專利名稱：注射成形系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序、注射成形方法、注射成形機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行注射成形的注射成形系統(tǒng)、注射成形方法、注射 成形機(jī)等。
背景技術(shù)：
在注射成形機(jī)的注射充填工序中，模具的溫度處于溫度低的狀態(tài) 時(shí)，向模具的型腔內(nèi)充填的熔融樹脂的表面急速地固化。該情況下， 相對于成形品的模具的型腔面的轉(zhuǎn)印不充分，另外，在成形品表面會(huì) 產(chǎn)生熔痕、銀紋等缺陷。
為了防止該缺陷，提案有下述方法，即，在注射充填、保壓、冷 卻、模具開閉等一連串的工序中，從開模后到樹脂的充填完成之間， 向模具的介質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)，從樹脂的充填完成后到開模之間，
向模具的介質(zhì)通路供給冷卻介質(zhì)。由此，向預(yù)先加熱至樹脂的熱變形 溫度以上的溫度的模具充填熔融樹脂而推遲樹脂表面的固化，可以樹 脂充填后，將模具冷卻至樹脂的玻璃轉(zhuǎn)移溫度、或熱變形溫度以下后， 進(jìn)行開模，且可以抑制上述那樣的缺陷的發(fā)生。
但是，在延長壁厚成形品等的保壓時(shí)間的情況下，注射完成后的 保壓時(shí)模具的溫度降低而推進(jìn)成形品的冷卻固化時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生縮孔 等成形不良情況。另外，為了取得較長的負(fù)擔(dān)保壓的時(shí)間而將模具的 加熱溫度提高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致冷卻時(shí)間變長，生產(chǎn)性惡化，且浪費(fèi)消費(fèi)加 熱能量。另外，較低地設(shè)定模具的加熱溫度時(shí)，不能得打充分的保壓 時(shí)間。
但是，通過注射成形的成形品有的使用結(jié)晶性樹脂。結(jié)晶性樹脂在注射成形的過程中樹脂結(jié)晶化。結(jié)晶性樹脂中有如聚丙烯、聚乙烯 那樣結(jié)晶化速度快的樹脂、和聚乳酸那樣結(jié)晶化速度慢的樹脂。結(jié)晶 性樹脂通過提高結(jié)晶化程度能夠提高強(qiáng)度，能夠適用于功能部件，因 而用于提高結(jié)晶化度的成形方法的需求很高。
但是，在結(jié)晶化速度慢的結(jié)晶性樹脂的情況下，在注射成形的過 程中有時(shí)不能充分的結(jié)晶化，目前，為了可靠地進(jìn)行結(jié)晶化，正致力 于注射成形時(shí)的溫度控制(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，結(jié)晶性樹脂的結(jié)晶化升溫時(shí)比降溫 時(shí)結(jié)晶化的效率高，因此，將溫度降低至結(jié)晶性樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫 度域以下后，再使其升溫，由此，促進(jìn)結(jié)晶性樹脂的結(jié)晶化。
專利文獻(xiàn)l:(日本)特開2005-169925號(hào)公報(bào)
但是，在專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，作為用于進(jìn)行注射成形時(shí)
的溫度控制的熱介質(zhì)使用水蒸氣。通常，注射成形中使用熱介質(zhì)積極
地進(jìn)行溫度控制時(shí)，為了成形周期的縮短化，要求其溫度上升、下降
快速地進(jìn)行。但是，模具材料使用的金屬通常為碳素鋼，比熱比較大， 且模具的內(nèi)部的成形面遠(yuǎn)離水蒸氣與模具接觸的部分，因此，水蒸氣
與模具接觸的部分和成形面中，熱傳導(dǎo)需要花費(fèi)時(shí)間，溫度變化中會(huì) 產(chǎn)生時(shí)間的延遲。另外，水蒸氣微妙的溫度控制是不容易，因此一般 地相對于目標(biāo)溫度而利用過剩的高溫的過熱蒸汽。因此，在模具溫度 到達(dá)目標(biāo)溫度時(shí)，已將剩余的熱量從水蒸氣供給至模具。進(jìn)一步利用 來自注射時(shí)的熔融樹脂的熱供給，模具的溫度上升，因此，難以正確 地進(jìn)行溫度控制。
例如，由傳感器檢測出成形面附近的溫度到達(dá)設(shè)定溫度，即使將
利用水蒸氣的加熱立即停止，如圖6所示，通過來自已經(jīng)向水蒸氣與
模具接觸的部分傳輸?shù)乃魵獾臒岷妥⑸鋾r(shí)的熔融樹脂的熱供給，成形面附近的溫度進(jìn)一步上升(這稱為溫度超限(overshot))。而且， 上升至與來自水蒸氣和熔融樹脂的熱相應(yīng)的溫度后，溫度開始下降。 尤其是，在成形材料為結(jié)晶性樹脂的情況下，通過這樣的溫度超限， 成形面附近的溫度超過結(jié)晶性樹脂的易結(jié)晶化的溫度區(qū)域期間，結(jié)晶 性樹脂結(jié)晶化也不進(jìn)行。其結(jié)果，模具溫度停留在結(jié)晶性樹脂的易結(jié) 晶化溫度區(qū)域的時(shí)間由于上述溫度超限而縮短，在此有改善結(jié)晶化的 效率的余地。
另外，專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，利用冷卻將熱去除而將溫度 降低至結(jié)晶性樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度域以下之后，再升溫至結(jié)晶性樹 脂進(jìn)行結(jié)晶的溫度域，因此，能量效率差。進(jìn)一步，將溫度降低至結(jié) 晶性樹脂進(jìn)行結(jié)晶的溫度域以下時(shí)，結(jié)晶性樹脂變?yōu)榉肿与y以移動(dòng)的 狀態(tài)。即使從該狀態(tài)加熱促進(jìn)結(jié)晶化，也容易形成急劇的層變化而在 分子的狀態(tài)中產(chǎn)生不均勻，也容易使結(jié)晶化品質(zhì)產(chǎn)生參差不齊。
另外，在模具內(nèi)注射充填的樹脂通過與比樹脂更低溫的模具相接 而被冷卻，但是，這時(shí)，在與模具接觸的樹脂的表面附近的表層、和
位于更內(nèi)部的芯層上，冷卻速度產(chǎn)生差別。這樣，在樹脂的表面附近 和內(nèi)部，收縮程度產(chǎn)生差異，在得到的成形品上產(chǎn)生殘余應(yīng)力。存在 殘余應(yīng)力時(shí)，會(huì)成形品上產(chǎn)生翹曲等，導(dǎo)致成形品質(zhì)下降。為了防止 上述情況，考慮在模具內(nèi)，不使樹脂驟冷，而使之慢冷，且從模具取 出成形品后，浸入固定溫度的水中實(shí)施退火，但是這樣會(huì)妨礙生產(chǎn)效 率的提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于上述技術(shù)課題而完成的，其目的在于提供能夠可靠 且高效率地進(jìn)行結(jié)晶性樹脂的結(jié)晶化的注射成形系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序、 注射成形方法、注射成形機(jī)。
在此目的下，本發(fā)明提供一種注射成形系統(tǒng)，其特征在于，具備:注射成形機(jī)，其具備開閉模具的合模裝置、及向模具的型腔注射 成形材料的注射裝置；加熱介質(zhì)供給裝置，其為了加熱型腔而向形成 于模具的熱介質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)；冷卻介質(zhì)供給裝置，其為了冷卻
型腔而向熱介質(zhì)通路供給冷卻介質(zhì)；控制部，其控制加熱介質(zhì)供給裝
置及冷卻介質(zhì)供給裝置中的加熱介質(zhì)及冷卻介質(zhì)的供給，并在從注射 裝置向型腔內(nèi)注射成形材料時(shí)，向熱介質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)而加熱型 腔，與成形材料的注射協(xié)動(dòng)地向熱介質(zhì)通路供給冷卻介質(zhì)而冷卻型腔。 而且，控制部按照成形材料注射時(shí)型腔的溫度不超過預(yù)先設(shè)定的溫度 區(qū)域的方式，在型腔的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前開始注射成 形材料、或中止加熱注射中的型腔，其后，在型腔的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè) 定的溫度區(qū)域以后、直到供給冷卻介質(zhì)而開始冷卻型腔的期間內(nèi)，將 型腔的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域。
