency oscillating device, the electrode and the mold body It is possible to suppress creeping discharge between the two.
本発明の別態様に係る射出成形装置は、上記態様であって、前記一対の電極の少なくとも一方には、冷却媒体が流通する冷却通路を有し、前記冷却通路に対して冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置を更に備える。 The injection molding apparatus according to another aspect of the present invention has the above aspect, wherein at least one of the pair of electrodes has a cooling passage through which a cooling medium flows, and the cooling medium is supplied to the cooling passage. Further equipped with a cooling medium supply device.
上記態様に係る射出成形装置では、電極に冷却通路を設けているので、誘電発熱による樹脂材料の熱が電極に伝達されたとしても、冷却媒体の供給により電極の冷却が可能である。このため、上記態様に係る射出成形装置では、キャビティ内を流動する樹脂材料の温度調整をより正確に行うことができるとともに、樹脂材料を固化させ成形型から取り出す際に冷却媒体の供給により樹脂材料および成形型の冷却が可能であり、タクトタイムの短縮が可能である。よって、上記態様に係る射出成形装置では、より高い生産性を実現するのに優位である。 In the injection molding apparatus according to the above aspect, since the electrode is provided with a cooling passage, even if the heat of the resin material due to the dielectric heat generation is transferred to the electrode, the electrode can be cooled by supplying the cooling medium. Therefore, in the injection molding apparatus according to the above aspect, the temperature of the resin material flowing in the cavity can be adjusted more accurately, and the resin material is supplied by supplying a cooling medium when the resin material is solidified and taken out from the molding die. And the molding mold can be cooled, and the tact time can be shortened. Therefore, the injection molding apparatus according to the above aspect is advantageous in achieving higher productivity.
本発明の別態様に係る射出成形装置は、上記態様であって、前記射出機からの前記樹脂材料の射出と、前記高周波発振装置による前記高周波交流電圧の印加と、を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、前記キャビティの全体に前記樹脂材料が充填された後、所定時間だけ前記キャビティ内に射出圧力を加え続けるように前記射出機を制御する。 The injection molding apparatus according to another aspect of the present invention further comprises a control unit for controlling injection of the resin material from the injection machine and application of the high frequency AC voltage by the high frequency oscillating device. The control unit controls the injection machine so that the injection pressure is continuously applied to the cavity for a predetermined time after the resin material is filled in the entire cavity.
上記態様に係る射出成形装置では、キャビティ内に樹脂材料が充填された後に、保圧期間(上記所定時間)を設けているので、樹脂材料が固化するまでの間、キャビティの全域における樹脂材料の圧力を均一化することができる。よって、上記態様に係る射出成形装置では、固化時における樹脂材料の収縮をキャビティ全域で均一化することができ、高品質な樹脂製品を製造するのに優位である。 In the injection molding apparatus according to the above aspect, since the holding pressure period (predetermined time) is provided after the resin material is filled in the cavity, the resin material in the entire cavity is covered until the resin material is solidified. The pressure can be made uniform. Therefore, in the injection molding apparatus according to the above aspect, the shrinkage of the resin material at the time of solidification can be made uniform over the entire cavity, which is advantageous for producing a high quality resin product.
本発明の別態様に係る射出成形装置は、上記態様であって、前記高周波発振装置は、発振器および整合器と、当該整合器と前記一対の電極との接続に供される一対の給電線と、を有し、前記一対に給電線の少なくとも一方は、帯状の導電部材を用いて構成されている。 The injection molding apparatus according to another aspect of the present invention is the above embodiment, wherein the high frequency oscillating device includes an oscillator and a matching device, and a pair of feeder lines provided for connecting the matching device and the pair of electrodes. , And at least one of the pair of feeder lines is configured by using a band-shaped conductive member.
上記態様に係る射出成形装置では、給電線に帯状の導電部材を採用しているので、整合器から電極間に対する高周波交流電圧の印加時のロスの低減を図ることができる。これより、上記態様に係る射出成形装置では、高いエネルギ効率での駆動が可能であるとともに、樹脂材料の発熱ムラの発生を抑制することができる。 Since the injection molding apparatus according to the above aspect employs a band-shaped conductive member for the feeder line, it is possible to reduce the loss when a high frequency AC voltage is applied between the matching device and the electrodes. As a result, the injection molding apparatus according to the above aspect can be driven with high energy efficiency and can suppress the occurrence of heat generation unevenness of the resin material.
本発明の一態様に係る射出成形方法は、誘電発熱材が混入されてなる樹脂材料を、温調により流動性を持たせて射出する射出ステップと、前記射出ステップで射出された前記樹脂材料を、成形型内に形成されたキャビティ内を流動させる流動ステップと、前記キャビティ内を流動する前記樹脂材料に対して、高周波交流電圧を印加する高周波交流電圧印加ステップと、を備え、前記成形型は、それぞれが前記キャビティに面し、且つ、それぞれが前記キャビティに対して前記流動の方向における上流端から下流端まで設けられているとともに、前記流動の方向と交差する方向に前記樹脂材料を挟む状態で設けられた一対の電極を有し、前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記キャビティに対して凸状に突出した部分を有し、前記凸状に突出した部分は、少なくとも角部が曲面で構成されており、前記高周波交流電圧印加ステップでは、前記キャビティにおける前記流動の方向における上流端から下流端まで流動する前記樹脂材料に対して、前記高周波交流電圧を印加し、前記キャビティの全体に前記樹脂材料が充填された場合に前記高周波交流電圧印加ステップで印加する前記高周波交流電圧のインピーダンス値を所定インピーダンス値とするとき、前記高周波交流電圧印加ステップでは、前記キャビティに対して前記樹脂材料を射出する初期から充填完了までインピーダンス値を前記所定インピーダンス値で固定した前記高周波交流電圧を印加する。 In the injection molding method according to one aspect of the present invention, an injection step of injecting a resin material mixed with a dielectric heating material with fluidity by controlling the temperature and the resin material injected in the injection step are used. The molding die comprises a flow step for flowing in the cavity formed in the molding die and a high frequency AC voltage applying step for applying a high frequency AC voltage to the resin material flowing in the cavity. , Each facing the cavity, each being provided from the upstream end to the downstream end in the flow direction with respect to the cavity, and sandwiching the resin material in a direction intersecting the flow direction. The pair of electrodes provided in the above, at least one of the pair of electrodes has a portion that protrudes convexly with respect to the cavity, and the portion that protrudes convexly has at least a corner portion. In the high-frequency AC voltage application step, which is composed of a curved surface, the high-frequency AC voltage is applied to the resin material that flows from the upstream end to the downstream end in the flow direction in the cavity, and the entire cavity is applied. When the impedance value of the high-frequency AC voltage applied in the high-frequency AC voltage application step is set to a predetermined impedance value when the resin material is filled in the cavity, the resin material is applied to the cavity in the high-frequency AC voltage application step. The high-frequency AC voltage with the impedance value fixed at the predetermined impedance value is applied from the initial stage of injecting the battery to the completion of filling.
