(57)【要約】【課題】微細な形状の転写が要求される射出成形において、適切な成形条件の導出を支援することのできる樹脂流動解析プログラム、樹脂流動解析装置、及び樹脂流動解析方法の提供を目的とする。【解決手段】射出成形機における成形条件を入力させ、記憶装置に記憶する成形条件入力手順と、解析空間を規定する解析空間情報を入力させ、記憶装置に記憶する解析空間情報入力手順と、前記解析空間を複数の微小空間に分割する解析空間分割手順と、複数の前記微小空間のそれぞれに空気、又は樹脂のいずれかの物質を配置する物質配置手順と、前記成形条件に基づいて、複数の前記微小空間のそれぞれについて、当該微小空間に配置されている物質に関して圧縮性流体の運動方程式を質量保存及びエネルギ保存式と共に解き、当該微小空間の物質の状態を示す情報の値を算出する解析手順とをコンピュータに実行させることにより上記課題を解決する。【選択図】図６
2008191830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機における成形条件を入力させ、記憶装置に記憶する成形条件入力手順と、
解析空間を規定する解析空間情報を入力させ、記憶装置に記憶する解析空間情報入力手順と、
前記解析空間を複数の微小空間に分割する解析空間分割手順と、
複数の前記微小空間のそれぞれに空気、又は樹脂のいずれかの物質を配置する物質配置手順と、
前記成形条件に基づいて、複数の前記微小空間のそれぞれについて、当該微小空間に配置されている物質に関して圧縮性流体の運動方程式を質量保存及びエネルギ保存式と共に解き、当該微小空間の物質の状態を示す情報の値を算出する解析手順とをコンピュータに実行させるための樹脂流動解析プログラム。
【請求項２】
前記解析手順は、前記運動方程式と共に、空気又は樹脂について状態方程式を解くことを特徴とする請求項１記載の樹脂流動解析プログラム。
【請求項３】
前記解析手順は、空気に係る前記微小空間と、樹脂に係る前記微小空間について並列的に前記運動方程式を解くことを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂流動解析プログラム。
【請求項４】
前記解析手順は、
樹脂に係る前記微小空間について、当該微小空間が金型に接しているか否かを判定する手順と、
金型に接していると判定された前記微小空間について、前記金型との間の熱移動を計算し、当該微小空間の温度を更新する手順と、
更新された温度と所定の閾値との比較結果に応じて、前記樹脂に係る前記微小空間の樹脂速度を減速する手順とを有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項記載の樹脂流動解析プログラム。
【請求項５】
前記解析手順は、前記成形条件に基づいて算出される樹脂の注入量が所定の値に達したときに前記樹脂の注入を停止することを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項記載の樹脂流動解析プログラム。
【請求項６】
前記解析手順は、前記樹脂の注入を停止した後も、複数の前記微小空間について質量保存及びエネルギ保存式と共に前記運動方程式を解くことを特徴とする請求項５記載の樹脂流動性解析プログラム。
【請求項７】
射出成形機における成形条件を入力させ、記憶装置に記憶する成形条件入力手段と、
解析空間を規定する解析空間情報を入力させ、記憶装置に記憶する解析空間情報入力手段と、
前記解析空間を複数の微小空間に分割する解析空間分割手段と、
複数の前記微小空間のそれぞれに空気、又は樹脂のいずれかの物質を配置する物質配置手段と、
前記成形条件に基づいて、複数の前記微小空間のそれぞれについて、当該微小空間に配置されている物質に関して圧縮性流体の運動方程式を質量保存及びエネルギ保存式と共に解き、当該微小空間の物質の状態を示す情報の値を算出する解析手段とを有することを特徴とする樹脂流動解析装置。
【請求項８】
射出成形機における成形条件を入力させ、記憶装置に記憶する成形条件入力手順と、
解析空間を規定する解析空間情報を入力させ、記憶装置に記憶する解析空間情報入力手順と、
前記解析空間を複数の微小空間に分割する解析空間分割手順と、
複数の前記微小空間のそれぞれに空気、又は樹脂のいずれかの物質を配置する物質配置手順と、