這樣，在開始成形材料的注射，并使型腔的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的 溫度區(qū)域以后、直到供給冷卻介質(zhì)而開始冷卻所述型腔的期間內(nèi)，將 型腔的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域，由此，即使在將壁厚成形品 等的保壓時(shí)間增長的情況下，也能夠不會(huì)浪費(fèi)生產(chǎn)性和能量消耗而抑 制成形品的冷卻固化并充分地負(fù)擔(dān)保壓。由于來自加熱介質(zhì)的熱傳遞 的延遲、和來自注射時(shí)的熔融樹脂的熱，型腔溫度在中止加熱后仍在 上升。因此，通過在型腔的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前開始注 射成形材料、或中止加熱注射中的型腔，能夠?qū)Π瑏碜约訜峤橘|(zhì)和 熔融樹脂的供給熱量的升溫過程進(jìn)行溫度控制，防止型腔的溫度超過 預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域即所謂的溫度超限。其結(jié)果是，可以將型腔的溫 度長時(shí)間維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域。
由此，特別是在成形材料為結(jié)晶性樹脂時(shí)，能夠提高結(jié)晶化度， 得到高強(qiáng)度化的成形品。
優(yōu)選為，控制部為了進(jìn)行在型腔的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域 之前開始注射所述成形材料、或中止加熱注射中的型腔，根據(jù)型腔開始加熱的同時(shí)開始計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)器已到規(guī)定時(shí)間，或檢測到已到達(dá)按照 型腔的溫度不超過成形材料的預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的上限的方式預(yù)先 設(shè)定的溫度，中止所述型腔的加熱。即，通過選擇計(jì)時(shí)器或型腔的溫 度任一個(gè)來控制加熱的中止，對控制的容易化有效。
在加熱介質(zhì)使用蒸汽的情況下，能夠使加熱介質(zhì)溫度到達(dá)高溫， 對升溫時(shí)間的縮短有效。另外，在加熱介質(zhì)使用液體的情況下，比較 容易地將加熱介質(zhì)溫度控制在目標(biāo)溫度，因此溫度超限的抑制變得容 易。
優(yōu)選為，控制部為了將型腔的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域，
而切換加熱介質(zhì)向所述熱介質(zhì)通路的供給的ON/OFF (開/關(guān))。在預(yù)先
設(shè)定的溫度區(qū)域的寬度大的情況下，可以在將加熱介質(zhì)向熱介質(zhì)通路
的供給設(shè)為OFF時(shí)，將冷卻介質(zhì)導(dǎo)入熱介質(zhì)通路，但是在如結(jié)晶性樹 脂的易結(jié)晶化溫度寬度那樣，預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的幅度窄的情況下， 在將加熱介質(zhì)向熱介質(zhì)通路的供給設(shè)為OFF時(shí)，優(yōu)選為加熱介質(zhì)維持 在熱介質(zhì)通路內(nèi)。即，在將加熱介質(zhì)向熱介質(zhì)通路的供給設(shè)為OFF時(shí)， 不向熱介質(zhì)通路導(dǎo)入冷卻介質(zhì)。另外，尤其是使用水蒸氣的情況，在 將加熱介質(zhì)的供給停止時(shí)，為了防止熱介質(zhì)通路內(nèi)的蒸汽由于自然放 熱而凝固成為水，有效的方法是通過空氣的吹入而將熱介質(zhì)通路內(nèi)的 蒸汽向外部排出。
由此，將型腔的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的期間，可以不 進(jìn)行過度冷卻而下沖(downshot)而長時(shí)間地維持在狹窄的溫度區(qū)域內(nèi)， 可以回應(yīng)迅速地進(jìn)行溫度調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)熱能的有效利用。
優(yōu)選為，在加熱介質(zhì)供給裝置和熱介質(zhì)通路之間具備從加熱介 質(zhì)供給裝置向熱介質(zhì)通路送入加熱介質(zhì)的供給管；從熱介質(zhì)通路將加 熱介質(zhì)排出的排出管；連接供給管和排出管之間并在將加熱介質(zhì)向加 熱介質(zhì)供給裝置中的熱介質(zhì)通路的供給設(shè)為OFF時(shí)使加熱介質(zhì)從供給 管向排出管旁通的旁通管。由于具備旁通管，從而即使將加熱介質(zhì)的供給設(shè)為OFF時(shí)，通過 使加熱介質(zhì)從供給管向排出管旁通，也可以使由加熱介質(zhì)供給裝置加 熱的加熱介質(zhì)總是循環(huán)。由此，將加熱介質(zhì)的供給設(shè)為ON時(shí)，被加熱 的加熱介質(zhì)快速地流入熱介質(zhì)通路，因此，能夠迅速地進(jìn)行加熱。
優(yōu)選為該旁通管連接于供給管和熱介質(zhì)通路的連接部的附近。由
此，將加熱介質(zhì)的供給設(shè)為ON時(shí)，使被加熱了的加熱介質(zhì)立即流入熱
介質(zhì)通路，因此，可以更迅速地進(jìn)行加熱。另外，為了低溫度維持冷 卻介質(zhì)，可以在冷卻介質(zhì)通路中也具備旁路。
優(yōu)選為，控制部向熱介質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)而加熱型腔，在型腔 的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前，以比預(yù)定的溫度區(qū)域低的溫度 中止型腔的加熱，并且，在包含中止了加熱的溫度的溫度區(qū)域?qū)⑿颓?維持預(yù)先設(shè)定的時(shí)間。通過在加熱的途中維持溫度，可以實(shí)現(xiàn)模具的 溫度分布均一化。其結(jié)果是，可以迅速且高效率高精度地進(jìn)行之后的加熱。
如果以比預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域低的溫度、且包含中止了加熱的溫 度的溫度區(qū)域進(jìn)行注射，則能夠在加熱的途中維持溫度期間進(jìn)行利用 急加熱即注射中來自熔融樹脂的熱供給，因此，對防止超過預(yù)先設(shè)定 的溫度的所謂的溫度超限是有效的。此外，可以迅速且高效率高精度 地進(jìn)行之后的加熱。
控制部在將冷卻介質(zhì)向熱介質(zhì)通路供給而冷卻型腔的過程中，可 以再成形材料注射完成后供給冷卻介質(zhì)。在此，相對于熱介質(zhì)供給開 始，型腔的溫度實(shí)質(zhì)的溫度變化的響應(yīng)延遲。因此，為了縮短成形周 期，在注射完成的時(shí)刻開始降低型腔的溫度，為此，有效的方法如下 所述，控制部在將冷卻介質(zhì)向熱介質(zhì)通路供給而冷卻型腔的過程中， 從注射的完成起提前冷卻響應(yīng)的延遲估計(jì)量地供給冷卻介質(zhì)。另外，優(yōu)選為冷卻介質(zhì)的供給停止后，將型腔的溫度維持在樹脂進(jìn)行退火的 溫度區(qū)域。通過在一連串的成形周期中的冷卻的過程中進(jìn)行退火，可 以節(jié)省進(jìn)行另外退火的工時(shí)。此外，為了維持在對退火有效的溫度區(qū) 域，進(jìn)行溫度調(diào)整也是有效的。
優(yōu)選為加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)向用于維持在對退火有效的溫度區(qū)域 的熱介質(zhì)通路供給切換ON/OFF而進(jìn)行。在向型腔注射充填的樹脂量 少的情況下，樹脂所具有的熱量在冷卻時(shí)大部分被模具側(cè)奪走，因此， 冷卻停止后，為了維持在對退火有效的溫度區(qū)域，需要供給加熱介質(zhì)。 在向型腔注射充填的樹脂量多的情況下，即使冷卻時(shí)被模具側(cè)奪走熱， 由于樹脂具有的熱量充分地殘留下來，因此，通過停止冷卻，利用樹 脂具有的熱量模具可以進(jìn)行再升溫，因此，能夠切換冷卻介質(zhì)的供給
的ON/OFF，并維持在對退火有效的溫度區(qū)域。
作為成形材料而使用結(jié)晶性樹脂的情況下，下述方法是有效的， 即，控制部將所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域作為結(jié)晶性的成形材料進(jìn)行結(jié) 晶化的溫度區(qū)域，并維持溫度。由于結(jié)晶性樹脂由于固化時(shí)的收縮量 大，保壓時(shí)間長，從而防止縮孔等成形缺陷的效果高，且尤其是在成 形材料為結(jié)晶化速度慢的結(jié)晶性樹脂的情況下，因?yàn)槟艿玫匠浞值剡M(jìn) 行結(jié)晶化的時(shí)間，因此對提高樹脂的強(qiáng)度有效。