上記態様に係る射出成形方法では、射出する樹脂材料として誘電発熱材が混入された樹脂材料を用いるとともに、高周波交流電圧印加ステップにおいて、キャビティ内を流動する樹脂材料に対して高周波交流電圧を印加可能な構成となっている。よって、上記態様に係る射出成形方法では、射出機から射出されてキャビティ内を流動する樹脂材料に対して印加する高周波交流電圧を制御することにより、キャビティ内を流動する樹脂材料は、印加する高周波交流電圧の制御によって高い流動性が確保される。 In the injection molding method according to the above aspect, a resin material mixed with a dielectric heating material is used as the resin material to be injected, and a high frequency AC voltage can be applied to the resin material flowing in the cavity in the high frequency AC voltage application step. It has a similar structure. Therefore, in the injection molding method according to the above aspect, the high frequency AC voltage applied to the resin material injected from the injection machine and flowing in the cavity is controlled so that the resin material flowing in the cavity is applied with high frequency. High fluidity is ensured by controlling the AC voltage.
ここで、上記同様に、射出する樹脂材料として、基材が熱可塑性の樹脂材料を採用する場合には、キャビティを流動する樹脂材料に対して印加する高周波交流電圧により誘電発熱材が発熱し、これにより樹脂材料の流動性を確保することができる。 Here, similarly to the above, when the base material adopts a thermoplastic resin material as the injection resin material, the dielectric heating material generates heat due to the high frequency AC voltage applied to the resin material flowing in the cavity. As a result, the fluidity of the resin material can be ensured.
一方、射出する樹脂材料として、基材が熱硬化性の樹脂材料を採用する場合には、キャビティに対して樹脂材料が充填された状態で印加する高周波交流電圧により、誘電発熱材の発熱を以って樹脂材料を硬化させることができる。 On the other hand, when a thermosetting resin material is used as the injection resin material, the dielectric heating material generates heat due to the high-frequency AC voltage applied while the resin material is filled in the cavity. The resin material can be cured.
また、上記態様に係る射出成形方法では、成形型全体を加熱するのではなく、高周波交流電圧印加ステップにおいて、キャビティ内を流動する樹脂材料の温度制御を行って当該樹脂材料の流動性を確保することができるので、エネルギロスの低減を図ることができるとともに、樹脂材料がキャビティ内に充填された後に印加する高周波交流電圧の制御だけで樹脂材料を固化させることができるので、成形型全体の温度制御をする場合に比べてタクトタイムの短縮を図ることもできる。 Further, in the injection molding method according to the above aspect, the temperature of the resin material flowing in the cavity is controlled in the high frequency AC voltage application step instead of heating the entire molding mold to secure the fluidity of the resin material. Therefore, energy loss can be reduced, and the resin material can be solidified only by controlling the high-frequency AC voltage applied after the resin material is filled in the cavity, so that the temperature of the entire molding die can be reduced. It is also possible to shorten the tact time as compared with the case of controlling.
また、上記態様に係る射出成形方法では、一対の電極がキャビティにおける樹脂材料の流動方向における上流端から下流端まで設けられた構成としているので、高周波交流電圧印加ステップにおいて、キャビティ内の全域に亘って樹脂材料の温度を制御することができる。 Further, in the injection molding method according to the above aspect, since the pair of electrodes are provided from the upstream end to the downstream end in the flow direction of the resin material in the cavity, the entire area in the cavity is covered in the high frequency AC voltage application step. The temperature of the resin material can be controlled.
また、上記態様に係る射出成形方法では、高周波交流電圧印加ステップでの高周波交流電圧の印加において、キャビティへの樹脂材料の射出初期から充填完了までに至る間、印加する高周波交流電圧のインピーダンス値を上記所定インピーダンス値に固定することとしているので、制御の簡略化を図ることができるとともに、高速での樹脂材料の射出においても正確な制御が可能である。
さらに、上記態様に係る射出成形方法では、用いる成形型において、電極における凸状に突出した部分の角部を曲面で構成することとしているので、電極間に高周波交流電圧を印加した際のキャビティ内での空気放電の発生を抑制することができる。よって、上記態様に係る射出成形装置では、電極および高周波発振装置を長寿命化することができる。
Further , in the injection molding method according to the above aspect, in the application of the high frequency AC voltage in the step of applying the high frequency AC voltage, the impedance value of the high frequency AC voltage to be applied is set from the initial stage of injection of the resin material to the cavity to the completion of filling. Since it is fixed to the predetermined impedance value, the control can be simplified and accurate control can be performed even in the injection of the resin material at high speed.
Further, in the injection molding method according to the above aspect, in the molding die used, since the corner portion of the convexly protruding portion of the electrode is formed by a curved surface, the inside of the cavity when a high frequency AC voltage is applied between the electrodes. It is possible to suppress the occurrence of air discharge in. Therefore, in the injection molding apparatus according to the above aspect, the life of the electrode and the high frequency oscillator can be extended.
従って、上記態様に係る射出成形方法では、成形型内における樹脂材料の高い流動性を確保することで高品質な樹脂製品を製造することができるとともに、生産コストの低減を図ることができる。 Therefore, in the injection molding method according to the above aspect, it is possible to manufacture a high-quality resin product by ensuring high fluidity of the resin material in the molding mold, and it is possible to reduce the production cost.