前記成形条件に基づいて、複数の前記微小空間のそれぞれについて、当該微小空間に配置されている物質に関して圧縮性流体の運動方程式を質量保存及びエネルギ保存式と共に解き、当該微小空間の物質の状態を示す情報の値を算出する解析手順とをコンピュータが実行することを特徴とする樹脂流動解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂流動解析プログラム、樹脂流動解析装置、及び樹脂流動解析方法に関し、特に射出成形機における樹脂流動解析プログラム、樹脂流動解析装置、及び樹脂流動解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機において、成形品ごとに適切な射出条件等を見出すためには作業者の経験に基づく試行錯誤に頼るところが大きい。しかし、実際に射出成形機を稼働させて試行錯誤を繰り返すのは、時間と費用がかかりすぎる。そこで、従来、コンピュータを用いた数値解析によって射出成形機の金型内部（キャビティ空間内）での樹脂の流動状態等を解析することが行われている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
他方において、近年では、ＤＶＤ基盤やＩＣカード等、薄肉品でかつ微細な形状（例えば、幅が１００μｍ以下の溝）の転写が要求される成形品に対するニーズが高まっている。このような成形品に対しては、射出圧縮成形法を用いるか、射出成形を用いる場合には、流動中の溶融樹脂の固化を防ぐ目的で高速射出（例えば、流速２ｍ／ｓ以上）が良いと言われている。
【特許文献１】特開平８−３３６８７４号公報
【特許文献２】特開２００１−２９３７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の金型内部での樹脂流動解析に関する技術は、近年における微細な形状の転写が要求される成形品を予定して考案されたものではなかった。したがって、微細な形状を有する成形品に関しては、必ずしも適切なシミュレーション結果を得ることができず、次のような成形不良や金型の破損等を回避するには、やはり作業者の経験や試行錯誤等に頼らざるを得ないというのが現状であった。
【０００５】
また、従来の樹脂流動解析方法においては、金型に囲まれたキャビティ空間内に存在する空気を無視する（すなわち、真空する）と共に、樹脂を非圧縮性流体（圧力がかかっても縮まらない流体）として取り扱っていたため、樹脂の流動や充填に関して正確な情報が得られないという問題があった。
【０００６】
図１は、微細な形状を転写するための射出成形の際の成形不良の例を示す図である。図２は、微細な形状を転写するための射出成形の際の金型破損の例を示す図である。図１及び図２では、微細な溝を有する金型５０１に樹脂５０２（溶融高分子樹脂）が注入されている様子が示されている。この際、射出条件等が適切に設定されていないと、図１の５０３に示されるように、樹脂５０２が溝に完全に充填される前に表面が固化し、固化層５０５を形成してしまったり、図２の５０４に示されるように、微細な溝の凸部が樹脂５０２の圧力によって変形してしまったりするという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、微細な形状の転写が要求される射出成形において、適切な成形条件の導出を支援することのできる樹脂流動解析プログラム、樹脂流動解析装置、及び樹脂流動解析方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで上記課題を解決するため、本発明は、射出成形機における成形条件を入力させ、記憶装置に記憶する成形条件入力手順と、解析空間を規定する解析空間情報を入力させ、記憶装置に記憶する解析空間情報入力手順と、前記解析空間を複数の微小空間に分割する解析空間分割手順と、複数の前記微小空間のそれぞれに空気、又は樹脂のいずれかの物質を配置する物質配置手順と、前記成形条件に基づいて、複数の前記微小空間のそれぞれについて、当該微小空間に配置されている物質に関して圧縮性流体の運動方程式を質量保存及びエネルギ保存式と共に解き、当該微小空間の物質の状態を示す情報の値を算出する解析手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【０００９】