這樣，在開始成形材料的注射，并使型腔的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的 溫度區(qū)域以后、直到供給冷卻介質(zhì)而開始冷卻所述型腔的期間內(nèi)，將 型腔的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域，由此，即使在將壁厚成形品 等的保壓時(shí)間增長的情況下，也能夠不浪費(fèi)生產(chǎn)性和能量消耗而抑制 成形品的冷卻固化并充分地負(fù)擔(dān)保壓。由于來自加熱介質(zhì)的熱傳遞的 延遲、和來自注射時(shí)的熔融樹脂的熱，型腔溫度在中止加熱后仍在上 升。因此，通過在型腔的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前開始注射 成形材料、或中止加熱注射中的型腔，能夠?qū)Π瑏碜约訜峤橘|(zhì)和熔 融樹脂的供給熱量的升溫過程進(jìn)行溫度控制，防止型腔的溫度超過預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域即所謂的溫度超限。其結(jié)果是，可以將型腔的溫度 長時(shí)間維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域。另外，尤其是在成形材料為結(jié)晶 性樹脂中，通過總是將模具溫度維持在樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域， 不會(huì)如在將溫度降低至該溫度區(qū)域以下的情況那樣，產(chǎn)生樹脂的分子 難以移動(dòng)的狀態(tài)。
本發(fā)明中，可以在控制部中設(shè)置用于執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的處理的計(jì)算 機(jī)程序，該控制部是為了調(diào)整注射成形機(jī)的模具型腔的溫度而控制加 熱介質(zhì)及冷卻介質(zhì)對于在模具中形成的熱介質(zhì)通路的供給的控制部。 該計(jì)算機(jī)程序的特征在于，包含向型腔內(nèi)注射成形材料時(shí)，向熱介 質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)而加熱型腔的步驟；按照型腔的溫度不超過預(yù)先 設(shè)定的溫度區(qū)域的方式，在型腔的溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前 開始注射成形材料、或中止加熱注射中的型腔的步驟；型腔的溫度到 達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域以后，將型腔的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū) 域的步驟；在完成成形材料的注射后或從注射的完成起的冷卻響應(yīng)的 延遲估計(jì)量之前，向熱介質(zhì)通路供給冷卻介質(zhì)而冷卻型腔的步驟。
為了將型腔的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域，可以檢測型腔的 溫度，并基于檢測的溫度控制加熱介質(zhì)對熱介質(zhì)通路的供給，也可以 基于開始注射之后的時(shí)間等各種經(jīng)過時(shí)間控制加熱介質(zhì)對熱介質(zhì)通路 的供給。此外，該溫度調(diào)整可以使用PID (P:比例、I:積分、D:微 分)控制。
在成形材料是結(jié)晶性樹脂的情況下，有效的方法是將預(yù)先設(shè)定的 溫度區(qū)域設(shè)定為結(jié)晶性的成形材料進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域。結(jié)晶性樹 脂由于固化時(shí)的收縮量大，保壓時(shí)間長，因此防止縮孔等成形缺陷的 效果高，且尤其是在成形材料為結(jié)晶化速度慢的結(jié)晶性樹脂的情況下， 因?yàn)槟艿玫匠浞值剡M(jìn)行結(jié)晶化的時(shí)間，因此不會(huì)如在將溫度降低至該 溫度區(qū)域以下的情況那樣，產(chǎn)生樹脂的分子難以移動(dòng)的狀態(tài)，對提高 樹脂的強(qiáng)度有效。本發(fā)明也可以為如下所述的注射成形方法，其特征在于，包含 向型腔內(nèi)注射成形材料時(shí)，向設(shè)置于模具內(nèi)的熱介質(zhì)通路供給加熱介 質(zhì)而加熱型腔的工序；按照型腔的溫度不超過預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的 方式，在型腔的溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前開始注射成形材料、 或在注射期間中止型腔的加熱的步驟；型腔的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫 度區(qū)域以后，將型腔的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的工序；在成 形材料的注射完成后或從注射的完成起的冷卻響應(yīng)的延遲估計(jì)量之 前，向熱介質(zhì)通路供給冷卻介質(zhì)而冷卻型腔的處理。另外，在成形材 料為結(jié)晶性樹脂的情況下，有效的方法是將預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域設(shè)定 為結(jié)晶性的成形材料進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域。結(jié)晶性樹脂由于固化時(shí) 的收縮量大，保壓時(shí)間長，因此防止縮孔等成形缺陷的效果高，且能 取得充分地進(jìn)行結(jié)晶化的時(shí)間，因此不會(huì)如在將溫度降低至該溫度區(qū) 域以下的情況那樣，產(chǎn)生樹脂的分子難以移動(dòng)的狀態(tài)，對提高樹脂的 強(qiáng)度有效。
本發(fā)明也可以為如下所述的注射成形機(jī)，其特征在于，具備模 具驅(qū)動(dòng)部，其開閉模具；注射缸，其向模具的型腔注射結(jié)晶性的成形
材料；加熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)，其為了加熱型腔而向形成于模具的熱介質(zhì) 通路供給加熱介質(zhì)；冷卻介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)，其為了冷卻型腔而向熱介質(zhì) 通路供給冷卻介質(zhì)；控制部，其控制加熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)及冷卻介質(zhì)供 給機(jī)構(gòu)中的加熱介質(zhì)及冷卻介質(zhì)的供給，在從注射缸向型腔內(nèi)注射成 形材料時(shí)，向熱介質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)而加熱型腔，在成形材料的注 射完成后，向熱介質(zhì)通路供給冷卻介質(zhì)而冷卻型腔，控制部按照型腔 的溫度不超過成形材料進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的方式，在開始從注射 缸向型腔內(nèi)注射成形材料之前中止型腔的加熱，并且，在開始從注射 缸向型腔內(nèi)注射成形材料后，直到供給冷卻介質(zhì)而開始冷卻型腔的時(shí) 間內(nèi)，將型腔的溫度維持在成形材料進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域。 另外，還可以具備從加熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)向熱介質(zhì)通路送入加熱介質(zhì)的供給管；使從熱介質(zhì)通路排出的加熱介質(zhì)返回加熱介質(zhì)供給機(jī) 構(gòu)的返回管；連接供給管和返回管之間，并在將加熱介質(zhì)向加熱介質(zhì) 供給裝置中的熱介質(zhì)通路的供給設(shè)為OFF時(shí)使加熱介質(zhì)從供給管向返 回管旁通的旁通管。
根據(jù)本發(fā)明，樹脂的注射開始后，按照將型腔的溫度維持在預(yù)先 設(shè)定的溫度的方式進(jìn)行溫度控制。由此，即使在將壁厚成形品等的保 壓時(shí)間增長的情況下，也不會(huì)浪費(fèi)生產(chǎn)性和能量消耗，能夠抑制成形 品的冷卻固化并充分地負(fù)擔(dān)保壓。
