(57)【要約】【課題】  成形品の内部に高温部／低温部があるかを容易に確認することができる表示方法を提供する。【解決手段】  射出成形プロセスのシミュレーション結果を表示する表示方法であって、成形品の形状表面上の対象点から所定範囲内に存在するそれぞれの点において算出された温度のうち最大温度を前記成形品の形状表面上の対象点の温度として表示することを特徴とする表示方法を提供する。【選択図】  図４
2005284570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形プロセスのシミュレーション結果を表示する表示方法であって、
成形品の形状表面上の対象点から所定範囲内に存在するそれぞれの点において算出された温度のうち最大温度を前記成形品の形状表面上の対象点の温度として表示することを特徴とする表示方法。
【請求項２】
請求項１において、前記成形品の型に材料を充填したときから所定の時間において、前記成形品の形状表面上の対象点とした温度が第１の温度より高い場合、最大許容肉厚より厚い部分として表示し、前記第１の温度より低い第２の温度より低い場合、最小許容肉厚より薄い部分である旨の表示を行うことを特徴とする表示方法。
【請求項３】
請求項１において、前記成形品の形状表面上の対象点とした温度が最大許容温度まで低下する時間と予め入力された目標成形サイクル時間とを比較し、目標成形サイクル時間以上である場合には目標成形サイクル以下のその他の対象点と区別して表示することを特徴とする表示方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表示方法を実行するためのプログラム。
【請求項５】
請求項４のプログラムを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形品の成形プロセスシミュレーション法に関し、特にシミュレーション結果から特定の部分を検出し表示する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、プラスティックなどの成形品を生成する際、成形品に厚肉部分があり、長時間高温を維持すると、その厚肉部周辺にひけとよばれる成形不良が発生したり、厚肉で高温な部分が取り出し可能になるまで型内に成形品を保持したりする必要が生じる。そのため成形サイクルが長期化してしまう。その一方、薄肉で早く冷却される部分は成形時に充填しない可能性がある。従って成形品中の厚肉部、および薄肉部の状態を検出する必要がある。
【０００３】
上記方法とは別に、非特許文献１（Ｍ．Ｒｅｚａｙａｔ，Ｔ．Ｅ．Ｂｕｒｔｏｎらによる論文「Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｂｏｕｎｄａｒｙ−ｅｌｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｆｉｎｉｔｅ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｏｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｂｌｅｍｓ  Ｖｏｌ５  Ｐａｒｔ１，Ｐａｇｅ８４−９５，１９８７」）では射出成形過程の冷却シミュレーション法が記載されている。この文献では成形品形状の板厚中心の部分にシェル要素モデルを作成し、各要素に板厚を与え、成形品および金型部分の温度解析を行う方法が記載されている。
【非特許文献１】Ｍ．Ｒｅｚａｙａｔ，Ｔ．Ｅ．Ｂｕｒｔｏｎ，Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｂｏｕｎｄａｒｙ−ｅｌｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｆｉｎｉｔｅ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｏｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｂｌｅｍｓ  Ｖｏｌ５  Ｐａｒｔ１，Ｐａｇｅ８４−９５，１９８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
「Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｂｏｕｎｄａｒｙ−ｅｌｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｆｉｎｉｔｅ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｏｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ」に記載の方法は、温度が高く冷却されるまでに時間のかかる部分や温度が早く低くなり成形を行うと未充填が発生する可能性のある部分を検出することが可能であるが、成形品のどの部分に高温部／低温部があるかを確認することが難しいという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上述した問題点を解決するために、成形品の形状表面上の対象点から所定範囲内に存在するそれぞれの点において算出された温度のうち最大温度を前記成形品の形状表面上の対象点の温度として表示することを特徴とする射出成形プロセスのシミュレーション結果を表示する表示方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
成形品の断面図を作成することなく、成形品の表面上に肉厚方向に関して最大の温度を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る手順を示すフローチャート図である。図９は、本実施の形態の情報処理装置の構成を示す。
【０００８】
バス９０１には、中央処理装置（ＣＰＵ）９０２、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０４、ネットワークインターフェース９０５、入力装置９０６、出力装置９０７及び外部記憶装置９０８が接続されている。
【０００９】
ＣＰＵ９０２には、データの処理又は演算を行うと共に、バス９０１を介して接続された各種構成要素を制御するものである。ＲＯＭ９０３には、予めＣＰＵ９０２の制御手順（コンピュータプログラム）を記憶させておき、このコンピュータプログラムをＣＰＵ９０２が実行することにより、起動する。外部記憶装置９０８にコンピュータプログラムが記憶されており、そのコンピュータプログラムがＲＡＭ９０４にコピーされて実行される。ＲＡＭ９０４は、データの入出力、送受信のためのワークメモリ、各構成要素の制御のための一時記憶として用いられる。外部記憶装置９０８は、例えばハードディスク記憶装置やＣＤ−ＲＯＭ等であり、電源を切っても記憶内容が消えない。ＣＰＵ９０２には、ＲＡＭ９０４内のコンピュータプログラムを実行することにより本実施形態の処理を行う。
【００１０】
ネットワークインターフェース７０５は、インターネット（図１及び図６）１０８等のネットワークに接続するためのインタフェースである。入力装置７０６は、例えばキーボード、マウス等であり、各種指定又は入力等を行うことができる。出力装置７０７は、ディスプレイ及びプリンタ等である。
【００１１】
本実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。
【００１２】
図１に沿って本実施の形態の処理を説明する。
【００１３】
ステップＳ１０１において、成形品形状を表すＣＡＤデータを読み込む。そして、ステップＳ１０２において、読み込まれたＣＡＤデータに対してメッシュ分割を行う。
【００１４】
次に、ステップＳ１０３において、メッシュ分割された成形品形状を示すＣＡＤデータに対して、各分割領域の温度をそれぞれ計算する。この計算は公知のシュミュレーション方法を用いるのでその説明を省略する。そして、ステップＳ１０５において、型に材料を注入してから一定時間ごとの温度履歴をメッシュ分割された領域ごとにＲＡＭ９０４に記憶する。
【００１５】
ステップＳ１０６において、成形品の各メッシュ分割された領域の温度履歴から板厚方向の最大温度を抽出する。そして、ステップＳ１０７において、抽出された成形品の板厚方向の最大温度を成形品表面の値として反映させ、この成形品の板厚方向の最大温度７を形状の表面上に表示する。
【００１６】
このように、板厚方向の最大温度が形状表面に表示されるため、成形品の内部を表示させなくても成形品のどの部分が高温になるか容易に認識することができる。
【００１７】
図２は図１のステップＳ１０５，Ｓ１０６の成形品各部の温度履歴から板厚方向の最大温度を算出する部分の詳細を表すフローチャートである。
【００１８】
ステップＳ２０１において、成形品表面上の任意の点ｉと向かい合う形状の点ｊがあらかじめ与えられた指定距離以内にあるかどうかを判断する部分である。この向かい合う形状の点ｊが与えられた指定距離以内に存在する場合（すなわち、成形品の肉厚が指定距離より薄い場合）、成形品表面上の点ｉと向かい合う形状の点ｊの距離を板厚方向の最大温度を有する点の検索範囲とする。