本発明の別態様に係る射出成形方法は、上記態様であって、前記射出ステップで前記キャビティの全体に前記樹脂材料が充填された後、所定時間だけ前記キャビティ内に射出圧力を加え続ける保圧ステップを、更に備える。 The injection molding method according to another aspect of the present invention is the above-mentioned aspect, in which the resin material is filled in the entire cavity in the injection step, and then the injection pressure is continuously applied to the cavity for a predetermined time. Further prepare for steps.
上記態様に係る射出成形方法では、保圧ステップを設けているので、キャビティ内に樹脂材料が充填されて後、樹脂材料が固化するまでの間、キャビティの全域における樹脂材料の圧力を均一化することができる。よって、上記態様に係る射出成形方法では、固化時における樹脂材料の収縮をキャビティ全域で均一化することができ、高品質な樹脂製品を製造するのに優位である。 In the injection molding method according to the above aspect, since the pressure holding step is provided, the pressure of the resin material is made uniform in the entire area of the cavity after the resin material is filled in the cavity until the resin material solidifies. be able to. Therefore, in the injection molding method according to the above aspect, the shrinkage of the resin material at the time of solidification can be made uniform over the entire cavity, which is advantageous for producing a high-quality resin product.
本発明の別態様に係る射出成形方法は、上記態様であって、前記保圧ステップの実行後に、前記キャビティに充填された前記樹脂材料を、前記成形型内に設けられた冷却通路への冷却媒体の供給により冷却する冷却ステップを、更に備える。 The injection molding method according to another aspect of the present invention is the above aspect, in which the resin material filled in the cavity is cooled to a cooling passage provided in the molding mold after the execution of the pressure holding step. A cooling step of cooling by supplying a medium is further provided.
上記態様に係る射出成形方法では、冷却ステップを設けているので、誘電発熱による樹脂材料の熱が電極に伝達されたとしても、冷却ステップの実行により電極の冷却が可能である。このため、上記態様に係る射出成形方法では、キャビティ内を流動する樹脂材料の温度調整をより正確に行うことができるとともに、樹脂材料を固化させ成形型から取り出す際に冷却媒体の供給により樹脂材料および成形型の冷却が可能であり、タクトタイムの短縮が可能である。よって、上記態様に係る射出成形方法では、より高い生産性を実現するのに優位である。 In the injection molding method according to the above aspect, since the cooling step is provided, even if the heat of the resin material due to the dielectric heat generation is transferred to the electrode, the electrode can be cooled by executing the cooling step. Therefore, in the injection molding method according to the above aspect, the temperature of the resin material flowing in the cavity can be adjusted more accurately, and the resin material is supplied by supplying a cooling medium when the resin material is solidified and taken out from the molding die. And the molding mold can be cooled, and the tact time can be shortened. Therefore, the injection molding method according to the above aspect is advantageous in achieving higher productivity.
上記の各態様に係る技術では、成形型内における樹脂材料の高い流動性を確保することで高品質な樹脂製品を製造することができるとともに、生産コストの低減を図ることができる。 In the technique according to each of the above aspects, it is possible to manufacture a high-quality resin product by ensuring high fluidity of the resin material in the molding die, and it is possible to reduce the production cost.
以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the form described below is an aspect of the present invention, and the present invention is not limited to any of the following forms except for its essential configuration.
以下では、実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. It should be noted that the form described below is an aspect of the present invention, and the present invention is not limited to any of the following forms except for its essential configuration.
[実施形態]
1.射出成形装置1の構成
本実施形態に係る射出成形装置1の構成について、図1を用い説明する。
[Embodiment]
1. 1. Configuration of
図1に示すように、本実施形態に係る射出成形装置1は、成形型10と、射出ユニット(射出機)20と、高周波発振ユニット(高周波発振装置)30と、制御部60と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
成形型10は、可動型11と固定型12とを有し、可動型11と固定型12との間にキャビティ10aが構成されている。可動型11は、図示を省略する駆動機構により、固定型12に対して型締めおよび離間が可能となっている。
The molding die 10 has a
可動型11は、金属材料からなる型本体111と、型本体111に対してキャビティ10aに面する状態で設けられた電極112と、型本体111と電極112との間に介挿された絶縁体113と、を有する。電極112の内部には、冷却液(冷却媒体)が流通する冷却管114が埋設されている。
The