這時(shí)，中止加熱后由于熱傳遞的延遲仍上升的模具溫度按照不超 過預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的上限的方式，通過設(shè)定加熱介質(zhì)的供給時(shí)間， 能夠長時(shí)間確保維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域內(nèi)的時(shí)間，且增長保壓時(shí) 間對防止縮孔等成形缺陷有效。另外，模具的溫度控制僅通過加熱介 質(zhì)的供給的ON/OFF來進(jìn)行的，因此，能夠容易地進(jìn)行溫度控制。另 外，其溫度控制是在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域內(nèi)的，因此，不會(huì)進(jìn)行過度 的冷卻等，且能夠高效率地進(jìn)行。此外，通過將模具溫度總是維持在 預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域，尤其是在成形材料為結(jié)晶化速度慢的結(jié)晶性樹 脂的情況下，因?yàn)槟艿玫匠浞值剡M(jìn)行結(jié)晶化的時(shí)間，因此不會(huì)如在將 溫度降低至該溫度區(qū)域以下的情況那樣，產(chǎn)生樹脂的分子難以移動(dòng)的 狀態(tài)，并可以防止結(jié)晶化品質(zhì)產(chǎn)生參差不齊。
另外，在冷卻樹脂過程中，按照將模具的溫度維持在對樹脂的退 火有效的溫度區(qū)域的方式進(jìn)行溫度控制。由此，在一連串的注射成形 周期中，可以可靠地進(jìn)行樹脂的退火。這時(shí)，退火的前后中，通過進(jìn) 行利用冷卻介質(zhì)的驟冷，可以實(shí)現(xiàn)成形周期的縮短化。
圖1是表示本實(shí)施方式的注射成形系統(tǒng)的構(gòu)成的圖； 圖2是表示用于調(diào)整模具溫度的構(gòu)成的圖；圖3是設(shè)于模具附近的旁通管的圖4是表示本實(shí)施方式中的一連串的成形周期的模具溫度變化的
圖5是表示升溫過程的途中維持模具溫度的方式的圖； 圖6表示現(xiàn)有技術(shù)的模具溫度變化的圖。
標(biāo)號(hào)說明
10、注射成形系統(tǒng)(注射成形機(jī))12、固定模板 13、固定側(cè) 模具 14、可動(dòng)側(cè)模具15、可動(dòng)模板 20、注射裝置 21、注射缸(注 射裝置)30、 31、熱介質(zhì)水通路(熱介質(zhì)通路)33、加熱介質(zhì)供給 裝置(加熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu))34、冷卻介質(zhì)供給裝置(冷卻介質(zhì)供給 機(jī)構(gòu))35、加熱介質(zhì)送出管(供給管)36、加熱介質(zhì)排出管(排 出管)37、冷卻介質(zhì)送出管 38、冷卻介質(zhì)排出管 39、旁通管 40、 模具溫度傳感器 50、注射成形控制裝置(控制部)
具體實(shí)施例方式
下面，基于附圖所示的實(shí)施方式，在使用最有效的結(jié)晶性樹脂的 情況下對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是用于說明本實(shí)施方式的注射成形系統(tǒng)(注射成形機(jī))10的 概括構(gòu)成的圖。
如圖1所示，注射成形系統(tǒng)10的合模裝置(模具驅(qū)動(dòng)部)在基臺(tái) 11固定設(shè)置有固定模板12，在固定模板12安裝有固定側(cè)模具13。與 固定側(cè)模具13對置的可動(dòng)側(cè)模具14安裝于與固定模板12相對配置的 可動(dòng)模板15上?？蓜?dòng)模板15被鋪設(shè)于基臺(tái)11的導(dǎo)軌16引導(dǎo)，能夠 經(jīng)由直線軸承7與固定模板12相向移動(dòng)。用于模具開閉的可動(dòng)模板15 的移動(dòng)利用液壓缸17。
多個(gè)系桿18與在內(nèi)置于固定模板12的多個(gè)合模液壓缸12a內(nèi)滑動(dòng)的滑塊19直接連接而設(shè)置。各系桿18的前端部貫通可動(dòng)模板15的
貫通孔。在系桿18的前端部形成有螺紋槽18a，在該螺紋槽18a上卡 合配置于可動(dòng)模板15的反模具側(cè)的對開螺母18b,由此固定限制系桿 18的拉伸方向。
注射裝置20是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。
在具備與固定側(cè)模具13的樹脂入口抵接的噴嘴的注射缸(注射裝 置)21上設(shè)有與注射缸21—體的框架21a。在該框架21a上，在注射 缸21的中心線的兩側(cè)對稱安裝有一對注射驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)22、 22，在 同一伺服電動(dòng)機(jī)22、 22的輸出軸上直接連接有滾珠絲杠軸23、 23。在 滾珠絲杠軸23、 23上螺合有安裝于移動(dòng)框架24的一對滾珠絲杠螺母 25、 25。通過驅(qū)動(dòng)一對注射驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)22、 22同步旋轉(zhuǎn)，注射螺 桿21b在注射缸21中在軸方向前進(jìn)后退。
注射缸21的注射螺桿21b通過安裝于移動(dòng)框架24的注射螺桿旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)26驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行注射缸21內(nèi)的樹脂的旋轉(zhuǎn)送出和可塑 化。
注射成形控制裝置(控制部)50根據(jù)成形工序的程序，向合模液 壓缸12a輸送動(dòng)作油，向注射裝置20的注射驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)22、 22 輸送電流使注射螺桿21b前進(jìn)后退，并向注射螺桿21b的注射螺桿旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)26輸送電流而指示樹脂的可塑化。
注射裝置20向通過將固定側(cè)模具13和可動(dòng)側(cè)模具14合模而形成 的模具型腔中注射熔融樹脂。成形品冷卻固化后，可動(dòng)側(cè)模具14被解 除與固定側(cè)模具13的合模結(jié)合，通過移動(dòng)用液壓缸17的動(dòng)作從固定 側(cè)模具B脫離，取出成形品。
在固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14上形成有用于加熱、冷卻模具表面的熱介質(zhì)水通路(熱介質(zhì)通路)30、 31。該熱介質(zhì)水通路30、 31與 固定側(cè)模具13用、可動(dòng)側(cè)模具14用的分別設(shè)置的熱介質(zhì)水的出口、 入口連接。為了很快地傳導(dǎo)熱并急速地加熱冷卻模具型腔，熱介質(zhì)水 通路30、 31在盡可能接近模具型腔的位置形成。
如圖2所示，在熱介質(zhì)水通路30、 31上連接有供給加熱介質(zhì)的加 熱介質(zhì)供給裝置(加熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu))33、和供給冷卻介質(zhì)的冷卻介 質(zhì)供給裝置(冷卻介質(zhì)供給機(jī)構(gòu))34。此外，加熱介質(zhì)供給裝置33、 冷卻介質(zhì)供給裝置34以同樣的構(gòu)成設(shè)于分別在固定側(cè)模具13和可動(dòng) 側(cè)模具14上設(shè)置的熱介質(zhì)水通路30、 31，因此，圖2中顯示了關(guān)于可 動(dòng)側(cè)模具14的構(gòu)成。本實(shí)施方式中，加熱介質(zhì)、冷卻介質(zhì)中使用水(液 體)，加熱介質(zhì)供給裝置33、冷卻介質(zhì)供給裝置34供給調(diào)整至預(yù)先設(shè) 定的溫度的加熱介質(zhì)、冷卻介質(zhì)。
在加熱介質(zhì)供給裝置33上連接有利用泵35p將加熱介質(zhì)送入熱介 質(zhì)水通路30、 31的加熱介質(zhì)送出管(供給管)35、和使經(jīng)過了熱介質(zhì) 水通路30、 31的加熱介質(zhì)循環(huán)至加熱介質(zhì)供給裝置33的加熱介質(zhì)排 出管(排出管)36。在冷卻介質(zhì)供給裝置34上連接有利用泵37p將冷 卻介質(zhì)送入熱介質(zhì)水通路30、 31的冷卻介質(zhì)送出管37、和使經(jīng)過了熱 介質(zhì)水通路30、 31的冷卻介質(zhì)循環(huán)至冷卻介質(zhì)供給裝置34的冷卻介 質(zhì)排出管38。在這些加熱介質(zhì)送出管35、加熱介質(zhì)排出管36、冷卻介 質(zhì)送出管37、冷卻介質(zhì)排出管38上分別設(shè)置有可開閉的開閉閥35a、 36a、 37a、 38a。這些開閉閥35a、 36a、 37a、 38a利用注射成形控制裝 置50，基于預(yù)先設(shè)定的程序控制其開閉。