【００１９】
一方、向かい合う形状の点ｊが与えられた指定距離以内にない場合にはＳ３にて与えられた指定距離を板厚方向の最大温度を持つ点の検索範囲とする。
【００２０】
図３（ａ），（ｂ）はメッシュ分割された成形品形状の断面図の一例を示している。
【００２１】
形状表面上の対象点ｉ（１１）に対し、図２のステップＳ２０１において与えられた指定距離内の範囲１０に対象点ｉ（１１）に向かい合う形状表面上の点があるかどうか検索される。その結果向かい合う形状表面上の点ｊ（１２）が検索された場合（図３（ａ））、検索範囲は形状表面上の点１１と向かい合う形状表面上の点ｊ（１２）の距離の範囲１３に限定することになる（ステップＳ２０２）。なお、ここでいう点ｊ（１２）は、対象点ｉ（１１）の最も近い形状平面上の点となる。
【００２２】
一方、形状表面上の対象点ｉ（１１）に対し、ステップＳ２０１において与えられた指定距離内の範囲１０に図２のステップＳ２０１において与えられた指定距離内の範囲１０に形状表面上のｉ（１１）に向かい合う形状表面上の点ｊ（１２）が検索されない場合、与えられた指定距離が検索範囲となる（ステップＳ２０３）。
【００２３】
以上のステップＳ２０１〜Ｓ２０３に示した手順によって成形品表面上の点ｉに関する板厚方向の最大温度を有する点の検索範囲が決定される。
【００２４】
次にステップＳ２０４以降の処理を説明する。
【００２５】
ステップＳ２０４において、初期値として、形状表面上の点ｉの温度を板厚方向の最大温度とする。ステップＳ２０５において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３において決定した検索範囲の中から各点の温度を抽出し、各点の温度が板厚方向の最大温度より高い場合には板厚方向の最大温度をその点の温度に更新する。もし低ければ板厚方向の最大温度の更新は行わない。この処理を検索範囲内（対象点ｉが図３（ａ）の状況であれば検索範囲１３であり、図３（ｂ）の状況であれば検索範囲１０となる）の全ての点において実行する。
【００２６】
上記手順を全ての成形品表面上の点について繰り返し計算を行うことで、形状表面上の全ての点に対し板厚方向の最大温度が得られ、成形品の表面上に内部の温度状態も把握することができる。
【００２７】
次に具体的に成形品形状に適用した例を示す。
【００２８】
図４（ａ）は成形品の形状の一例を示した図である。図４（ｂ）は図４（ａ）に示した形状に対し、板厚方向の断面を作成し、その断面上に温度分布を表示した例である。図４（ｃ）は図４（ａ）に示した形状に対し、本実施の形態における表示方法によって成形品の板厚方向の最高温度を反映させて表示した例である。図４（ｂ）に比べ図４（ｃ）では断面を作成する必要なく高温部を認識することが可能となっている。
【００２９】
図５（ａ）は成形品の温度分布を示した図である。図５（ｂ）は板厚方向の断面を作成し、その断面上に温度分布を表示した例である。図５（ｃ）は本実施の形態における表示法によって成形品の板厚方向の最高温度を反映させて表示した例である。図５（ａ）では、成形品表面温度が低いため内部の温度を表示できておらず、図５（ｂ）では板厚方向の断面を作成し、その断面上に温度分布を表示しているので内部の温度を表示できているが、断面を作成する必要がある。一方、図５（ｃ）では断面を作成する必要なく高温部を認識することが可能となっている。薄肉部において、板厚方向の最高温度も他の部分と比較すると低くなっていることが容易に理解できる。
【００３０】
なお、本実施の形態は型へ材料を注入した開始時間からの時刻を選択的に表示することができる。
【００３１】
図６（ａ）は板厚をパラメータとして板厚０．３，０．５，１．０，１．５，２．０，３．０，４．０ｍｍについて初期温度を２１０℃、成形品表面温度を４０℃とし、非定常熱伝導解析を行い成形品部の板厚方向最大温度の履歴を示したグラフである。
【００３２】
以下最小板厚０．５ｍｍ、最大板厚３．０ｍｍを与えた場合を例に説明する。温度から板厚へ変換するための関係を作成するための特定時間を決定する必要がある。そこで板厚と板厚方向の最大温度の傾きがある値以上になる時間を特定時間とする。最小板厚の場合の板厚と板厚方向の最大温度の傾きを１００℃／ｍｍ、最大板厚の場合の板厚と板厚方向の最大温度の傾きを２０℃／ｍｍとした場合の特定時間はそれぞれ０．５ｓｅｃと２．０ｓｅｃとなる。その時の板厚と板厚方向の最大温度の関係を図６（ｂ）に示す。
【００３３】