固定型12は、金属材料からなる型本体121と、型本体121に対してキャビティ10aに面する状態で設けられた電極122と、型本体121と電極122との間に介挿された絶縁体123と、を有する。電極122の内部には、冷却液(冷却媒体)流通する冷却管124が埋設されている。
The fixed
電極112と電極122とは、キャビティ10aを挟んで対向するように配置されている。そして、可動型11が固定型12に対して型締めされた状態においては、電極112と電極122との間には絶縁体113または絶縁体123が挟まれるようになっている。
The
なお、絶縁体113および絶縁体123のそれぞれは、例えば、ケイ酸系バインダまたはセラミックスからなる。
Each of the
射出ユニット20は、シリンダ21と、スクリュ22と、射出シリンダ23と、ノズル24と、シリンダヒータ25と、を有する。ノズル24は、成形型10のキャビティ10aに連通している。シリンダ21内にホッパー(図示を省略。)から供給された樹脂材料が、シリンダヒータ25からの熱で流動性が付与され、射出シリンダ23の駆動によるスクリュ22の前進によりノズル24からキャビティ10aに射出されるようになっている。
The
なお、シリンダ21は、接地されている。
The
高周波発振ユニット30は、高周波交流電圧を電極112と電極122との間に印加するユニットであり、電源31と、発振器32と、整合器33と、給電線34,35と、を有する。なお、本実施形態では、高周波発振ユニット30により電極112,122に発生する高周波交流電圧の周波数が、一例として、27MHzに設定されている。
The high-
ここで、給電線34には、給電経路の途中に漏電遮断弁41が介挿されており、給電線35には、給電経路の途中に漏電遮断弁42が介挿されている。また、給電線35における漏電遮断弁42が介挿された箇所よりも電極112に近い側の箇所は、接地されている。
Here, the
制御部60は、射出シリンダ23およびシリンダヒータ25の駆動制御や、高周波発振ユニット30の制御などを実行する。制御ユニット60の詳細については図示を省略しているが、例えば、CPUと、当該CPU上で実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実行する各種のアプリケーションプログラムなどを含む。)と、プログラムや各種のデータを保存するROMやRAMなどのメモリなどを備えるコンピュータを含み構成されている。
The
また、射出成形装置1には、冷却管114,124に対して冷却液(冷却媒体)を循環させるための冷却液循環ユニット(冷却媒体供給装置)51,52が接続されている。冷却液循環ユニット51,52と可動型11および固定型12との間の冷却液循環経路中には、漏電遮断弁43~46が介挿されている。
Further, the
さらに、射出成形装置1には、電極112の温度を検出するための温度センサ71と、電極122の温度を検出するための温度センサ72と、シリンダ21内の樹脂材料の温度を検出するための温度センサ73と、が備えられている。温度センサ71~73は、射出成形装置1の駆動中においては、検出した温度データを制御部60に逐次送出する。そして、温度データを受信した制御部60は、当該データを用い、シリンダヒータ25および高周波発振ユニット30をフィードバック制御する。
Further, the
2.キャビティ10a内に導入された樹脂材料70に対する高周波交流電圧Eの印加
キャビティ10a内に導入された樹脂材料70に対する高周波交流電圧Eの印加について、図2を用い説明する。図2は、成形型10の構成の一部を拡大して示す模式断面図である。
2. 2. Application of the high frequency AC voltage E to the
先ず、本実施形態に係る射出成形装置1で用いる樹脂材料70は、誘電発熱材が混入された樹脂材料である。これについての詳細は、後述する。
First, the
電極112と電極122とは、上述のように、キャビティ10aに面するように設けられている。このため、キャビティ10aに導入され、キャビティ10a内を流動する樹脂材料70に対しては、矢印で示すように高周波交流電圧Eが印加されることとなる。
As described above, the
樹脂材料70には、誘電発熱材が混入されているので、高周波交流電圧Eを受けて発熱する。このため、樹脂材料70は、高周波交流電圧Eが印加されている状態において、キャビティ10a内での流動性が保持されている。
Since the
3.キャビティ10aの構成
成形型10に設けられたキャビティ10aの構成について、図3を用い説明する。図3は、成形型10に設けられたキャビティ10aの構成を示す模式図である。
3. 3. Configuration of
図3に示すように、本実施形態に係る射出成形装置1では、成形型10のキャビティ10aの形状を、一例として、流動基点部10bと流動終点部10cとの間に2箇所の曲折部10d,10eが設けられ、平面視で略U字形状としている。
As shown in FIG. 3, in the
射出ユニット20のノズル24から射出された樹脂材料70は、流動基点部10bから曲折部10d,10eを経由して流動終点部10cまで流動する。
The
ここで、詳細な図示を省略しているが、成形型10においては、流動基点部10bから流動終点部10cに至る樹脂材料70の流動経路の全域に亘って電極112,122が延設されている。即ち、成形型10のキャビティ10aを流動する樹脂材料70は、流動基点部10bから流動終点部10cに至るまで高周波交流電圧Eが印加されるようになっている。
Although detailed illustration is omitted here, in the molding die 10, the
4.電極112,122の形状
電極112,122におけるキャビティ10aに面する部分の形状について、図4を用い説明する。図4は、図3のIV-IV断面を示す模式断面図である。
4. Shapes of
図4に示すように、成形型10では、キャビティ10aの延設方向(樹脂材料70の流動方向)の一部において、電極112および電極122がキャビティ10a側に突出した部分と凹入した部分が設けられている。
As shown in FIG. 4, in the molding die 10, in a part of the extending direction (flow direction of the resin material 70) of the
具体的には、図4に示すように、電極112は、キャビティ10a側に向けて凸状に突出した凸部112a,112bを有するとともに、凸部112a,112b同士の間に凹状に凹んだ凹部112cを有する。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
同様に、電極122は、キャビティ10a側に向けて凸状に突出した凸部122cを有するとともに、凹状に凹んだ凹部122a,122bを有する。なお、本実施形態では、一例として、凹部122aが凸部112aに対向した位置に設けられ、凹部122bが凸部112bに対向した位置に設けられ、凸部122cが凹部112cに対向した位置に設けられている。
Similarly, the
図4に示すように、成形型10においては、電極112の凸部112a,112bの各角部112d,112e,112f,112gが曲面で構成されている。同様に、電極122の凸部122cの角部(先端部)122e、および凹部122a,122bの両側の角部122d,122fが曲面で構成されている。
As shown in FIG. 4, in the molding die 10, each
本実施形態に係る射出成形装置1では、上記のように各角部112d,112e,112f,112g,122e,122d,122fを曲面で構成することにより、電極112,122に高周波交流電圧Eを印加した際にキャビティ10a内での先端放電(空気放電)の発生を抑制することができる。
In the
5.樹脂材料70への高周波交流電圧Eの印加と樹脂材料70の発熱原理
樹脂材料70への高周波交流電圧Eの印加と樹脂材料70の発熱原理について、図5を用い説明する。図5は、樹脂材料70の発熱原理を示す模式図である。
5. The application of the high frequency AC voltage E to the
図5に示すように、本実施形態に係る射出成形装置1で用いる樹脂材料70は、基材701に対して誘電発熱材702が混入された樹脂材料である。基材701の一例としては、ポリオレフィン系樹脂、または、ポリアミド系樹脂の熱可塑性樹脂を採用することができる。
As shown in FIG. 5, the
誘電発熱材702の一例としては、ポリオレフィン系モノマーまたはポリアミド系モノマーと、ポリエーテルモノマーとが重合した構造を有する樹脂材を採用することができる。樹脂材料70の詳細な構造については、後述する。
As an example of the dielectric
