CN110733160B - 注射成型装置及注射成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及注射成型装置及注射成型方法，能够抑制发生拉丝。注射成型装置具备：注射成型用模具，具有定模和动模，所述定模形成有供成型材料流入的浇口开口，所述动模在开模时与定模分离，并形成有型腔部；热流道，配置于定模的内部，并具有喷嘴部和加热器，该喷嘴部形成有将成型材料引导至浇口开口的流路；以及控制部，控制加热器的温度来调整热流道的温度，控制部在从热流道向型腔部注射成型材料时，将加热器的温度控制为第一温度，在成型材料的注射结束后，将加热器的温度控制为比第一温度高的第二温度，喷嘴部与浇口开口之间的间隙在将加热器的温度控制为第二温度时比将加热器的温度控制为第一温度时窄。

Description

注射成型装置及注射成型方法

技术领域

本发明涉及注射成型。

背景技术

现有技术中，如专利文献1所示，已知有将热塑性树脂等成型材料从喷嘴注射至模具内的注射成型装置。

专利文献1：日本专利特开2009-137260号公报

在通过具备热流道而在将流道加热的状态下进行成型的注射成型装置中，有时在热流道的喷嘴中使用开式浇口结构。在开式浇口结构中，由于浇口开口始终处于打开的状态，因而成型材料不会中断，有可能发生所谓的拉丝。

发明内容

本申请的技术问题在于抑制发生拉丝。

根据本发明的一方面，提供一种注射成型装置。该注射成型装置具备：注射成型用模具，具有定模和动模，所述定模形成有供成型材料流入的浇口开口，所述动模在开模时与所述定模分离，并且所述动模形成有型腔部；热流道，配置于所述定模的内部，并具有喷嘴部和加热器，所述喷嘴部形成有将所述成型材料引导至所述浇口开口的流路；以及控制部，控制所述加热器的温度来调整所述热流道的温度，在从所述热流道向所述型腔部注射所述成型材料时，所述控制部将所述加热器的温度控制为第一温度，在所述成型材料的注射结束后，所述控制部将所述加热器的温度控制为比所述第一温度高的第二温度，所述喷嘴部与所述浇口开口之间的间隙在将所述加热器的温度控制为所述第二温度时比将所述加热器的温度控制为所述第一温度时窄。

根据本发明的另一方面，提供一种注射成型方法。该注射成型方法包括：准备注射成型装置的工序，所述注射成型装置具备注射成型用模具和热流道，所述注射成型用模具具有定模和动模，所述定模形成有供成型材料流入的浇口开口，所述动模在开模时与所述定模分离，并且所述动模形成有型腔部，所述热流道配置于所述定模的内部，并具有喷嘴部和加热器，所述喷嘴部形成有将所述成型材料引导至所述浇口开口的流路；注射工序，将所述加热器的温度控制为第一温度而调整所述热流道的温度，并从所述热流道向所述型腔部注射所述成型材料；以及在所述注射工序结束后将所述加热器的温度控制为比所述第一温度高的第二温度而使所述喷嘴部与所述浇口开口之间的间隙比所述注射工序中的所述间隙更窄的工序。

附图说明

图1是表示作为本发明一实施方式的注射成型装置的简要构成的剖视图。

图2是表示平面螺旋件的构成的简要立体图。

图3是表示螺旋件对置部件的构成的简要俯视图。

图4是将图1的区域Ar1放大示出的放大剖视图。

图5是用于说明浇口开口周边的尺寸的剖视图。

图6是表示注射成型方法的步骤的工序图。

图7是表示喷嘴部热膨胀的情形的一例的说明图。

图8是表示第二实施方式的注射成型装置的主要部分的构成的剖视图。

图9是表示闸板机构滑动后的状态的剖视图。

图10是表示在其它实施方式1中喷嘴部热膨胀的情形的说明图。

图11是表示在其它实施方式1中喷嘴部热膨胀的情形的说明图。

附图标记说明

10…注射成型装置、11…端面、12…中央部、13…凸条部、20…材料生成部、21…平面螺旋件、22…槽部、23…材料流入口、25…螺旋件对置部件、26…贯通孔、27…螺旋件对置面、28…引导槽、29…驱动电机、30…注射部、32…注射气缸、34…注射柱塞、36…止回阀、38…注射电机、40…注射成型用模具、41…定模、42…热流道安装孔、43…端部、45…浇口开口、48…动模、49…型腔部、50…模具开关部、58…模具开关电机、59…推杆、90…控制装置、95…控制部、100…热流道、110…主体部、120…喷嘴部、122…连接部、124…凸缘部、126…前端部、127…喷嘴口、130…加热器、132…第一加热器、134…第二加热器、140…绝热部、150…流路、300…闸板机构、310…流路孔、AX、BX…轴线、D1、D2、D3…直径、L1…最窄尺寸、Ar1、Ar2…区域

具体实施方式

A.第一实施方式：

A-1.装置构成：

图1是表示作为本发明一实施方式的注射成型装置10的简要构成的剖视图。图1示意性示出了在包括形成于热流道100中的流路150的轴线AX的剖面处将注射成型装置10沿铅直方向剖切而得的剖面。图1中示出了相互正交的X轴、Y轴以及Z轴，+Z方向相当于铅直向上方向。轴线AX与X轴平行。图1的X轴、Y轴以及Z轴分别与其它附图的X轴、Y轴以及Z轴对应。注射成型装置10将热塑性树脂等成型材料注射至模具内来制造成型品。注射成型装置10具备材料生成部20、注射部30、注射成型用模具40、模具开关部50以及控制装置90。