図６（ｂ）は図６（ａ）のグラフから横軸を板厚方向の最大温度、縦軸を板厚にし、最小板厚Ｈ１および，最大板厚Ｇ１の時の板厚方向の最大温度／板厚がそれぞれ１００℃／ｍｍ，２０℃／ｍｍとなる特定の時間でのグラフを表示したものである。図６（ｂ）において、最小板厚Ｈ１の時に板厚方向の最大温度／板厚が１００℃／ｍｍとなる温度はＨ２すなわち６０℃であり、最大板厚Ｇ１の時に板厚方向の最大温度／板厚が２０℃／ｍｍとなる温度はＧ２すなわち１７０℃である。
【００３４】
したがって、例えば、図４（ｃ），図５（ｃ）に示すような板厚方向の最大温度のうち、時間が０．５ｓｅｃの時にＨ２すなわち６０℃以下の部分を低温部、時間が２．０ｓｅｃの時にＧ２すなわち１７０℃以上の部分を高温部として表示する。
【００３５】
図７は初期温度を２１０℃、成形品表面温度を４０℃とし、非定常熱伝導解析を行い最小板厚、最大板厚の場合の成形品部の板厚方向最大温度の履歴を示したグラフである。図中Ａ１は最大板厚３．０ｍｍの場合の成形品部の板厚方向最大温度の履歴を、Ａ２は最小板厚１．０ｍｍの場合の成形品部の板厚方向最大温度の履歴を示している。
【００３６】
Ａ３は離型時の板厚方向最大温度の許容値を示している。成形品部の板厚方向最大温度の履歴Ａ１，Ａ２および板厚方向最大温度の許容値Ａ３から板厚最小、最大部が板厚方向最大温度の許容値に達するまでの時間Ａ４，Ａ５が得られる。この図７ではＡ４は０．８ｓｅｃ，Ａ５は１３．５ｓｅｃとして示されている。
【００３７】
本実施の形態では、板厚最小部が板厚方向最大温度の許容値Ａ３に達したとき（時間Ａ４）、図２の処理において得られた板厚方向の最大温度の表示を離型時の板厚方向最大温度の許容値Ａ３より低い部分を最小許容肉厚より薄い薄肉部であることを示すような表示を行うこともできる。また、板厚方向最大温度の許容値Ａ３に達したとき（時間Ａ５）、板厚方向の最大温度の表示を板厚最大部が離型時の板厚方向最大温度の許容値Ａ３より高い部分を最大許容肉厚より厚い厚肉部であることを示すような表示を行うこともできる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、以下のような処理を実施することもできる。
【００３９】
図８は、一例として、図２に示す処理を用いていられた板厚方向の最大温度をある形状内の点Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の部分について履歴グラフとして表示したものである。目標成形サイクル時間をＭ１，離型時の板厚方向の最大温度の許容値をＭ２とすると、形状Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の履歴グラフより、Ｌ２，Ｌ３部の板厚方向最大温度が離型時の板厚方向の最大温度の許容値Ｍ２以下に低下する時間はＮ２，Ｎ３である。
【００４０】
図８に示すとおり、Ｌ１部についても板厚方向最大温度が離型時の板厚方向の最大温度の許容値Ｍ２以下になる時間を算出できるが、その時間は目標サイクル時間Ｍ１以上になっている。以上のようにして板厚方向最大温度が離型時の板厚方向の最大温度の許容値Ｍ２以下に低下する時間が目標サイクル時間Ｍ１以上になる部分を検出することができるためその部分を目標サイクル時間が達成できない原因部として表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態における情報処理装置の動作処理フローチャート。
【図２】本発明の実施の形態における情報処理装置の動作処理フローチャート。
【図３】本発明の実施の形態の動作処理を説明するための図。
【図４】本発明の処理結果を示す成形品の表示例を説明するための図。
【図５】本発明の処理結果を示す成形品の表示例を説明するための図。
【図６】成形品の肉厚および肉厚方向の最大温度、および型に材料を注入してからの時刻の関係を示す図。
【図７】成形品の肉厚および肉厚方向の最大温度、および型に材料を注入してからの時刻の関係を示す図。
【図８】成形品のある肉厚部分の最大温度、および型に材料を注入してからの時刻の関係を示す図。
【図９】本実施の形態における情報処理装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
９０２  ＣＰＵ
９０３  ＲＯＭ
９０４  ＲＡＭ
９０５  ネットワークインターフェース
９０６  入力装置
９０７  出力装置
９０８  外部記憶装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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