図5に示すように、樹脂材料70に対して高周波発振ユニット30から高周波交流電圧Eが印加された場合には、樹脂材料70中を電磁波WRが伝播する。樹脂材料70中を電磁波WRが伝播した場合には、混入されている誘電発熱材702が、電磁波WRによる分子鎖の変形(運動)により発熱し、当該熱が基材701に伝達される。
As shown in FIG. 5, when the high frequency AC voltage E is applied to the
以上のような原理により、キャビティ10a中の樹脂材料70は高周波交流電圧Eの印加により発熱する。
According to the above principle, the
6.射出成形方法
射出成形装置1を用いた射出成形方法について、図6から図8を用い説明する。図6は、射出成形装置1を用いた射出成形において、制御部60が実行する高周波交流電圧の印加タイミングおよび射出圧力を時間経過毎に示すタイムチャートである。図7は、射出時におけるキャビティ10a内での樹脂材料70の温度と圧力とを示す特性図であり、図8は、キャビティ10aに樹脂材料70が充填された後の保圧時における樹脂材料70の温度と圧力を示す特性図である。
6. Injection molding method An injection molding method using the
図6に示すように、射出成形装置1の電源がONされたタイミングT1において、制御部60は、高周波発振ユニット30に対して電極112,122間に高周波交流電圧E1を印加するように指令する。
As shown in FIG. 6, at the timing T1 when the power of the
また、制御部60は、タイミングT1において、射出ユニット20に対して射出圧力LPをP1に向けて増圧するように指令する。これにより、射出圧力LPがタイミングT2に圧力P1となるように増圧されてゆく。
Further, the
なお、図示を省略しているが、射出成形装置1を用いた射出成形時においては、制御部60はシリンダヒータ25をON状態として、シリンダ21内の樹脂材料70が流動状態となるように指令する。
Although not shown, the
次に、キャビティ10a内が樹脂材料70で満たされたタイミングT2以降において、制御部60は、高周波交流電圧EをタイミングT1からタイミングT2までの間と同じ所定値LEで保持するように高周波発振ユニット30に指令するとともに、射出ユニット20に対しては、タイミングT3に至るまでの所定時間だけ一定の射出圧力P2を加えるように指令する。
Next, after the timing T2 in which the
図6に示すタイミングT2からタイミングT3に至る期間が保圧期間ということになる。 The period from the timing T2 to the timing T3 shown in FIG. 6 is the holding pressure period.
次に、図7に示すように、タイミングT1からタイミングT2に至る射出時では、キャビティ10a内における流動基点部Pos1(上記流動基点部10bに相当)から流動終点部Pos2(上記流動終点部10cに相当)までの全域において、樹脂材料70の温度LTpは所定値LEの高周波交流電圧Eの印加により流動性を有する一定温度Tp1に保持される。
Next, as shown in FIG. 7, at the time of injection from the timing T1 to the timing T2, the flow base point portion Pos1 (corresponding to the flow
一方、タイミングT1からタイミングT2に至る射出時では、キャビティ10a内における樹脂材料70の圧力LPrは、流動基点部Pos1で圧力P3であり、流動終点部Pos2に向けて漸減してゆく。
On the other hand, at the time of injection from the timing T1 to the timing T2, the pressure L Pr of the
次に、図8に示すように、タイミングT2からタイミングT3に至る保圧期間においては、キャビティ10a内における樹脂材料70の温度LTpは所定値LEでの高周波交流電圧Eの印加が継続されていることから温度Tp1で保持される。また、タイミングT2からタイミングT3に至る保圧期間においては、キャビティ10a内における樹脂材料70の圧力LPrは、射出ユニット20の駆動が継続されていることにより、流動基点部Pos1から流動終点部Pos2に至るキャビティ10a内の全域で略一定の圧力P2となる。
Next, as shown in FIG. 8, during the pressure holding period from the timing T2 to the timing T3, the application of the high frequency AC voltage E at a predetermined value LE is continued for the temperature LTp of the
7.誘電による発熱量とエネルギの伝達
誘電による発熱量とエネルギの伝達について、図9(a)、(b)を用い説明する。図9は、(a)が、射出成形装置1における高周波交流電圧Eの印加に係る回路構成をモデル化した模式図であり、(b)が、電極112,122間の電圧を一定とし、インピーダンスを所定インピーダンスで固定した場合の樹脂材量70の流動時のワーク断面積と発熱量との関係を示す特性図である。
7. Heat generation amount and energy transmission by dielectric The heat generation amount and energy transmission by dielectric will be described with reference to FIGS. 9 (a) and 9 (b). 9A and 9B are schematic diagrams modeling a circuit configuration related to application of a high frequency AC voltage E in the
先ず、本実施形態に係る射出成形装置1および射出された樹脂材量70を、図9(a)に示すようにモデル化する。
First, the
図9(a)に示すモデルでは、誘電による発熱量Pは、次式で示すようになる。 In the model shown in FIG. 9A, the calorific value P due to dielectric is as shown by the following equation.
P=55.6×(E/d)2×f×εr×tanδ [W/m3] ・・・(数1)
E;電極間電圧 [V]
d;電極間距離(製品肉厚) [mm]
f;周波数 [MHz]
εr;比誘電率
tanδ;誘電正接
上記(数1)より、発熱量Pを大きくする方策としては、次の3つが考えられる。
P = 55.6 × (E / d) 2 × f × ε r × tanδ [W / m 3 ] ・ ・ ・ (Equation 1)
E; Voltage between electrodes [V]
d; Distance between electrodes (product wall thickness) [mm]
f; Frequency [MHz]
ε r ; Relative permittivity tan δ; Dissipation factor From the above (Equation 1), the following three measures can be considered to increase the calorific value P.
(1)電極間電圧Eを大きくする。 (1) Increase the voltage E between the electrodes.
(2)周波数fをアップする。 (2) Increase the frequency f.
(3)樹脂材量70の発熱性(εr×tanδ)をアップする。
(3) Increase the heat generation (ε r × tan δ) of the
上記(1)については、キャビティ10a内における空気放電が発生しやすくなり問題となる。特に、図4を用い説明したように、先端放電の発生が懸念される。
Regarding (1) above, air discharge is likely to occur in the
上記(2)については、装置コストのアップを招くこととなる。 Regarding (2) above, the cost of the device will increase.