材料生成部20通过使从配置于铅直上方的未图示的料斗供给的固体材料的至少一部分塑化、熔融而生成具有流动性的成型材料，并供给至注射部30侧。这样的固体材料以颗粒、粉末等各种粒状的形态投入到料斗中。材料生成部20具有平面螺旋件21、螺旋件对置部件25以及驱动电机29。

平面螺旋件21具有沿着轴线AX的长度比直径小的大致圆柱状的外观形状。平面螺旋件21以形成于热流道100的流路150的轴线AX与平面螺旋件21的轴线AX一致的方式配置。在平面螺旋件21的、与螺旋件对置部件25相对侧的端面11上形成有槽部22，在外周面上形成有材料流入口23。槽部22延续至材料流入口23。材料流入口23接收从料斗供给的固体材料。

图2是表示平面螺旋件21的端面11的构成的简要立体图。平面螺旋件21的端面11的中央部12构成为与槽部22的一端连接的凹部。中央部12与图1所示的螺旋件对置部件25的贯通孔26相对。在本实施方式中，中央部12与轴线AX交叉。平面螺旋件21的槽部22由所谓的涡旋槽构成，且以从轴线AX所处的中央部朝向平面螺旋件21的外周面侧画弧的方式形成为漩涡状。槽部22也可以构成为螺旋状。在端面11上设有构成槽部22的侧壁部且沿着各槽部22延伸的凸条部13。

在本实施方式中的平面螺旋件21的端面11上形成有三个槽部22和三个凸条部13，但并不限于三个，也可以分别形成一个或两个以上的任意数量的槽部22和凸条部13。另外，也可以与槽部22的数量相应地设置任意数量的凸条部13。另外，在本实施方式中的平面螺旋件21的外周面上，沿着圆周方向等间隔地排列形成有三个材料流入口23。需要说明的是，并不限于三个，也可以形成一个或两个以上的任意数量的材料流入口23，而且并不限于等间隔，也可以呈互不相同的间隔排列形成。

图1所示的螺旋件对置部件25具有大致圆板状的外观形状，与平面螺旋件21的端面11相对配置。在螺旋件对置部件25中埋入有用于加热材料的未图示的加热部件。在螺旋件对置部件25上形成有沿轴线AX贯通的贯通孔26。贯通孔26作为将成型材料导入热流道100的流路而发挥作用。在螺旋件对置部件25上形成有沿着与轴线AX正交的轴贯通的注射气缸32。注射气缸32构成注射部30的一部分，并与贯通孔26连通。

图3是表示螺旋件对置部件25的构成的简要俯视图。在图3中，示出了螺旋件对置部件25中与平面螺旋件21的端面11相对配置的螺旋件对置面27。贯通孔26形成于螺旋件对置面27的中心。在螺旋件对置面27上形成有多个引导槽28，该多个引导槽28与贯通孔26连接，且从贯通孔26朝向外周呈漩涡状延伸。多个引导槽28具有将流入平面螺旋件21的中央部12的成型材料引导至贯通孔26的功能。

图1所示的驱动电机29与平面螺旋件21的、与螺旋件对置部件25相对一侧的相反侧的端面连接。驱动电机29根据来自控制部95的指令进行驱动，使平面螺旋件21以轴线AX为旋转轴进行旋转。

从材料流入口23供给的材料的至少一部分边在平面螺旋件21的槽部22内被螺旋件对置部件25的加热部件加热，边通过平面螺旋件21的旋转而被塑化、熔融，提高流动性的同时被输送而导入贯通孔26。通过平面螺旋件21的旋转，也实现成型材料的压缩及脱气。

注射部30对从材料生成部20供给的成型材料进行计量，并注射至形成于注射成型用模具40的动模48的型腔部49中。注射部30具有注射气缸32、注射柱塞34、止回阀36、注射电机38以及热流道100。

注射气缸32在螺旋件对置部件25的内部形成为大致圆筒状，且与贯通孔26连通。注射柱塞34以能够滑动的方式配置于注射气缸32内。通过使注射柱塞34朝向铅直上方滑动，从而将贯通孔26内的成型材料引入注射气缸32内进行计量。通过使注射柱塞34朝向铅直下方滑动，将注射气缸32内的成型材料压送至热流道100侧，并注射至型腔部49中。止回阀36在比注射气缸32与贯通孔26的连通部位更靠平面螺旋件21侧的位置处配置于贯通孔26内。止回阀36允许成型材料从平面螺旋件21侧向热流道100侧流动，而抑制成型材料从热流道100侧向平面螺旋件21侧倒流。当注射柱塞34朝向铅直下方滑动时，止回阀36所具有的球状的阀芯向平面螺旋件21侧移动，从而将贯通孔26堵塞。注射电机38根据来自控制部95的指令进行驱动，使注射柱塞34在注射气缸32内滑动。注射柱塞34的滑动速度及滑动量根据成型材料的种类、型腔部49的大小等而预先设定。热流道100具有将成型材料在已加热的状态下引导至型腔部49的功能。关于热流道100的详细说明，之后进行叙述。