このような樹脂流動解析プログラムでは、微細な形状の転写が要求される射出成形において、適切な成形条件の導出を支援することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、微細な形状の転写が要求される射出成形において、適切な成形条件の導出を支援することのできる樹脂流動解析プログラム、樹脂流動解析装置、及び樹脂流動解析方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図３は、本発明の実施の形態における樹脂流動解析装置の機能構成例を示す図である。図３において、樹脂流動解析装置１０は、樹脂熱流動解析部１１、金型構造解析部１２、及び高分子樹脂材料特性データベース１３等より構成される。
【００１２】
樹脂熱流動解析部１１は、解析空間条件２１、射出成形条件２２や、高分子樹脂材料特性データベース１３に登録されている情報等を入力情報とし、射出成形機の金型のキャビティ空間内における高分子溶融樹脂（以下、単に「樹脂」という。）や空気等の振る舞いについて数値解析（シミュレーション）を行う。より詳しくは、樹脂熱流動解析部１１は、解析空間条件２１によって規定される解析空間を２次元若しくは３次元のメッシュ（微小空間）に分割し、射出成形条件２２に基づき、メッシュごとに空気及び樹脂のそれぞれについて圧縮性流体の運動方程式（ナビエ・ストークスの式）を質量保存及びエネルギ保存式と共にＣＩＰ法を用いて解き、メッシュごとに樹脂充填途中及び充填後の物質の状態を示す情報（樹脂速度、樹脂温度、樹脂圧力、樹脂密度、空気速度、空気温度、空気圧力、空気密度、金型温度等）の値を算出する。
金型構造解析部１２は、樹脂熱流動解析部１１の解析結果として出力される情報の一部である流体作用データ２３に基づいて、樹脂の振る舞いによる金型への影響（特に、金型の形状に与える影響）を解析する。ここで、流体作用データ２３には、樹脂の圧力や温度、及び金型の温度等が含まれる。
【００１３】
高分子樹脂材料特性データベース１３は、射出成形に用いられる各種の樹脂について、物性値等の特性が登録されるデータベースである。図４は、高分子樹脂材料特性データベースのレコードの構成例を示す図である。
【００１４】
図４において、レコード１３１は、樹脂名、粘性係数、熱伝導率、密度、比熱、及び圧縮率等より構成される。高分子樹脂材料特性データベース１３には、これらの値を有するレコードが樹脂ごとに登録される。なお、粘性係数については、温度とひずみ速度との関数式が登録される。また、比熱については、温度の関数式が登録される。
【００１５】
図５は、本発明の実施の形態における樹脂流動解析装置のハードウェア構成例を示す図である。図５の樹脂流動解析装置１０は、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置１００と、補助記憶装置１０２と、メモリ装置１０３と、ＣＰＵ１０４と、表示装置１０５と、入力装置１０６とを有するように構成される。
【００１６】
樹脂流動解析装置１０での処理を実現するプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１０１によって提供される。プログラムを記録した記録媒体１０１がドライブ装置１００にセットされると、プログラムが記録媒体１０１からドライブ装置１００を介して補助記憶装置１０２にインストールされる。補助記憶装置１０２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、高分子樹脂材料特性データベース１３を構成する情報等、必要なファイルやデータ等を格納する。
【００１７】
メモリ装置１０３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１０２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１０４は、メモリ装置１０３に格納されたプログラムに従って樹脂流動解析装置１０に係る機能（樹脂熱流動解析部１１、金型構造解析部１２、及び高分子樹脂材料特性データベース１３等）を実現する。表示装置１０５はプログラムによるＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示する。入力装置１０６はキーボード及びマウス等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。