次に、図9(a)に示すモデルにおいて、キャビティ10a中を樹脂材量70が流動している場合のワーク断面積と発熱量との関係は、次のようになる。
Next, in the model shown in FIG. 9A, the relationship between the work cross-sectional area and the calorific value when the
P=E^2・R/(R+r)^2 ・・・(数2)
この関係を表したのが、図9(b)である。上記(数2)および図9(b)の特性図より、R=rのときに「整合(伝達効率100%)」となる。
P = E ^ 2 ・ R / (R + r) ^ 2 ・ ・ ・ (number 2)
This relationship is shown in FIG. 9 (b). From the characteristic diagrams of (Equation 2) and FIG. 9 (b), "matching (transmission efficiency 100%)" is obtained when R = r.
次に、図9(a)に示すモデルにおいて、ワーク断面積Sと発熱量Pとは、次の関係となる。 Next, in the model shown in FIG. 9A, the work cross-sectional area S and the calorific value P have the following relationship.
P=(E^2・ωεr/d)・S ・・・(数3)
上記(数3)および図9(b)の特性図より、発熱量Pは流動面積(ワーク断面積)Sに比例する。
P = (E ^ 2 ・ ωε r / d) ・ S ・ ・ ・ (Equation 3)
From the characteristic diagrams of (Equation 3) and FIG. 9 (b), the calorific value P is proportional to the flow area (work cross-sectional area) S.
以上を考慮し、本実施形態に係る射出成形装置1を用いた射出成形では、キャビティ10aに対して樹脂材量70が満たされたときのインピーダンス値を所定インピーダンス値とするとき、射出の初期から完了までのインピーダンス値を所定インピーダンス値とする。
In consideration of the above, in the injection molding using the
8.樹脂材料70の構成
上述のように、本実施形態に係る射出成形装置1においては、基材701と誘電発熱材702とからなる樹脂材料70を用いることとしている。樹脂材料70の組成について、図10を用い説明する。図10は、誘電発熱材702の化学式である。
8. Configuration of
先ず、樹脂材料70としては、次の2種類を想定している。
First, the following two types of
(1)第1の種類
〈基材701〉 HIPS(耐衝撃性ポリスチレン)、PP(ポリプロピレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、HDPE(高密度ポリエチレン)、m-PPE(変性ポリフェニレンエーテル)、PMMA(アクリル)の中から選択されるポリオレフィン系樹脂
〈誘電発熱材702〉 図10に示す化学式において、Aがポリオレフィン系モノマーであり、Bがポリエーテルモノマーである。第1の種類では、ポリオレフィン系モノマーとポリエーテルモノマーとが重合してなる樹脂材料であり、ポリエーテル部分の内部に陽イオンを保持してなる、誘電発熱材702を採用する。
(1) First type <
(2)第2の種類
〈基材701〉 ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂)、PC/ABS(ポリカーボネート・アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン混合樹脂)、PC(ポリカーボネート)、POM(ポリアセタール)、PA6(ポリアミド6)、PA12(ポリアミド12)、PA66(ポリアミド66)の中から選択されるポリアミド系樹脂
〈誘電発熱材702〉 図10に示す化学式において、Aがポリアミド系モノマーであり、Bがポリエーテルモノマーである。第2の種類では、ポリアミド系モノマーとポリエーテルモノマーとが重合してなる樹脂材料であり、ポリエーテル部分の内部に陽イオンを保持してなる、誘電発熱材702を採用する。
(2) Second type <
9.高周波交流電圧Eの印加による誘電発熱材702の発熱
高周波交流電圧Eの印加による樹脂材料70の発熱メカニズムについて、図11(a)、(b)を用い説明する。図11は、(a)が、高周波交流電圧Eの印加を供給開始直後における誘電発熱材702の状態を示す模式図であり、(b)が、高周波交流電圧Eの印加により誘電発熱材702の陽イオンM+が移動した後の状態を示す模式図である。
9. Heat generation of the
誘電発熱材702を含む樹脂材料70に対して高周波交流電圧Eが印加されると、誘電発熱材702にも電磁波WRが伝搬され(図5を参照)、図11(a)に示す位置に存在した陽イオンM+が、図11(b)に示すように移動する。
When the high frequency AC voltage E is applied to the
図11(a)に示す位置から図11(b)に示す位置に陽イオンM+が移動する際には、誘電発熱材702の分子鎖が変形(運動)する。このため、誘電発熱材702が発熱し、その熱が基材701に伝達される。
When the cation M + moves from the position shown in FIG. 11A to the position shown in FIG. 11B, the molecular chain of the dielectric
本実施形態に係る射出成形装置1の射出成形に用いる樹脂材料70は、高周波交流電圧Eの印加により温度上昇し、流動性が保持される。
The temperature of the
10.電磁波の遮蔽
成形型10における電磁波遮蔽に係る構造について、図12および図13を用い説明する。図12は、射出成形装置1における成形型10の外観構成を示す模式斜視図であり、図13は、図12のXIII-XIII断面を示す模式断面図である。
10. Electromagnetic wave shielding The structure related to electromagnetic wave shielding in the molding die 10 will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a schematic perspective view showing an external configuration of a
図12に示すように、可動型11と固定型12とからなる成形型10には、電磁波シールド81,82が取り付けられている。電磁波シールド81,82は、成形型10からY方向の左下側に伸びるように構成されている。
As shown in FIG. 12, the electromagnetic wave shields 81 and 82 are attached to the molding die 10 including the
図13に示すように、電磁波シールド81,82は、電極122に接続された給電線34の周囲を覆うように設けられており、互いに隙間ができないように接合されている。
As shown in FIG. 13, the electromagnetic wave shields 81 and 82 are provided so as to cover the periphery of the
なお、電極112については、図1を用い説明したように、接地されているので、給電線35を特に電磁波シールドで覆う必要はないが、給電線34と同様に電磁波シールドで覆うようにしてもよい。
Since the
なお、電磁波シールド81,82は、例えば、銅板やアルミニウム板(アルミニウム合金板を含む)で構成することができる。 The electromagnetic wave shields 81 and 82 can be made of, for example, a copper plate or an aluminum plate (including an aluminum alloy plate).