注射成型用模具40具有定模41和动模48。在定模41的内部形成有沿轴线AX贯通的热流道安装孔42。热流道100配置在热流道安装孔42中。

图4是将图1的区域Ar1放大进行图示的放大剖视图。热流道安装孔42形成为从材料生成部20侧起内径依次逐步缩小。热流道安装孔42的与材料生成部20侧相反侧的端部43形成为内径逐渐缩小的大致圆锥状。端部43的前端侧作为供成型材料流入的浇口开口45发挥作用。浇口开口45构成为大致圆形的孔。如后所述，浇口开口45由所谓的环形浇口的开式浇口结构构成。

图1及图4所示的动模48与定模41相对配置。动模48在包括成型材料的注射时、冷却时的闭模/锁模时与定模41抵接，在包括成型品的脱模时的开模时与定模41分离。通过定模41与动模48抵接，从而在定模41与动模48之间形成与浇口开口45连通的型腔部49。型腔部49预先设计为通过注射成型而成型的成型品的形状。在本实施方式中，型腔部49形成为与浇口开口45直接相连，但也可以形成为进一步通过流道而相连。

在本实施方式中，注射成型用模具40由因瓦合金材料形成。因瓦合金材料具有热膨胀系数极小这一性质。另外，在注射成型用模具40中形成有未图示的制冷剂流路。通过冷却水等制冷剂在制冷剂流路中流动，从而将注射成型用模具40的温度保持为低于树脂的熔融温度，使注射至型腔部49的成型材料冷却并固化。在锁模时以及开模时都有制冷剂流动。成型材料的冷却、固化也可以取代制冷剂在制冷剂流路中流动而使用珀耳帖元件等任意的冷却单元来实现。

图1所示的模具开关部50进行定模41与动模48的开关。模具开关部50具有模具开关电机58和推杆59。模具开关电机58根据来自控制部95的指令进行驱动，使动模48沿着轴线AX移动。由此，实现注射成型用模具40的闭模/锁模和开模。推杆59配置在与型腔部49连通的位置处。推杆59在开模时顶出成型品，从而使成型品脱模。

控制装置90控制注射成型装置10整体的动作，使其执行注射成型。控制装置90由具有CPU、存储装置以及输入输出接口的计算机构成。CPU通过执行预先存储在存储装置中的控制程序，从而作为控制部95发挥作用。如后所述，控制部95控制埋设于热流道100中的加热器130的温度，从而调整热流道100的温度。注射成型装置10的使用者可以通过操作作为控制装置90的输入输出接口的控制器，从而进行加热器130的设定温度等与注射成型条件相关的各种设定。

热流道100将从注射部30供给的成型材料以加热的状态引导至浇口开口45。热流道100配置于定模41的热流道安装孔42中。如图4所示，热流道100具有主体部110、喷嘴部120、加热器130以及绝热部140。

主体部110具有大致圆筒状的外观形状。在主体部110中，在浇口开口45侧的端部的内周面上形成有未图示的内螺纹。喷嘴部120固定配置于热流道100中浇口开口45侧的端部。喷嘴部120具有连接部122、凸缘部124以及前端部126。连接部122位于喷嘴部120中的材料生成部20侧，具有大致圆筒状的外观形状。在连接部122的外周面上形成有未图示的外螺纹。通过该外螺纹与形成于主体部110的内螺纹的螺合，将喷嘴部120固定于主体部110上。凸缘部124具有比连接部122的外径大的外径，且与连接部122相连。凸缘部124的材料生成部20侧的端面与主体部110的浇口开口45侧的端面抵接。前端部126与凸缘部124相连，且具有朝向浇口开口45侧突出的大致圆锥状的外观形状。

在主体部110的内部和喷嘴部120的内部形成有沿着轴线AX的流路150。流路150具有将成型材料引导至浇口开口45的功能。流路150在形成于喷嘴部120的前端部126的喷嘴口127处分支。喷嘴口127与热流道安装孔42的端部43相对。在本实施方式中，在前端部126上形成有在周向上相互等间隔地排列配置的两个喷嘴口127，但并不限于两个，也可以形成四个等任意数量的喷嘴口127。通过这样的结构，流路150在前端部126与端部43之间，从轴线AX的方向观察时成为以前端部126为中心的环形形状。因此，浇口开口45由也被称为所谓的环形浇口的开式浇口结构构成。在开式浇口结构中，即使在成型材料固化时流路150也不会堵塞，浇口开口45始终呈打开的状态。

在本实施方式中，主体部110和喷嘴部120由铝形成。铝具有热膨胀系数较大、导热系数较大的性质。

加热器130由埋设于主体部110中的盘管式加热器构成，对热流道100进行加热。加热器130的温度通过控制部95进行控制。通过这样的加热，使得在流路150中流通的成型材料的熔融状态得以维持。加热器130包括第一加热器132和第二加热器134而构成。第一加热器132围绕连接部122配置于喷嘴部120的周围，对喷嘴部120进行加热。第二加热器134配置为相比第一加热器132距离喷嘴部120更远。在本实施方式中，第二加热器134在比喷嘴部120更靠材料生成部20侧的位置处配置于主体部110的外周部。第一加热器132及第二加热器134并不限于盘管式加热器，也可以由带式加热器等任意的加热器构成。