加熱介質(zhì)送出管35和加熱介質(zhì)排出管36之間設(shè)有將它們連接的 旁通管39。在旁通管39上設(shè)有可開閉的切換閥39a，利用注射成形控 制裝置50，基于預(yù)先設(shè)定的程序控制其開閉。在此，如圖3所示，旁 通管39及開閉閥35a、 36a優(yōu)選盡量設(shè)置于接近固定側(cè)模具13、可動(dòng) 側(cè)模具14的位置，例如固定模板12或可動(dòng)模板15的正下方、或側(cè)面等。另外，將冷卻介質(zhì)的供給設(shè)為NO時(shí)，將冷卻介質(zhì)立即送入熱介質(zhì)
水通路30、 31，并進(jìn)一步迅速地進(jìn)行模具型腔的冷卻，因此，設(shè)置于 冷卻介質(zhì)送出管37及冷卻介質(zhì)排出管38的開閉閥37a、 38a也與開閉 閥35a、 36b—樣進(jìn)一步優(yōu)選盡量設(shè)置于接近固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模 具14的位置，例如固定模板12或可動(dòng)模板15的正下方、或側(cè)面等。
如圖1所示，與固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的型腔面相接地配 置有模具溫度傳感器40。由模具溫度傳感器40檢測出的溫度的信號(hào)被 送至注射成形控制裝置50。注射成形控制裝置50基于由模具溫度傳感 器40檢測出的溫度，使開閉閥35a、 36a、 37a、 38a、切換閥39a開閉， 并如下那樣控制加熱介質(zhì)、冷卻介質(zhì)向熱介質(zhì)水通路30、 31的供給。
加熱固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14時(shí)，打開開閉閥35a、 36a的 同時(shí)，關(guān)閉開閉閥37a、 38a及切換閥39a，并將由加熱介質(zhì)供給裝置 33加熱的加熱介質(zhì)送入熱介質(zhì)水通路30、 31。
冷卻固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14時(shí)，關(guān)閉開閉閥35a、 36a的 同時(shí)，打開開閉閥37a、 38a，并將從冷卻介質(zhì)供給裝置34供給的冷卻 介質(zhì)送入熱介質(zhì)水通路30、 31。這時(shí)，打開切換閥39a，從加熱介質(zhì)供 給裝置33供給的加熱介質(zhì)從加熱介質(zhì)送出管35經(jīng)由旁通管39、加熱 介質(zhì)排出管36向加熱介質(zhì)介供給裝置循環(huán)。
此外，在本實(shí)施方式中，在一連串的注射成形周期中，注射成形 控制裝置50基于預(yù)先導(dǎo)入的計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行設(shè)定的處理，由此，進(jìn)行 如下所示的溫度控制。
圖4是表示一連串的注射成形周期中的溫度變化的圖。在此，在 注射成形控制裝置50中，因?yàn)閷潭▊?cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫 度(模具溫度)進(jìn)行控制，所以圖4中顯示了模具溫度的變化，但是 型腔溫度實(shí)際上也是等效的。在從合模開始升壓的工序中，打開開閉閥35a、 36a的同時(shí)，關(guān)閉 開閉閥37a、 38a及切換閥39a，并將由加熱介質(zhì)供給裝置33加熱的加 熱介質(zhì)送入熱介質(zhì)水通路30、 31，加熱固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14。
而且，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度 tl后，開始向通過將固定側(cè)模具13和可動(dòng)側(cè)模具14合模而形成的模 具型腔注射熔融樹脂。注射開始后，通過從加熱介質(zhì)供給裝置33向熱 介質(zhì)水通路30、 31供給加熱介質(zhì)，對固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14 仍持續(xù)進(jìn)行加熱。
固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度t2后， 停止從加熱介質(zhì)供給裝置33向熱介質(zhì)水通路30、 31供給加熱介質(zhì)。 加熱介質(zhì)的供給停止通過關(guān)閉開閉閥35a、 36a來進(jìn)行。隨著關(guān)閉開閉 閥35a、 36a，打開切換閥39a，使加熱介質(zhì)循環(huán)。這時(shí)，在關(guān)閉開閉閥 34a、 38a的狀態(tài)下，不進(jìn)行冷卻介質(zhì)的供給。
通過熱傳遞的延遲、在熱介質(zhì)水通路30、 31內(nèi)原樣殘留的加熱介 質(zhì)的熱能的輸送，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度在停止加熱介 質(zhì)的供給后仍上升。因此，成為上述注射開始的觸發(fā)點(diǎn)的溫度tl、及 成為停止加熱介質(zhì)的供給的觸發(fā)點(diǎn)t2按照下述方式進(jìn)行設(shè)定，即在停 止加熱介質(zhì)的供給后，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度也不超過 注射的樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的上限TU。
其后，在樹脂注射完成時(shí)刻，轉(zhuǎn)移至模具型腔內(nèi)的保壓工序。
在注射工序 保壓工序之間，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫 度伴隨加熱介質(zhì)的供給停止，通過自然散熱而降低。固定側(cè)模具13、 可動(dòng)側(cè)模具14的溫度降低至預(yù)先設(shè)定的溫度t3后，關(guān)閉切換閥39a的 同時(shí)，打開開閉閥35a、 36a，并從加熱介質(zhì)供給裝置33向熱介質(zhì)水通路30、 31供給加熱介質(zhì)，對固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14進(jìn)行再加 熱。溫度t3按照下述方式進(jìn)行設(shè)定，即在開始再加熱后由于熱傳遞的 延遲而溫度進(jìn)一步下降的固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度不低于 樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的下限TL。開始再加熱時(shí)，加熱介質(zhì)經(jīng)旁 通管39進(jìn)行循環(huán)，而且，旁通管39設(shè)置于與固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè) 模具14盡可能接近的位置，因此，如果打開開閉閥35a、 36a，則加熱 介質(zhì)能夠直接送入熱介質(zhì)水通路30、 31，并快速地進(jìn)行再加熱。
再加熱開始后，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫 度t4后，關(guān)閉開閉閥35a、 36a的同時(shí)，打開切換閥39a，并再一次停 止從加熱介質(zhì)供給裝置33向熱介質(zhì)水通路30、 31供給加熱介質(zhì)。此 外，溫度t4可以設(shè)為與上述溫度t2相同的值，由于進(jìn)行加熱直至樹脂 進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的上限TU的附近，因而也可以設(shè)為比溫度t2 高的值。
固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度t4， 且停止加熱介質(zhì)的供給后，在經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的時(shí)間T1的時(shí)刻，移至 可動(dòng)側(cè)模具14的冷卻的工序。在直至預(yù)先設(shè)定的時(shí)間Tl經(jīng)過的期間， 按照將固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度維持在樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的 溫度區(qū)域的上限TU和下限TL之間的方式，根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行如上所 述的溫度控制。由此，能夠可靠地促進(jìn)樹脂的結(jié)晶化。
對于固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的冷卻，在關(guān)閉開閉閥35a、 36a的同時(shí)，打開開閉閥37a、 38a，并將從冷卻介質(zhì)供給裝置34供給 的冷卻介質(zhì)送入熱介質(zhì)水通路30、 31。