11.型本体111,121に対する電極112,122および絶縁体113,123の配設形態
型本体111,121に対する電極112,122の接合形態について、図14を用い説明する。図14は、固定型12における型本体121に対する電極122および絶縁体123の配設形態を示す模式断面図である。なお、図14では、固定型12だけを図示しているが、可動型11についても同様の構成を有する。
11. Arrangement Form of
図14に示すように、型本体121と電極122との間に介挿された絶縁体122は、Z方向からの平面視において電極122よりも大きなサイズを有している。このため、電極122の端面122aと型本体121の露出した上面121aとの間の沿面距離(図14の矢印)が、絶縁体123の端面123bに加えて、露出した上面123aの分だけ長くとることができる。
As shown in FIG. 14, the
また、図14に示すように、本実施形態では、型本体121に対して電極123を位置決めするためのノックピン91がPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂により構成されている。これによっても、型本体121と電極123との間の沿面放電の抑制が図られている。
Further, as shown in FIG. 14, in the present embodiment, the
さらに、図14に示すように、固定型12においては、型本体121に対して電極123を固定するためのボルト93が、電極123との間に大型のカラー92を介して締結されている。カラー92も、PEEK樹脂を用い構成されている。このように大型のカラー92を採用することにより、型本体121に対して同電位のボルト93が電極123に対して長い沿面距離をもって配設されることになる。
Further, as shown in FIG. 14, in the fixed
12.給電線34,35の構成
電極112,122に対して接続される給電線34,35の構成について、図15を用い説明する。図15は、電極122に対して接続された給電線34の形態を示す模式斜視図である。なお、図15では、給電線34だけを図示しているが、給電線35についても同様の構成を有する。
12. Configuration of
図15に示すように、給電線34は、X方向およびY方向の沿う方向に広がる電極122に対して面で接続されている。そして、給電線34は、幅W34を有した帯状の導電部材(例えば、銅板)を用い構成されている。本実施形態においては、一例として給電線34の幅W34は、60~80mm(例えば、70mm)である。
As shown in FIG. 15, the
このように、給電線34を帯状の導電部材を用い構成し、電極122に対して面で接続することとしているので、高周波交流電圧Eの印加時におけるエネルギロスの低減を図ることができ、樹脂材料70の発熱ムラを少なくすることができる。
In this way, since the
[変形例]
上記実施形態では、樹脂材料70の一例として熱可塑性の樹脂材料を採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。熱硬化性の樹脂材料を対象としてもよい。熱硬化性の樹脂材料を射出する場合には、当該樹脂材料を硬化させる際に高周波交流電圧を印加すればよい。
[Modification example]
In the above embodiment, the thermoplastic resin material is adopted as an example of the
また、上記実施形態では、誘電加熱によりキャビティ10a内を流動する樹脂材料70の流動性を保持することとしたため、成形型10に対して1つの射出ユニット20を接続することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。キャビティ内を流動する樹脂材料の温度をキャビティ内全域で略同一とすることができるので、2つ以上の射出ユニットを接続することとしても、ヘアライン状の不良が生じ難く、優れた外観品質とすることができる。
Further, in the above embodiment, since the fluidity of the
また、上記実施形態では、1つの固定型12と1つの可動型11との組み合わせを以って成形型10を構成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、3つ以上の型の組み合わせを以って構成された成形型を採用することもできる。
Further, in the above embodiment, the molding die 10 is configured by the combination of one fixed
また、上記実施形態では、成形型10におけるキャビティ10aの流動起点部10bから流動終点部10cまでの間で一対の電極112,122を設けることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、キャビティにおける樹脂材料の流動方向において、互いに間隔を空けた状態で複数の電極対を設けることとしてもよい。
Further, in the above embodiment, the pair of
また、キャビティの形状などから空気放電が発生しやすいと考えられる箇所には、電極対を設けないこととしてもよい。 Further, the electrode pair may not be provided at a place where air discharge is likely to occur due to the shape of the cavity or the like.
1 射出成形装置
10 成形型
10a キャビティ
10b 流動起点部
10c 流動終点部
10d,10e 曲折部
11 可動型
12 固定型
20 射出ユニット(射出機)
30 高周波発振ユニット(高周波発振装置)
34,35 給電線
51,52 冷却液循環ユニット(冷却媒体供給装置)
111,121 型本体
112,122 電極
113,123 絶縁体
112d,112e,112f,112g,122e,122d,122f 角部
1
30 High frequency oscillation unit (high frequency oscillation device)
34,35
111, 121 type
Claims (9)
前記樹脂材料の流動の経路であるキャビティを有するとともに、それぞれが前記キャビティに面し、前記流動の方向と交差する方向に前記樹脂材料を挟む状態で設けられた一対の電極を有する成形型と、
前記一対の電極に対して高周波交流電圧を印加する高周波発振装置と、
を備え、
前記一対の電極のそれぞれは、前記キャビティに対して前記流動の方向における上流端から下流端まで設けられており、
前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記キャビティに対して凸状に突出した部分を有し、
前記凸状に突出した部分は、少なくとも角部が曲面で構成されており、
前記キャビティの全体に前記樹脂材料が充填された場合に前記高周波発振装置が印加する前記高周波交流電圧のインピーダンス値を所定インピーダンス値とするとき、前記高周波発振装置は、前記キャビティに対して前記樹脂材料を射出する初期から充填完了までインピーダンス値を前記所定インピーダンス値で固定した前記高周波交流電圧を印加する、
射出成形装置。 An injection machine that injects a resin material mixed with a dielectric exothermic material with fluidity by controlling the temperature.
A molding die having a cavity which is a flow path of the resin material and having a pair of electrodes provided in a state where each of them faces the cavity and sandwiches the resin material in a direction intersecting the direction of the flow.
A high-frequency oscillator that applies a high-frequency AC voltage to the pair of electrodes,
Equipped with
Each of the pair of electrodes is provided from the upstream end to the downstream end in the flow direction with respect to the cavity.
At least one of the pair of electrodes has a portion that projects convexly with respect to the cavity.
At least the corners of the convexly protruding portion are composed of curved surfaces.
When the impedance value of the high-frequency AC voltage applied by the high-frequency oscillating device when the entire cavity is filled with the resin material is set to a predetermined impedance value, the high-frequency oscillating device uses the resin material for the cavity. The high-frequency AC voltage with the impedance value fixed at the predetermined impedance value is applied from the initial stage of injecting to the completion of filling.