绝热部140位于主体部110及喷嘴部120与热流道安装孔42的间隙中比端部43更靠材料生成部20侧的间隙中。绝热部140抑制热流道100的热传递至定模41。在本实施方式中，绝热部140由与成型材料相同的树脂材料形成，但也可以由导热系数较低的任意材料形成，还可以通过空间实现。

图5是用于说明浇口开口45周边的尺寸的剖视图。图5将图4的区域Ar2放大而示意性地进行了图示。以下所示的尺寸是指从热流道100向型腔部49注射成型材料时的控制温度下的尺寸。在本实施方式中，以轴线AX为中心的浇口开口45的直径D1设定为约0.2mm。另外，以轴线AX为中心的喷嘴部120的前端部126的直径D2设定为约0.05mm。另外，喷嘴部120的前端部126与浇口开口45之间的间隙的尺寸中最小的尺寸即最窄尺寸L1设定为约0.2mm。在本实施方式中，喷嘴部120的前端部126与浇口开口45之间的间隙是指喷嘴部120的前端部126与形成于定模41的浇口开口45的边缘之间的间隙。

A-2.注射成型材料：

对注射成型装置10中使用的材料进行说明。在注射成型装置10中，能够以例如具有热塑性的材料、金属材料、陶瓷材料等各种材料作为主材料进行注射成型。在此，“主材料”是指形成成型品的形状的作为中心的材料，且是指成型品中含有率占50重量％以上的材料。在上述成型材料中包括将这些主材料以单体的形式熔融而成的材料、将与主材料一起含有的一部分成分熔融而形成为糊状的材料。

在使用具有热塑性的材料作为主材料的情况下，通过在材料生成部20中使该材料塑化而生成造型材料。“塑化”是指对具有热塑性的材料加热而使其熔融。

作为具有热塑性的材料，例如可以使用将选自下述材料中的一种或两种以上组合而成的热塑性树脂材料。

＜热塑性树脂材料的例子＞

聚丙烯树脂(PP)、聚乙烯树脂(PE)、聚甲醛树脂(POM)、聚氯乙烯树脂(PVC)、聚酰胺树脂(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、聚乳酸树脂(PLA)、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等通用工程塑料；聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮等工程塑料。

具有热塑性的材料中也可以混合颜料、金属、陶瓷等。另外，也可以混合蜡、阻燃剂、抗氧化剂、热稳定剂等添加剂等。另外，也可以混合碳纤维、玻璃纤维、纤维素纤维、芳族聚酰胺纤维等纤维类。

希望具有热塑性的材料被加热到其玻璃化转变点以上以完全熔融的状态从热流道100的喷嘴部120射出。例如，ABS树脂的玻璃化转变点约为120℃，也可以以作为后述的第一温度的约200℃射出。

在注射成型装置10中，例如也可以将以下的金属材料用作主材料而取代上述具有热塑性的材料。在该情况下，希望在将下述金属材料形成为粉末状而得的粉末材料中混合在生成成型材料时熔融的成分，并将其供给至材料生成部20。

＜金属材料的例子＞

镁(Mg)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)的单一的金属，或者包含一种以上的这些金属的合金。

＜所述合金的例子＞

马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金。

在注射成型装置10中，能够将陶瓷材料用作主材料而取代上述金属材料。作为陶瓷材料，例如可以使用二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆等氧化物陶瓷；氮化铝等非氧化物陶瓷等。

供给至材料生成部20的金属材料、陶瓷材料的粉末材料也可以是将单一的金属的粉末、合金的粉末、陶瓷材料的粉末多种混合而得的混合材料。另外，例如也可以用上面例示那样的热塑性树脂、或者除此以外的热塑性树脂涂覆金属材料、陶瓷材料的粉末材料。在这种情况下，也可以是在材料生成部20中该热塑性树脂熔融而显现出流动性。

也可以在供给至材料生成部20的金属材料、陶瓷材料的粉末材料中添加例如以下这样的溶剂。关于溶剂，可以组合从下述中选择的一种或者两种以上进行使用。

＜溶剂的例子＞

水；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚等(聚)烷撑二醇单烷基醚类；醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯等醋酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类；甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基甲酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基醋酸铵类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜系溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶系溶剂；四烷基醋酸铵(例如四丁基醋酸铵等)；二乙二醇丁醚醋酸酯等离子液体等。

此外，也可以在供给至材料生成部20的金属材料、陶瓷材料的粉末材料中添加例如以下那样的粘合剂。

＜粘合剂的例子＞

丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、纤维素类树脂或其它合成树脂、或者PLA(聚乳酸)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)或其它热塑性树脂。

A-3.注射成型方法：

在本实施方式的注射成型方法中，通过加热器130的温度控制而使喷嘴部120热膨胀，从而使喷嘴部120与浇口开口45之间的间隙变窄，抑制拉丝的产生。拉丝是指开模时在浇口开口45处成型材料不中断，而是成型材料呈线状延伸。当产生拉丝时，在成型品的浇口产生线状的树脂或突起而损害成型品的外观、或者在注射成型用模具40上附着线状的树脂。若在注射成型用模具40上附着有线状的树脂，则在连续喷射多次而对成型品进行注射成型时，线状的树脂会转印至下一次喷射的成型品上，损害成型品的外观。