通過送入冷卻介質(zhì)，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14驟冷。在固定 側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度降低至預(yù)先設(shè)定的溫度t5的時(shí)刻， 停向熱介質(zhì)水通路30、 31供給冷卻介質(zhì)。為了停止冷卻介質(zhì)的供給， 僅關(guān)閉開閉閥34a、 38a，而不打開開閉閥35a、 36a。由于熱傳遞的延遲、在熱介質(zhì)水通路30、 31內(nèi)原樣殘留的冷卻介 質(zhì)的熱能的輸送、自然散熱，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度在 停止冷卻介質(zhì)的供給后進(jìn)一步降低。溫度t5按照下述方式進(jìn)行預(yù)先設(shè) 定，即根據(jù)該溫度的降低，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度不低 于對樹脂的退火有效的溫度區(qū)域的下限TLa。
固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度降低至預(yù)先設(shè)定的溫度t6 后，關(guān)閉切換閥39a的同時(shí)，打開開閉閥35a、 36a，并從加熱介質(zhì)供 給裝置33向熱介質(zhì)水通路30、 31供給加熱介質(zhì)，對固定側(cè)模具13、 可動(dòng)側(cè)模具14進(jìn)行再加熱。由此，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的 溫度上升。
其后，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度 t7后，關(guān)閉開閉閥35a、 36a的同時(shí)打開切換闊39a，并停止從加熱介 質(zhì)供給裝置33向熱介質(zhì)水通路30、 31供給加熱介質(zhì)。溫度t7按照下 述方式進(jìn)行設(shè)定，即在停止加熱介質(zhì)的供給后仍上升的固定側(cè)模具13、 可動(dòng)側(cè)模具14的溫度不超過對樹脂的退火有效的溫度區(qū)域的上限 TUa。
加熱介質(zhì)的供給停止后，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度降 低。該溫度降低至預(yù)先設(shè)定的溫度t6后，關(guān)閉切換閥39a的同時(shí)，打 開開閉閥37a、 38a，并再一次從加熱介質(zhì)供給裝置33向熱介質(zhì)水通路 30、 31供給加熱介質(zhì)，對固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14進(jìn)行再加熱。
固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度降低至預(yù)先設(shè)定的溫度t5， 且停止向熱介質(zhì)水通路30、 31供給冷卻介質(zhì)后，直至預(yù)先設(shè)定的時(shí)間 T2經(jīng)過，按照將固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度維持在對樹脂 的退火有效的溫度區(qū)域的上限TUa和下限TLa之間的方式，根據(jù)需要 反復(fù)進(jìn)行如上所述的溫度控制。由此，能夠可靠地進(jìn)行樹脂的退火。經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的時(shí)間T2后，關(guān)閉開閉閥35a、 36a的同時(shí)，打 開開閉閥37a、 38a，并將從冷卻介質(zhì)供給裝置34供給的冷卻介質(zhì)送入 熱介質(zhì)水通路30、 31。
通過冷卻介質(zhì)的送入，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14驟冷。
樹脂冷卻固化，并在模具型腔內(nèi)形成成形品后，可動(dòng)側(cè)模具14解 除與固定側(cè)模具13的合模結(jié)合而開模。接著，進(jìn)一步利用移動(dòng)用液壓 泵17的動(dòng)作將可動(dòng)側(cè)模具14從固定側(cè)模具13分離，取出成形品。
之后，重復(fù)與上述相同的周期，可以使成形品依次注射成形。
如上所述，注射成形周期中，樹脂開始注射后，固定側(cè)模具13、 可動(dòng)側(cè)模具14的溫度按照下述方式進(jìn)行控制，即將固定側(cè)模具13、可 動(dòng)側(cè)模具14的溫度維持在樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的上限TU和下 限TL之間。由此，能夠可靠地促進(jìn)樹脂的結(jié)晶化。
這時(shí)，按照停止加熱介質(zhì)的供給夠仍上升的固定側(cè)模具13、可動(dòng) 側(cè)模具14的溫度不超過噴射的樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的上限TU 的方式，設(shè)定注射的開始定時(shí)、加熱介質(zhì)的供給定時(shí)，由此，能夠較 長地確保維持在樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域內(nèi)的時(shí)間，能夠高效率地 促進(jìn)樹脂的結(jié)晶化。
另外，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度控制僅依靠加熱介質(zhì) 的供給的ON/OFF來進(jìn)行，由于不進(jìn)行冷卻介質(zhì)導(dǎo)致的冷卻，因此可 以容易地進(jìn)行溫度控制。另外，其溫度控制在樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度 區(qū)域內(nèi)，因此可以不進(jìn)行無用的冷卻等高效率地進(jìn)行樹脂的結(jié)晶化。
此外，該溫度控制可以使用PID (P:比例、I:積分、D:微分)控制。此外，旁通管39設(shè)置于與固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14盡可能
接近的位置，因此，在停止加熱介質(zhì)的供給后，為了再加熱而再一次
供給加熱介質(zhì)的情況下，如果打開開閉閥35a、 36a，則加熱介質(zhì)直接 被送入熱介質(zhì)水通路30、 31，能夠迅速地進(jìn)行再加熱。
另外，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度始終維持在樹脂進(jìn)行 結(jié)晶化的溫度區(qū)域的上限TU和下限TL之間，由此，不會(huì)如將溫度降 低至該溫度區(qū)域以下的情況，產(chǎn)生樹脂的分子難以移動(dòng)的狀態(tài)，并可 以防止結(jié)晶化品質(zhì)產(chǎn)生參差不齊。
在冷卻樹脂的過程中，按照將固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫 度維持在對樹脂的退火有效的溫度區(qū)域的上限TUa和下限TLa之間的 方式，進(jìn)行了溫度控制。由此，在一連串的注射成形周期中，能夠可 靠地進(jìn)行樹脂的退火。這時(shí)，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度維 持在對樹脂的退火有效的溫度區(qū)域，由此，與在此之上降低溫度的情 況相比較，可以利用熱能。此外，在退火的前后，通過進(jìn)行利用冷卻 介質(zhì)的驟冷，可以實(shí)現(xiàn)成形周期的縮短化。
此外，在上述實(shí)施方式中，組合以下那樣的溫度控制也是有效的。
在此，在升溫過程中，進(jìn)行將加熱介質(zhì)的供給的溫度暫時(shí)停止的 溫度控制。
艮P，如圖5所示，開始注射后，在固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14 的溫度到達(dá)溫度t10的時(shí)刻，關(guān)閉開閉閥35a、 36a的同時(shí)，打開切換 閥39a，并停止從加熱介質(zhì)供給裝置33向熱介質(zhì)水通路30、 31供給加 熱介質(zhì)。在此，溫度t10設(shè)定在比樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的下限 TL低的溫度。
而且，經(jīng)過一定的時(shí)間T10后，或者固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度降低至預(yù)先設(shè)定的溫度tll后，關(guān)閉切換閥39a的同時(shí)，打 開開閉閥35a、36a，再一次從加熱介質(zhì)供給裝置33向熱介質(zhì)水通路30、 31供給加熱介質(zhì)，對固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14進(jìn)行再加熱。