Injection molding equipment.
前記成形型は、それぞれが型本体を有し、且つ、互いに嵌合する固定型および可動型を有し、
前記一対の電極のうちの一方の電極は、前記固定型の前記型本体に対して絶縁体を挟んで取り付けられ、前記一対の電極のうちの他方の電極は、前記可動型の前記型本体に対して絶縁体を挟んで取り付けられている、
射出成形装置。 The injection molding apparatus according to claim 1.
Each of the molding dies has a mold body and has a fixed mold and a movable mold that are fitted to each other.
One of the pair of electrodes is attached to the fixed mold body with an insulator interposed therebetween, and the other electrode of the pair of electrodes is attached to the movable mold body. On the other hand, it is attached with an insulator in between.
Injection molding equipment.
前記固定型および前記可動型のそれぞれを、当該両型の型締め方向から平面視するとき、前記絶縁体は、前記電極よりも大きなサイズを有している、
射出成形装置。 The injection molding apparatus according to claim 2.
When each of the fixed type and the movable type is viewed in a plan view from the mold clamping direction of both types, the insulator has a size larger than that of the electrode.
Injection molding equipment.
前記一対の電極の少なくとも一方には、冷却媒体が流通する冷却通路を有し、
前記冷却通路に対して冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置を更に備える、
射出成形装置。 The injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 3.
At least one of the pair of electrodes has a cooling passage through which a cooling medium flows.
A cooling medium supply device for supplying a cooling medium to the cooling passage is further provided.
Injection molding equipment.
前記射出機からの前記樹脂材料の射出と、前記高周波発振装置による前記高周波交流電圧の印加と、を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記キャビティの全体に前記樹脂材料が充填された後、所定時間だけ前記キャビティ内に射出圧力を加え続けるように前記射出機を制御する、
射出成形装置。 The injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 4.
A control unit for controlling the injection of the resin material from the injection machine and the application of the high-frequency AC voltage by the high-frequency oscillator is further provided.
The control unit controls the injection machine so that the injection pressure is continuously applied to the cavity for a predetermined time after the resin material is filled in the entire cavity.
Injection molding equipment.
前記高周波発振装置は、発振器および整合器と、当該整合器と前記一対の電極との接続
に供される一対の給電線と、を有し、
前記一対に給電線の少なくとも一方は、帯状の導電部材を用いて構成されている、
射出成形装置。 The injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 5 .
The high frequency oscillator includes an oscillator and a matching unit, and a pair of feeder lines provided for connection between the matching unit and the pair of electrodes.
At least one of the pair of feeders is configured by using a band-shaped conductive member.
Injection molding equipment.
前記射出ステップで射出された前記樹脂材料を、成形型内に形成されたキャビティ内を流動させる流動ステップと、
前記キャビティ内を流動する前記樹脂材料に対して、高周波交流電圧を印加する高周波交流電圧印加ステップと、
を備え、
前記成形型は、それぞれが前記キャビティに面し、且つ、それぞれが前記キャビティに対して前記流動の方向における上流端から下流端まで設けられているとともに、前記流動の方向と交差する方向に前記樹脂材料を挟む状態で設けられた一対の電極を有し、
前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記キャビティに対して凸状に突出した部分を有し、
前記凸状に突出した部分は、少なくとも角部が曲面で構成されており、
前記高周波交流電圧印加ステップでは、前記キャビティにおける前記流動の方向における上流端から下流端まで流動する前記樹脂材料に対して、前記一対の電極同士の間で前記高周波交流電圧を印加し、
前記キャビティの全体に前記樹脂材料が充填された場合に前記高周波交流電圧印加ステップで印加する前記高周波交流電圧のインピーダンス値を所定インピーダンス値とするとき、前記高周波交流電圧印加ステップでは、前記キャビティに対して前記樹脂材料を射出する初期から充填完了までインピーダンス値を前記所定インピーダンス値で固定した前記高周波交流電圧を印加する、
射出成形方法。 An injection step in which a resin material mixed with a dielectric exothermic material is injected with fluidity by controlling the temperature.
A flow step in which the resin material injected in the injection step is made to flow in a cavity formed in a molding mold, and a flow step.
A high-frequency AC voltage application step of applying a high-frequency AC voltage to the resin material flowing in the cavity,
Equipped with
Each of the molding dies faces the cavity, and each of the molding dies is provided from the upstream end to the downstream end in the flow direction with respect to the cavity, and the resin is provided in a direction intersecting the flow direction. It has a pair of electrodes provided with the material sandwiched between them.
At least one of the pair of electrodes has a portion that projects convexly with respect to the cavity.
At least the corners of the convexly protruding portion are composed of curved surfaces.
In the high-frequency AC voltage application step, the high-frequency AC voltage is applied between the pair of electrodes to the resin material that flows from the upstream end to the downstream end in the flow direction in the cavity.
When the impedance value of the high-frequency AC voltage applied in the high-frequency AC voltage application step when the entire cavity is filled with the resin material is set to a predetermined impedance value, the cavity is subjected to the high-frequency AC voltage application step. The high-frequency AC voltage with the impedance value fixed at the predetermined impedance value is applied from the initial stage of injecting the resin material to the completion of filling.
Injection molding method.
前記射出ステップで前記キャビティの全体に前記樹脂材料が充填された後、所定時間だけ前記キャビティ内に射出圧力を加え続ける保圧ステップを、更に備える、
射出成形方法。 The injection molding method according to claim 7 .
A pressure holding step is further provided in which the resin material is filled in the entire cavity in the injection step, and then the injection pressure is continuously applied to the cavity for a predetermined time.
Injection molding method.
前記保圧ステップの実行後に、前記キャビティに充填された前記樹脂材料を、前記成形型内に設けられた冷却通路への冷却媒体の供給により冷却する冷却ステップを、更に備える、
射出成形方法。 The injection molding method according to claim 8 .
After the execution of the pressure holding step, the resin material filled in the cavity is further provided with a cooling step of cooling by supplying a cooling medium to a cooling passage provided in the molding die.
Injection molding method.
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