图6是表示注射成型方法的步骤的工序图。准备具有上述构成的注射成型装置10(工序P210)。在工序P210中，注射成型装置10呈制冷剂在注射成型用模具40的制冷剂流路中流动的状态。

将加热器130的温度控制为第一温度(工序P220)。“控制为第一温度”是指将第一温度作为目标温度进行控制。在工序P220中，控制部95将第一加热器132及第二加热器134的温度均控制为第一温度。第一温度相当于注射成型材料时的热流道100的温度。第一温度根据所使用的成型材料预先设定。例如，在使用ABS树脂作为成型材料的情况下，也可以设定为约200℃。

从热流道100向型腔部49注射成型材料(工序P230)。工序P230是注射工序，与工序P220同时执行。因此，在从热流道100向型腔部49注射成型材料时，加热器130的温度被控制为第一温度。在工序P230中供给至热流道100的成型材料是在材料生成部20中熔融而生成的成型材料。工序P230在注射成型用模具40的定模41与动模48被锁模的状态下执行。在工序P230中，通过使注射柱塞34向铅直上方滑动而计量成型材料并使其进入注射气缸32内，通过使注射柱塞34向铅直下方滑动而将注射气缸32内的成型材料压送至热流道100侧，并从热流道100经由浇口开口45向型腔部49注射成型材料。在工序P230中，也可以包括对成型材料施加压力而压缩成型材料，以向型腔部49内补充成型材料的保压工序。通过工序P230，将规定量的成型材料填充至型腔部49中。在本实施方式中，“从热流道100向型腔部49注射成型材料时”是指：通过使注射柱塞34向铅直下方滑动，使规定量的成型材料经由热流道100流入浇口开口45而填充至型腔部49时。换而言之，是指成型材料通过浇口开口45时。

工序P230结束后，即成型材料的注射结束后，将第一加热器132的温度控制为第二温度(工序P240)。在本实施方式中，“成型材料的注射结束后”是指规定量的成型材料已填充至型腔部49中之后。因此，在“成型材料的注射结束后”，注射柱塞34不向铅直下方滑动，成型材料未流入浇口开口45。另外，“控制为第二温度”是指将第二温度作为目标温度进行控制。在工序P240中，第二加热器134继续被控制为第一温度。第二温度是高于第一温度的温度，且是能够使喷嘴部120热膨胀而向浇口开口45侧伸长的温度。第二温度根据第一温度、所使用的成型材料、浇口开口45的直径D1的大小、喷嘴部120的前端部126的直径D2的大小、喷嘴部120的前端部126与浇口开口45之间的最窄尺寸L1的大小、喷嘴部120沿轴线AX的长度等而预先设定。例如，在本实施方式中设定为270℃以上。工序P240中的温度控制维持预先设定的时间。在本实施方式中，维持至后述的工序P260完成后，但例如也可以维持至后述的工序P250完成后。喷嘴部120通过工序P240而热膨胀，从而向浇口开口45侧伸长。

图7是表示喷嘴部120热膨胀的情形的一例的说明图。图7示出了与图5同样的剖面。如上所述，喷嘴部120由热膨胀系数和导热系数较大的铝形成。由于喷嘴部120的导热系数大，因此通过在工序P240中被加热，从而热容易在喷嘴部120的内部传递，使整个喷嘴部120的温度上升。另外，由于热膨胀系数大，因而通过在工序P240中被加热而大幅膨胀。由此，如图7中白色空心箭头所示，喷嘴部120沿着轴线AX伸长。

通过提高第一加热器132的温度而使喷嘴部120的温度上升，另一方面，通过配置于第一加热器132与定模41之间的绝热部140来抑制定模41的温度上升。因此，将第二温度作为目标温度的控制时的定模41的尺寸变化被抑制。另外，如上所述，注射成型用模具40由热膨胀系数极小的因瓦合金材料形成，因此，温度引起的尺寸变化极小。因此，进一步抑制将第二温度作为目标温度的控制时的定模41的尺寸变化。因此，通过加热喷嘴部120而使喷嘴部120伸长，另一方面，形成于定模41上的浇口开口45的位置及尺寸变化被抑制，从而喷嘴部120朝向浇口开口45侧相对地伸长。例如，在喷嘴部120沿轴线AX的长度在第一温度下为10mm，第一温度与第二温度之间的温差为200℃的情况下，通过使温度从第一温度变为第二温度，从而喷嘴部120沿轴线AX的长度伸长约0.05mm。这样，通过使喷嘴部120朝向浇口开口45侧伸长，从而使前端部126与浇口开口45之间的间隙变窄。因此，最窄尺寸L1变小。由此，促进浇口断开。浇口断开是指在浇口开口45处成型材料中断。

如图6所示，对填充至型腔部49的成型材料进行冷却而使其固化(工序P250)。工序P250是所谓的冷却工序，通过将注射成型用模具40的锁模状态维持规定时间来执行。由于注射成型用模具40的制冷剂流路中已有制冷剂流动，因此，工序P250与工序P240同时执行。工序P250也可以在工序P240完成后也继续执行。