之后，與如圖4所示的情況相同，固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14 的溫度到達(dá)預(yù)先設(shè)定的溫度t2后，停止從加熱介質(zhì)供給裝置33向熱介 質(zhì)水通路30、 31供給加熱介質(zhì)，并按照將固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具 14的溫度維持在樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的上限TU和下限TL之間 的方式，進(jìn)行溫度控制。
在進(jìn)行利用加熱介質(zhì)的加熱的情況下，熱介質(zhì)水通路30、 31附近 溫度很快上升，越遠(yuǎn)離熱介質(zhì)水通路30、 31，溫度上升越慢。與之相 對，如前所述，在開始注射后的升溫過程中，通過暫時(shí)停止加熱介質(zhì) 的供給，并將固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度維持在一定的溫度 區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)固定側(cè)模具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度分布的均一化。 使溫度分布均一化后，再次進(jìn)行利用加熱介質(zhì)的供給的加熱時(shí)，因?yàn)?相對于加熱的溫度上升的響應(yīng)提高，能夠更高精度地進(jìn)行固定側(cè)模具 13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度控制。其結(jié)果是，能夠可靠地防止固定側(cè)模 具13、可動(dòng)側(cè)模具14的溫度超過樹脂進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域的上限， 并使上述效果進(jìn)一步可靠化且顯著化。
另外，尤其是如果溫度t10在樹脂的熱變形溫度或玻璃轉(zhuǎn)移溫度 以下，且經(jīng)過一定的時(shí)間T10前進(jìn)行注射，則能夠降低熔融樹脂侵入 模具接縫部的可能性，因此，可以期待抑制飛邊發(fā)生的效果。
此外，上述實(shí)施方式中，使用了將溫度tl t7、 t10、 tll作為觸發(fā) 點(diǎn)的控制，但是可以將其替換為將經(jīng)過時(shí)間作為觸發(fā)點(diǎn)的控制。在該 情況下，事前反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，直至把握到達(dá)溫度tl t7、 t10、 tll的經(jīng) 過時(shí)間即可。同樣地，使用了將時(shí)間T1、 T2作為觸發(fā)點(diǎn)的控制，但是， 可以將其替換為將檢測溫度作為觸發(fā)點(diǎn)的控制。另外，在上述實(shí)施方式中，加熱介質(zhì)使用了熱介質(zhì)水，但是，也 可以使用蒸汽。在使用蒸汽的情況下，加熱介質(zhì)排出管36除以下情況 外，與上述實(shí)施方式相同，S卩不與加熱介質(zhì)供給裝置33連接而向外 排出；在加熱介質(zhì)的供給停止時(shí)，將加熱介質(zhì)送出管35內(nèi)的蒸汽通過 空氣的吹入(未圖示)向外部排出。
另外，上述實(shí)施方式中，為了維持在對樹脂的退火有效的溫度區(qū)
域的上限TUa與下限TLa之間，切換進(jìn)行加熱介質(zhì)的供給的ON/OFF， 但是也可以切換進(jìn)行冷卻介質(zhì)的ON/OFF。
另外，本發(fā)明著眼于注射成形周期中的溫度控制，因此，關(guān)于注 射成形系統(tǒng)IO的各部的構(gòu)成，不對上述情況做任何限定，允許適宜的變更。
除此之外，只要不脫離本發(fā)明的主旨，可以對上述實(shí)施方式中舉 出的構(gòu)成做取舍選擇，或?qū)ζ渌鼧?gòu)成進(jìn)行適宜的變更。
權(quán)利要求
1.一種注射成形系統(tǒng)，其特征在于，具備注射成形機(jī)，其具備開閉模具的合模裝置、及向所述模具的型腔注射成形材料的注射裝置；加熱介質(zhì)供給裝置，其為了加熱所述型腔而向形成于所述模具的熱介質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)；冷卻介質(zhì)供給裝置，其為了冷卻所述型腔而向所述熱介質(zhì)通路供給冷卻介質(zhì)；控制部，其控制所述加熱介質(zhì)供給裝置及所述冷卻介質(zhì)供給裝置中的所述加熱介質(zhì)及所述冷卻介質(zhì)的供給，并在從所述注射裝置向所述型腔內(nèi)注射所述成形材料時(shí)，向所述熱介質(zhì)通路供給所述加熱介質(zhì)以加熱所述型腔，與所述成形材料的注射工序協(xié)動(dòng)地向所述熱介質(zhì)通路供給所述冷卻介質(zhì)以冷卻所述型腔，所述控制部以使所述成形材料注射時(shí)所述型腔的溫度不超過預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的方式，在所述型腔的溫度到達(dá)所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前開始所述成形材料的注射、或中止注射中的所述型腔的加熱，其后，在所述型腔的溫度到達(dá)所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域后、直到供給所述冷卻介質(zhì)而開始冷卻所述型腔的期間內(nèi)，將所述型腔的溫度維持在所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域。
2. 如權(quán)利要求l所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制部為了在所述型腔的溫度到達(dá)所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前開始所述成形材料的注射、或中止注射中的所述型腔的加熱，根 據(jù)在所述型腔開始加熱的同時(shí)開始計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)器已到規(guī)定時(shí)間、或檢 測到已到達(dá)按照所述型腔的溫度不超過所述成形材料的所述預(yù)先設(shè)定 的溫度區(qū)域的上限的方式預(yù)先設(shè)定的溫度，中止所述型腔的加熱。
3. 如權(quán)利要求l所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱介 質(zhì)使用蒸氣或液體。
4. 如權(quán)利要求l所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制裝置為了將所述型腔的溫度維持在所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域，而切換所述加熱介質(zhì)向所述熱介質(zhì)通路的供給的開/關(guān)。
5. 如權(quán)利要求4所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制部在將所述加熱介質(zhì)向所述熱介質(zhì)通路的供給設(shè)為關(guān)時(shí)，將所述加熱介質(zhì)維持在所述熱介質(zhì)通路內(nèi)、或?qū)⑺黾訜峤橘|(zhì)通 過空氣排出，且不供給所述冷卻介質(zhì)。
6. 如權(quán)利要求4所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于，具備 供給管，其從所述加熱介質(zhì)供給裝置向所述熱介質(zhì)通路送入所述加熱介質(zhì)；排出管，其從所述熱介質(zhì)通路將所述加熱介質(zhì)排出；旁通管，其連接所述供給管和所述排出管之間，在將所述加熱介質(zhì)供給裝置中的所述加熱介質(zhì)向所述熱介質(zhì)通路的供給設(shè)為關(guān)時(shí)，使所述加熱介質(zhì)從所述供給管向所述排出管旁通。
7. 如權(quán)利要求6所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于，所述旁通管 連接于所述供給管和所述熱介質(zhì)通路的連接部的附近。
8. 如權(quán)利要求l所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制部向所述熱介質(zhì)通路供給所述加熱介質(zhì)而加熱所述型腔，在所述型腔的溫度到達(dá)所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前，以比所述 預(yù)定的溫度區(qū)域低的溫度中止所述型腔的加熱，并且，在包含中止了 所述加熱的溫度的溫度區(qū)域維持預(yù)先設(shè)定的時(shí)間后，再升溫至上述預(yù) 先設(shè)定的溫度區(qū)域。