【００１８】
なお、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１０１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。また、樹脂流動解析装置１０は、ネットワークを介して接続される複数のコンピュータによって構成されてもよい。例えば、樹脂熱流動解析部１１と金型構造解析部１２とが異なるコンピュータ上において動作するようにしてもよい。
【００１９】
以下、図３の樹脂流動解析装置の処理手順について説明する。図６は、樹脂流動解析装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【００２０】
数値解析の実行が指示されると、樹脂熱流動解析部１１は、解析空間条件２１の入力を受け付ける（Ｓ１０１）。解析空間条件２１としては、金型の寸法、形状、キャビティ空間の寸法、及び形状（溝空間の寸法、形状、個数等を含む）等が入力される。続いて、樹脂熱流動解析部１１は、解析空間条件２１によって規定される解析空間を仮想的に生成し、当該解析空間を２次元若しくは３次元のメッシュ（格子）に分割する（Ｓ１０２）。
【００２１】
続いて、樹脂熱流動解析部１１は、射出成形条件２２の入力を受け付ける（Ｓ１０３）。射出成形条件２２としては、樹脂充填前の金型温度、樹脂流量、樹脂圧力等が入力される。樹脂熱流動解析部１１は、入力された情報を、メモリ装置１０３又は補助記憶装置１０２内に保持する（記録する）。樹脂熱流動解析部１１は、また、射出成形条件２２に対する初期条件を各メッシュに設定する。
【００２２】
図７は、メッシュに分割された解析空間に初期条件が設定された状態を示す概念図である。図７において、２１０は金型を示す。また、２２０はキャビティ空間を示す。金型２１０には、複数の微細な溝（例えば、幅が１００μｍ以下の溝）２２１が形成されている。なお、ステップＳ１０３では、金型２１０に係るメッシュには、金型２１０を構成する物質が配置され、キャビティ空間２２０に係るメッシュには、空気が配置される。但し、キャビティ空間２２０に係るメッシュの入り口部分（樹脂初期位置）においては、樹脂２３０が配置される。
【００２３】
続いて、樹脂熱流動解析部１１は、境界条件と、解析を停止する時間（打ち切り時間）の設定を受け付ける（Ｓ１０４）。境界条件としては、例えば、樹脂の入り口条件として、樹脂の流速、又は圧力が入力される。また、キャビティ空間２２０の出口条件として、出口が塞がれているか否か（樹脂が流れ出ることができるか否か）が設定される。出口が塞がれている場合、出口を塞ぐ壁からの樹脂の跳ね返りを考慮して解析が行われ、出口が塞がれていない場合、出口からの樹脂の流出を考慮して解析が行われるからである。
【００２４】
続いて、樹脂熱流動解析部１１は、計算開始時からの時間ｔを０に初期化する（Ｓ１０５）。以降のステップは、メッシュごとに、経過時間ｔの経過に応じて数値解析が行われる。
【００２５】
まず、樹脂熱流動解析部１１は、時間ｔでの各メッシュにおける樹脂の物性値を、樹脂の流速、圧力、温度等のパラメータに基づいて構成方程式により算出する（Ｓ１０６）。ここで、最初の時間ｔにおける樹脂の物性値は、初期条件として与えられた樹脂の流速、圧力、温度等のパラメータに基づいて算出される。具体的には、樹脂に係るメッシュについては代表的な条件のもとでの樹脂の物性値が高分子樹脂材料特性データベース１３より取得される。そして、構成方程式と、初期条件として与えられたパラメータとしての温度等に基づいて、初期条件下での物性値（粘性係数、熱伝達率）が求められる。
【００２６】