在工序P250完成后，打开注射成型用模具40而使之为开模状态，使成型品脱模(工序P260)。控制部95判定成型是否结束(工序P270)。成型是否结束既可以根据预先设定的循环数的注射成型是否结束来判定，也可以根据使用者是否按下了结束注射成型的结束按钮来判定。在判定为成型尚未结束的情况下(工序P270：否)，返回到工序P220，执行下一循环的注射成型。第一加热器132的温度及喷嘴部120的温度由于向定模41传递热而降低。因此，使第一加热器132的温度从第二温度降低至第一温度，能够执行下一循环的工序P220。在判定为成型结束的情况下(工序P270：是)，结束注射成型。

根据以上说明的本实施方式的注射成型装置10，在注射成型材料时将加热器130的温度控制为第一温度，在成型材料的注射结束后，将第一加热器132的温度控制为高于第一温度的第二温度，因此能够使喷嘴部120热膨胀而朝向浇口开口45侧相对伸长。因此，能够缩小喷嘴部120与浇口开口45之间的间隙，能够促进浇口断开。因此，能够抑制产生拉丝。另外，由于能够通过简单的构成抑制产生拉丝，因而能够抑制装置构成复杂化。另外，由于能够抑制产生拉丝，因此能够抑制成型品的成品率降低，能够削减成型品的制造所需的成本。另外，由于能够抑制产生拉丝，因此也能够适用于使用例如聚丙烯树脂这样的容易发生拉丝的成型材料的注射成型。

另外，在注射成型材料时，将低于第二温度的第一温度作为目标温度来控制加热器130的温度，因此，能够确保注射成型材料时的喷嘴部120与浇口开口45之间的间隙的大小，能够抑制产生朝向型腔部49的填充不佳等。因此，能够抑制成型品的成品率降低，并能削减成型品的制造所需的成本。

另外，在工序P240中，将第一加热器132控制为第二温度，而将第二加热器134继续控制为第一温度，因此，能够以更高的温度局部加热热流道100中的喷嘴部120，能够抑制在热流道100的内部成型材料被过度加热。因此，能够抑制成型材料热分解，能够抑制成型材料的碳化、性质变化。

另外，由于喷嘴部120的热膨胀系数大于定模41的热膨胀系数，因此能够使喷嘴部120的尺寸变化大于定模41的尺寸变化，能够使喷嘴部120朝向浇口开口45侧进一步相对伸长。因此，能够进一步缩小喷嘴部120与浇口开口45之间的间隙。另外，由于喷嘴部120由导热系数大的铝形成，因此通过在工序P240中的加热，热容易在喷嘴部120的内部传递，能够使整个喷嘴部120的温度上升。

另外，由于通过平面螺旋件21使材料熔融而生成成型材料，因此能够使生成成型材料的机构小型化，能够抑制注射成型装置10的大型化。

B.第二实施方式：

图8是表示第二实施方式的注射成型装置的主要部分的构成的剖视图。在图8中，示出了注射成型装置中与图5相同的区域。第二实施方式的注射成型装置在还具备闸板机构300这一点上与第一实施方式的注射成型装置10不同。其它构成与第一实施方式相同，故对同一构成标注相同的附图标记，并省略它们的详细说明。

第二实施方式的注射成型装置所具备的闸板机构300由板状的部件构成，并配置于定模41与动模48之间。闸板机构300构成为能够朝向铅直上方(+Z方向)及铅直下方(-Z方向)这两个方向滑动。在闸板机构300上形成有沿轴线AX贯通的剖视观察时呈大致圆形的流路孔310。流路孔310作为从热流道100流入浇口开口45的成型材料的流路150的一部分发挥作用。在本实施方式中，以轴线AX为中心的流路孔310的直径D3设定为与浇口开口45的直径D1大致相同的大小。更为具体而言，设定为约0.2mm。在本实施方式中，闸板机构300在液压驱动的驱动下滑动，但并不限于液压驱动，也可以通过水压驱动、空气驱动、电驱动以及电磁驱动等任意的驱动方式进行驱动。在本实施方式中，使闸板机构300以小于流路孔310的直径D3的位移量滑动，但并不限于小于流路孔310的直径D3，也可以以流路孔310的直径D3以上等任意的位移量滑动。另外，也可以根据浇口开口45的直径D1、喷嘴部120的前端部126的直径D2设定位移量。闸板机构300的滑动的时机、位移量通过控制部95进行控制。

在使用第二实施方式的注射成型装置的注射成型方法中，在图6所示的工序P220及工序P230中，控制部95进行控制，以使闸板机构300的流路孔310的位置在图8所示的位置处。即，在注射成型材料时，流路孔310的轴线BX与喷嘴部120及浇口开口45的轴线AX一致。

图9是表示闸板机构300滑动后的状态的剖视图。在图6所示的工序P250中，控制部95使闸板机构300向铅直下方(-Z方向)滑动，以使流路孔310的位置在图9所示的位置处。即，在成型材料的注射结束后，流路孔310的轴线BX与喷嘴部120及浇口开口45的轴线AX错开。由此，闸板机构300的喷嘴部120侧的端面处的流路150变窄。闸板机构300向铅直下方(-Z方向)的滑动并不限于工序P250，也可以在成型材料的注射结束后(工序P230完成后)的任意时机执行。

根据以上说明的第二实施方式的注射成型装置，实现与第一实施方式的注射成型装置10相同的效果。加之，由于具备闸板机构300，因而能够进一步缩小流路150，能够进一步促进浇口断开而进一步抑制产生拉丝。另外，由于使闸板机构300以小于流路孔310的直径D3的位移量滑动，因而能够抑制闸板机构300的驱动所需的能量。