9. 如權(quán)利要求8所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于， 在比所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域低且包含中止了所述加熱的溫度的溫度區(qū)域進(jìn)行注射。
10. 如權(quán)利要求l所述注射成形系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制部在與所述成形材料的注射工序協(xié)動(dòng)地向所述熱介質(zhì)通路供給所述冷卻介質(zhì)而冷卻所述型腔的過程中，在完成注射后或從注 射完成起的冷卻響應(yīng)的延遲估計(jì)量之前，進(jìn)行所述冷卻介質(zhì)向所述熱 介質(zhì)通路的供給，停止所述冷卻介質(zhì)的供給后，將所述型腔的溫度維 持在所述成形材料進(jìn)行退火的溫度區(qū)域。
11. 如權(quán)利要求IO所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制部為了將所述型腔的溫度維持在所述樹脂進(jìn)行退火的溫度區(qū)域，切換所述加熱介質(zhì)或所述冷卻介質(zhì)向所述熱介質(zhì)通路的供給 的開/關(guān)。
12. 如權(quán)利要求l所述的注射成形系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域?yàn)榻Y(jié)晶性的所述成形材料進(jìn)行結(jié)晶化的 溫度區(qū)域。
13. —種計(jì)算機(jī)程序，其用于在控制部中執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的處理， 所述控制部是為了調(diào)整注射成形機(jī)的模具的型腔的溫度而控制加熱介 質(zhì)及冷卻介質(zhì)對于在所述模具中形成的熱介質(zhì)通路的供給的控制部， 其特征在于，包含向所述型腔內(nèi)注射成形材料時(shí)，向所述熱介質(zhì)通路供給所述加熱 介質(zhì)而加熱所述型腔的步驟；以使所述成形材料注射時(shí)所述型腔的溫度不超過預(yù)先設(shè)定的溫度 區(qū)域的方式，在所述型腔的溫度達(dá)到所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前開始所述成形材料的注射、或中止注射中的所述型腔的加熱的步驟；所述型腔的溫度到達(dá)所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域以后，將所述型腔的溫度維持在所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的步驟；在完成所述成形材料的注射后、或在從注射的完成起的冷卻響應(yīng)的延遲估計(jì)量之前，向所述熱介質(zhì)通路供給所述冷卻介質(zhì)而冷卻所述 型腔的步驟。
14. 如權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于， 將所述型腔的溫度維持在所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的步驟中，基于所述型腔的溫度或經(jīng)過時(shí)間，控制所述加熱介質(zhì)對所述熱介質(zhì)通路 的供給。
15. 如權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于， 所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域是結(jié)晶性的所述成形材料進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域。
16. —種注射成形方法，其特征在于，包含 向型腔內(nèi)注射成形材料時(shí)，向設(shè)置于模具內(nèi)的熱介質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)而加熱所述型腔的工序；以使所述型腔的溫度不超過所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的方式，在 所述型腔的溫度達(dá)到所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域之前開始所述成形材料 的注射、或中止注射中的所述型腔的加熱的工序；所述型腔的溫度到達(dá)所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域以后，將所述型腔 的溫度維持在所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的工序；在完成注射后或從注射完成起的冷卻響應(yīng)的延遲估計(jì)量之前，向 所述熱介質(zhì)通路供給所述冷卻介質(zhì)而冷卻所述型腔的處理。
17. 如權(quán)利要求16所述注射成形方法，其特征在于， 所述預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域是結(jié)晶性的所述成形材料進(jìn)行結(jié)晶化的溫度區(qū)域。
18. —種注射成形機(jī)，其特征在于，具備 模具驅(qū)動(dòng)部，其開閉模具；注射缸，其向所述模具的型腔注射結(jié)晶性的成形材料；加熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)，其為了加熱所述型腔而向形成于所述模具的 熱介質(zhì)通路供給加熱介質(zhì)；冷卻介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)，其為了冷卻所述型腔而向所述熱介質(zhì)通路供 給冷卻介質(zhì)；控制部，其控制所述加熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)及所述冷卻介質(zhì)供給機(jī)構(gòu) 中的所述加熱介質(zhì)及所述冷卻介質(zhì)的供給，在從所述注射缸向所述型 腔內(nèi)注射所述成形材料時(shí)，向所述熱介質(zhì)通路供給所述加熱介質(zhì)而加 熱所述型腔，在所述成形材料的注射完成后，向所述熱介質(zhì)通路供給 所述冷卻介質(zhì)以冷卻所述型腔，所述控制部以使所述型腔的溫度不超過所述成形材料進(jìn)行結(jié)晶化 的溫度區(qū)域的方式，在開始從所述注射缸向所述型腔內(nèi)注射所述成形 材料之前中止所述型腔的加熱，并且，在開始從所述注射缸向所述型 腔內(nèi)注射所述成形材料后、直到供給所述冷卻介質(zhì)而開始冷卻所述型 腔的期間內(nèi)，將所述型腔的溫度維持在所述成形材料進(jìn)行結(jié)晶化的溫 度區(qū)域。
19.如權(quán)利要求18所述的注射成形機(jī)，其特征在于，具備供給管，其從所述加熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)向所述熱介質(zhì)通路送入所述加熱介質(zhì)；返回管，其使從所述熱介質(zhì)通路排出的所述加熱介質(zhì)返回所述加 熱介質(zhì)供給機(jī)構(gòu)；旁通管，其連接所述供給管和所述返回管之間，在將所述加熱介 質(zhì)供給機(jī)構(gòu)中的所述加熱介質(zhì)向所述熱介質(zhì)通路的供給設(shè)為關(guān)時(shí)，使 所述加熱介質(zhì)從所述供給管向所述返回管旁通。
全文摘要
本發(fā)明提供注射成形系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序、注射成形方法、注射成形機(jī)，即使相對于利用加熱介質(zhì)的熱供給模具的溫度上升存在延遲，也能夠正確地進(jìn)行模具的溫度控制。注射成形周期中，樹脂的注射開始后，按照將固定側(cè)模具、可動(dòng)側(cè)模具的溫度維持在預(yù)先設(shè)定的溫度區(qū)域的上限TU和下限TL之間的方式，進(jìn)行溫度控制。固定側(cè)模具、可動(dòng)側(cè)模具的溫度控制僅通過加熱介質(zhì)的供給的ON/OFF來進(jìn)行，不進(jìn)行利用冷卻介質(zhì)的冷卻等。另外，在冷卻樹脂的過程中，通過冷卻介質(zhì)的供給停止、加熱介質(zhì)的供給及停止進(jìn)行溫度控制，以將固定側(cè)模具、可動(dòng)側(cè)模具的溫度維持在對樹脂的退火有效的溫度區(qū)域的上限TUa和下限TLa之間。
文檔編號(hào)B29C45/73GK101528440SQ20078003977
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者今枝智, 服部充孝, 苅谷俊彥, 野崎滋, 鹿瀬義雄 申請人:三菱重工塑膠科技股份有限公司