続いて、樹脂熱流動解析部１１は、構成方程式を運動量の保存則に加えることで流体の運動方程式を構成し、流体の運動方程式と、質量保存式と、エネルギ保存式とを連立して解くことにより、各メッシュの物質に応じて、当該物質の状態を示す情報を算出する（Ｓ１０７−１）。すなわち、空気が配置されているメッシュについては、空気速度、空気温度、空気圧力、及び空気密度が算出される。樹脂が配置されているメッシュについては、樹脂速度、樹脂温度、樹脂圧力、及び樹脂密度が算出される。金型が配置されているメッシュについては、金型温度が算出される。このように、同一時間ｔにおいて、空気に係るメッシュと樹脂に係るメッシュについて、圧縮性流体の運動方程式が同時に（並列的）に解かれる。
【００２７】
方程式を解くにあたり、樹脂熱流動解析部１１は、ＣＩＰ法を用いる。ＣＩＰ法を用いることにより、粗いメッシュでも気液界面（空気と樹脂との界面）を正確に表現できるため、微細な領域についても許容できる時間内において計算が可能となる。また、界面の形状が計算の進行と共にぼやけてくることが無いため、両者の運動を同時に解くことができる。また、樹脂と空気のように物性値の大きく異なる流体が共存する場合でも、計算が破綻することが無い。
【００２８】
なお、流体の運動方程式であるナビエ・ストークスの方程式は、以下の通りである。
【００２９】
【数１】
2008191830.tif 000003
また、樹脂熱流動解析部１１は、ナビエ・ストークスの方程式等と共に、空気と樹脂についてそれぞれ、状態方程式（ρ（密度）＝ｆ（ｐ（圧力），Ｔ（温度）））を解く（Ｓ１０７−２）。状態方程式を共に解くことにより、樹脂及び空気の圧縮性を考慮した計算結果を得ることができる。
【００３０】
続いて、樹脂熱流動解析部１１は、樹脂に係るメッシュについて、金型と接しているメッシュを抽出する（Ｓ１０８）。樹脂熱流動解析部１１は、抽出された各メッシュと、当該メッシュと接している金型に係るメッシュについて、樹脂と金型間との熱移動（熱伝達）の計算をし（Ｓ１０９）、これらの各メッシュに係る樹脂又は金型の温度を変更する（Ｓ１１０）。
【００３１】
図８は、樹脂と金型との間の熱移動の計算を説明するための概念図である。図８において、樹脂２３０に係るメッシュのうち、金型２１０と接しているメッシュについて熱移動の計算が行われる。通常、樹脂の温度の方が高いため、図中の矢印に示されるように樹脂２３０から金型２１０に熱が移動する。その結果、樹脂の温度は下降し、金型の温度は上昇する。
【００３２】
なお、空気に係るメッシュや、金型と接していない樹脂のメッシュ、樹脂と接していない金型のメッシュについては、ステップＳ１０９及びＳ１１０は実行されない。
【００３３】
続いて、樹脂熱流動解析部１１は、樹脂に係る各メッシュについて、温度（樹脂温度）は、ガラス転位温度（固化温度）以下であるか否かを判定する（Ｓ１１１）。ガラス転位温度は、予め閾値として設定しておけばよい。例えば、高分子樹脂材料特性データベース１３において、各樹脂のレコードを構成する項目の一つとして登録しておいてもよい。
【００３４】
ガラス転位温度以下のメッシュについては（Ｓ１１１でＹｅｓ）、樹脂熱流動解析部１１は、当該メッシュに係る樹脂速度を減速させる（Ｓ１１２）。この処理によって、樹脂表面が固化した場合には、温度の低下に応じて樹脂が流れにくくなり、遂には停止する現象が再現されている。なお、減速の度合いは経験値に基づいて定めればよい。現在の速度から絶対値を減算してもよいし、０以上１以下の係数を乗算してもよい。なお、樹脂に係るメッシュのうち、温度がガラス転位温度より高いメッシュについては、ステップＳ１１２の処理は実行されない。したがって、当該メッシュについては樹脂速度は減速されない。
【００３５】
続いて、樹脂熱流動解析部１１は、キャビティ空間に注入された樹脂の総量が規定量（例えば、キャビティ空間の体積）に達したか否かを判定する（Ｓ１１３）。なお、注入された樹脂の総量は、入り口条件における樹脂の流速を入り口横断面積について積分し、経過時間を乗ずることにより算出される。樹脂の総量が規定量に達している場合（Ｓ１１３でＹｅｓと判定した場合）、樹脂熱流動解析部１１は、樹脂の注入を停止する（Ｓ１１４）。具体的には、入り口条件における樹脂の流速を０とする。
【００３６】