C.其它实施方式：

(C1)图10及图11是表示在其它实施方式1中喷嘴部120热膨胀的情形的说明图。图10及图11示出了与图7同样的剖面。在上述实施方式中，使喷嘴部120热膨胀为图7所示的状态，但本发明并不限定于此。例如，如图10所示，也可以将第二温度设定为：通过第二温度的控制而使喷嘴部120的前端部126位于比浇口开口45更靠型腔部49侧的位置处。根据这样的方式，能够进一步缩小喷嘴部120与浇口开口45之间的间隙，能够进一步促进浇口断开，能够进一步抑制产生拉丝。另外，例如如图11所示，也可以将第二温度设定为：通过第二温度的控制而使喷嘴部120的前端部126成为将浇口开口45堵塞的状态。这样的方式也可以通过例如使热流道100的主体部110及喷嘴部120的材质为铝，使热流道100沿轴线AX的长度在第一温度下为35mm，将第一温度与第二温度之间的温差设定为250℃，将第一加热器132及第二加热器134均以第二温度作为目标温度进行控制而实现。根据这样的方式，由于能够进一步缩小喷嘴部120与浇口开口45之间的间隙而使最窄尺寸L1为零，因此能够进一步促进浇口断开，能够进一步抑制产生拉丝。

(C2)在上述实施方式的注射成型方法中，在工序P240中将第二加热器134继续控制为第一温度，但在工序P240中也可以将第一加热器132及第二加热器134均控制为第二温度。根据这样的构成，除了喷嘴部120的热膨胀以外，还能够使包括比喷嘴部120更靠材料生成部20侧在内的热流道100整体热膨胀，因此，能够使整个热流道100伸长，能够进一步缩小喷嘴部120与浇口开口45之间的间隙。另外，在工序P240中，也可以将第二加热器134控制为第二温度，将第一加热器132控制为第一温度。根据这样的构成，也能够使热流道100热膨胀，因而能够缩小喷嘴部120与浇口开口45之间的间隙。

(C3)在上述实施方式的注射成型装置10中，加热器130包括第一加热器132和第二加热器134，但也可以省略第一加热器132和第二加热器134中任一方，还可以包括三个以上的加热器。根据包括第一加热器132及第二加热器134等多个加热器的方式，能够选择加热器进行温度控制。因此，可以根据所使用的成型材料的种类、热流道100及喷嘴部120沿轴线AX的长度、浇口开口45的直径D1的大小、喷嘴部120的前端部126的直径D2的大小、喷嘴部120的前端部126与浇口开口45之间的最窄尺寸L1的大小等，提高加热条件的设定的自由度。在这样的方式中，例如在工序P240中，也可以将第二加热器134控制为比相当于注射温度的第一温度高的温度，将第一加热器132控制为比第二加热器134更高的温度。

(C4)上述实施方式的注射成型装置10中的注射成型用模具40、热流道100的材质仅为一个例子，能够进行各种变更。例如，注射成型用模具40也可以取代因瓦合金材料而由其它任意的钢铁类材料、铜、黄铜等其它任意的金属材料等形成。另外，例如，热流道100的主体部110和喷嘴部120也可以取代铝而由不锈钢等钢铁类材料、铜、黄铜等其它任意的金属材料等形成。另外，主体部110和喷嘴部120既可以由同一种类的材料形成，也可以由不同种类的材料形成。例如，也可以是喷嘴部120由铝形成，主体部110由钢铁类材料形成。即，一般而言，喷嘴部120的热膨胀系数也可以大于定模41的热膨胀系数。另外，注射成型用模具40和热流道100也可以由同一种类的材料形成，喷嘴部120的热膨胀系数既可以与定模41的热膨胀系数相同，也可以小于定模41的热膨胀系数。通过这样的构成，也能够实现与上述实施方式相同的效果。

(C5)上述实施方式的注射成型装置10在材料生成部20中具有平面螺旋件21，但并不限于平面螺旋件21，例如也可以通过沿轴线AX的长度长的螺筒(screw cylinder)等使材料熔融而生成成型材料。根据这样的构成，也能够实现与上述实施方式相同的效果。另外，上述实施方式的注射成型装置10是流路150的轴线AX与铅直方向正交的所谓卧式的注射成型装置10，但也可以将本发明应用于流路150的轴线AX与铅直方向平行的所谓立式的注射成型装置。

(C6)在上述实施方式中，通过软件实现的功能及处理的一部分或者全部也可以通过硬件来实现。另外，通过硬件实现的功能及处理的一部分或者全部也可以通过软件来实现。作为硬件，例如可以使用集成电路、分立电路、或者将这些电路组合而成的电路模块等各种电路。

D.其它方式：

本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式实现。例如，本发明也可以通过以下方式(aspect)来实现。为了解决本发明的技术问题的一部分或全部、或者为了实现本发明的效果的一部分或全部，与以下记载的各方式中的技术特征对应的上述实施方式中的技术特征可以适当进行替换或组合。另外，只要在本说明书中未说明该技术特征为必须特征，便能够适当地将其删除。