ステップＳ１１３又はＳ１１４に続いて、樹脂熱流動解析部１１は、時間ｔが、打ち切り時間に達したか否かを判定する（Ｓ１１５）。打ち切り時間に達していない場合（Ｓ１１５でＮｏ）、時間ｔを進め（例えば、０．０１秒分進める。）（Ｓ１１６）、新たな時間ｔにおいて、ステップＳ１０６以降の処理を繰り返す。したがって、樹脂の注入が停止されていない場合、樹脂の充填途中の数値解析（充填解析）が引き続き実行される。一方、樹脂の注入が停止されている場合、樹脂の充填後の数値解析（充填された樹脂が時間の進行と共に徐々に固化していく過程に関する解析（保圧・冷却解析））が実行される。なお、各時間ｔにおける解析結果（計算結果）は、樹脂熱流動解析部１１によって補助記憶装置１０２又はメモリ装置１０３に記録（蓄積）される。
【００３７】
また、時間ｔが打ち切り時間に達していない場合には、前の時間ｔで算出されたパラメータ（樹脂の流速、圧力、及び温度）を用いて構成方程式により次の時間ｔにおける物性値が算出される（Ｓ１０６）。より具体的には、樹脂熱流動解析部１１は、樹脂に係るメッシュについて、更新された温度に基づいて、樹脂の粘性係数を計算し、当該メッシュの粘性係数の値を更新する。すなわち、樹脂の温度が低下すると樹脂が流れにくくなるが、その現象を解析結果に取り込むための処理である。粘性係数の計算は、高分子樹脂材料特性データベース１３に登録されている温度とひずみ速度との関数式によって算出される。概念的には、次のようなグラフに、樹脂の温度とひずみ速度とを当てはめることにより粘性係数が導出される。
【００３８】
図９は、樹脂の温度及びひずみ速度と樹脂の粘性係数との関係を示す図である。図９において、曲線ｌ１、ｌ２、ｌ３は、樹脂温度がそれぞれ２４５℃、１７０℃、１２０℃におけるひずみ速度と粘性係数との関係を示すグラフである。しがたって、樹脂熱流動解析部１１は、現時点（時間ｔ）における樹脂温度に対応するグラフ（関数式）を選択し、その関数式に対して樹脂のひずみ速度を代入することにより粘性係数を算出する。これにより、より現実に近いモデルが作成される。
【００３９】
時間ｔが、打ち切り時間に達すると（Ｓ１１５）、樹脂熱流動解析部１１は、解析処理を終了し、補助記憶装置１０２又はメモリ装置１０３に記録されている解析結果（数値）に基づいて樹脂、空気及び金型等の振る舞いを表現した画像を時間の経過に応じて変化させながら（すなわち、動画として）表示装置１０５に表示させる（Ｓ１１７）。または、解析結果の数値をプリンタに印刷するようにしてもよいし、ユーザに指定された時間ｔにおける状態を示す画像を表示若しくは印刷するようにしてもよい。
【００４０】
解析結果を表示装置１０５に表示させる場合、例えば、次のような画像が表示される。図１０及び図１１は、樹脂充填後の或る時間における解析結果の表示例を示す図である。すなわち、図１０及び図１１は、樹脂の注入が停止された後のある時点における解析結果（密度コンタ）の表示例を示す。なお、図１０及び図１１中、図７又は図８と同一部分には同一符号を付している。
【００４１】
図１０において、（Ａ）は、金型２１０の初期温度が７０℃の場合、（Ｂ）は、金型２１０の初期温度が２７℃の場合の解析結果を示している。（Ａ）の場合、キャビティ空間２２０は、ほぼ樹脂２３０で満たされるが、溝空間の一部に未充填部分２４１（樹脂が充填されず、空気が残っている部分）がわずかに残ってしまうこと示されている。（Ｂ）の場合、全ての溝において、未充填部分２４１が大きく残ってしまうことが分かる。これは、金型の温度が低すぎるため、樹脂２３０が溝空間に充填される前に固化してしまうことによる。したがって、少なくとも、金型の初期温度は２７℃より７０℃の方が適切であることが分かる。これは、図６において、特に、ステップＳ１０８〜Ｓ１１２による解析処理によって得られる結果である。
【００４２】
また、図１１は、図７のキャビティ空間２２０の出口を塞いだ場合の結果である。この場合、溝空間だけでなく、樹脂の出口側の壁にも未充填部分２４２が残ってしまうことが示されている。これは、特に、樹脂と空気とを圧縮性流体として解析し、空気の圧縮による抵抗が再現されたことにより得られる結果である。
【００４３】
樹脂熱流動解析部１１による解析結果のうち、流体作用データ２３（樹脂の圧力や温度等）は、金型構造解析部１２の入力情報として用いられる。金型構造解析部１２は、流体作用データ２３に基づいて金型の構造解析を行う。
【００４４】
図１２は、金型の構造解析を概念的に示す図である。図１２中、図８と同一部分には同一符号を付している。図１２に示されるように、金型構造解析部１２は、樹脂熱流動解析部１１と同様に、解析空間をメッシュに分割し、メッシュ（の節点）ごとに樹脂２３０の圧力による金型２１０への影響を解析する。より詳しくは、図中の矢印ａ１で示されるように、金型２１０に係るメッシュのうち、樹脂２３０に接しているメッシュについて、樹脂２３０の圧力と、金型２１０の温度とに基づいて金型２１０の変形量を算出する。樹脂２３０に接している金型２１０の各メッシュに対する樹脂２３０の圧力は、当該メッシュが接している樹脂２３０のメッシュの値が用いられる。また、温度は、金型２１０のメッシュの値が用いられる。
【００４５】
なお、金型構造解析部１２による金型の構造解析は、ある時点における流体作用データ２３に基づいて行っても良いし、各時間ｔにおける流体作用データ２３を連続的に用いて行っても良い。
【００４６】
上述したように、本実施の形態における樹脂流動解析装置１０は、キャビティ空間内における樹脂と空気とを圧縮性流体として数値解析を行うため、微細空間における、樹脂と空気の振る舞いをより現実に近い形で解析することが可能となる。例えば、樹脂と空気との振る舞いを圧縮性流体として並列的に（同時に）計算することにより、空気の体積圧縮による樹脂流入に対する抵抗を考慮した解析を行うことができる。
【００４７】
また、金型の構造解析においても、より現実に近い樹脂の作用データ用いた計算を実行することができ、微細空間における樹脂の作用による金型の影響を適切に数値解析することができる。
【００４８】
よって、微細な形状の転写が要求される射出成形において、適切な成形条件の導出を支援することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】微細な形状を転写するための射出成形の際の成形不良の例を示す図である。
【図２】微細な形状を転写するための射出成形の際の金型破損の例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における樹脂流動解析装置の機能構成例を示す図である。
【図４】高分子樹脂材料特性データベースのレコードの構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における樹脂流動解析装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図６】樹脂流動解析装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】メッシュに分割された解析空間に初期条件が設定された状態を示す概念図である。
【図８】樹脂と金型との間の熱移動の計算を説明するための概念図である。
【図９】樹脂の温度及びひずみ速度と樹脂の粘性係数との関係を示す図である。
【図１０】樹脂充填後の或る時間における解析結果の表示例を示す図である。
【図１１】樹脂充填後の或る時間における解析結果の表示例を示す図である。
【図１２】金型の構造解析を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０          樹脂流動解析装置
１１          樹脂熱流動解析部
１２          金型構造解析部
１３          高分子樹脂材料特性データベース
１００        ドライブ装置
１０１        記録媒体
１０２        補助記憶装置
１０３        メモリ装置
１０４        ＣＰＵ
１０５        表示装置
１０６        入力装置
Ｂ            バス
【図１】
2008191830.tif 000004
【図２】
2008191830.tif 000005
【図３】
2008191830.tif 000006
【図４】
2008191830.tif 000007
【図５】
2008191830.tif 000008
【図６】
2008191830.tif 000009
【図７】
2008191830.tif 000010
【図８】
2008191830.tif 000011
【図９】
2008191830.tif 000012
【図１０】
2008191830.tif 000013
【図１１】
2008191830.tif 000014
【図１２】
2008191830.tif 000015