(1)根据本发明的一方式，提供一种注射成型装置。该注射成型装置具备：注射成型用模具，具有形成有供成型材料流入的浇口开口的定模和开模时与所述定模分离且形成有型腔部的动模；热流道，具有喷嘴部和加热器且配置于所述定模的内部，所述喷嘴部形成有将所述成型材料引导至所述浇口开口的流路；以及控制部，控制所述加热器的温度来调整所述热流道的温度，在从所述热流道向所述型腔部注射所述成型材料时，所述控制部将所述加热器的温度控制为第一温度，在所述成型材料的注射结束后，将所述加热器的温度控制为比所述第一温度高的第二温度，所述喷嘴部与所述浇口开口之间的间隙在将所述加热器的温度控制为所述第二温度时比将所述加热器的温度控制为所述第一温度时窄。根据该方式的注射成型装置，在注射成型材料时将加热器的温度控制为第一温度，在成型材料的注射结束后，将加热器的温度控制为比第一温度高的第二温度，因此能够使喷嘴部热膨胀而朝向浇口开口侧相对伸长。因此，能够使喷嘴部与浇口开口之间的间隙在将加热器的温度控制为所述第二温度时比将加热器的温度控制为第一温度时窄，能够促进浇口断开。因此，能够抑制产生拉丝。

(2)在上述方式的注射成型装置中，所述喷嘴部的热膨胀系数也可以比所述定模的热膨胀系数大。根据该方式的注射成型装置，由于喷嘴部的热膨胀系数大于定模的热膨胀系数，因此能够使喷嘴部的尺寸变化大于定模的尺寸变化。因此，能够使喷嘴部朝向浇口开口侧进一步相对伸长，能够进一步缩小喷嘴部与浇口开口之间的间隙。

(3)在上述方式的注射成型装置中，所述控制部也可以在所述成型材料的注射结束后，将所述加热器的温度控制为所述第二温度，以使所述喷嘴部的所述浇口开口侧的前端部位于比所述浇口开口更靠所述型腔部侧的位置处。根据该方式的注射成型装置，由于在成型材料的注射结束后，将加热器的温度控制为第二温度，以使喷嘴部的浇口开口侧的前端部位于比浇口开口更靠所述型腔部侧的位置处，因此能够进一步缩小喷嘴部与浇口开口之间的间隙。

(4)在上述方式的注射成型装置中，所述控制部也可以在所述成型材料的注射结束后，将所述加热器的温度控制为所述第二温度，以使所述喷嘴部的所述浇口开口侧的前端部成为将所述浇口开口堵塞的状态。根据该方式的注射成型装置，由于在成型材料的注射结束后，将加热器的温度控制为第二温度，以使喷嘴部的浇口开口侧的前端部成为将浇口开口堵塞的状态，因此能够进一步缩小喷嘴部与浇口开口之间的间隙。

(5)在上述方式的注射成型装置中，所述加热器也可以包括配置在所述喷嘴部的周围并对所述喷嘴部进行加热的第一加热器、和配置为相比所述第一加热器距离所述喷嘴部更远的第二加热器。根据该方式的注射成型装置，由于加热器包括配置于喷嘴部的周围并对喷嘴部进行加热的第一加热器、和配置为与第一加热器相比距离喷嘴部更远的第二加热器，因此能够选择加热器进行温度控制。

(6)在上述方式的注射成型装置中，所述控制部也可以在从所述热流道向所述型腔部注射所述成型材料时，将所述第一加热器及所述第二加热器的温度控制为所述第一温度，在所述成型材料的注射结束后，将所述第一加热器的温度控制为所述第二温度，而将所述第二加热器的温度控制为所述第一温度。根据该方式的注射成型装置，由于在注射成型材料时，将第一加热器及第二加热器的温度控制为第一温度，在成型材料的注射结束后，将第一加热器的温度控制为第二温度，并将第二加热器的温度控制为第一温度，因此能够以更高的温度局部加热热流道中的喷嘴部，能够抑制成型材料被过度加热。

(7)在上述方式的注射成型装置中，也可以还具备材料生成部，所述材料生成部具有可旋转的平面螺旋件，并且所述材料生成部使供给至所述平面螺旋件的材料熔融而生成所述成型材料。根据该方式的注射成型装置，由于具备具有可旋转的平面螺旋件并使供给至平面螺旋件的材料熔融而生成成型材料的材料生成部，因此能够使生成成型材料的机构小型化，能够抑制注射成型装置的大型化。

本发明也能够以注射成型装置以外的各种方式实现。例如，能够以注射成型方法、注射成型装置的控制方法、实现这样的注射成型方法、控制方法的计算机程序、记录有这样的计算机程序的非暂时性的记录介质等方式来实现。

Claims (8)

1.一种注射成型装置，其特征在于，具备：

注射成型用模具，具有定模和动模，所述定模形成有供成型材料流入的浇口开口，所述动模在开模时与所述定模分离，并且所述动模形成有型腔部；

热流道，配置于所述定模的内部，并具有喷嘴部和加热器，所述喷嘴部形成有将所述成型材料引导至所述浇口开口的流路；以及

控制部，控制所述加热器的温度来调整所述热流道的温度，

在从所述热流道向所述型腔部注射所述成型材料时，所述控制部将所述加热器的温度控制为第一温度，

在所述成型材料的注射结束后，所述控制部将所述加热器的温度控制为比所述第一温度高的第二温度，

所述喷嘴部与所述浇口开口之间的间隙在将所述加热器的温度控制为所述第二温度时比将所述加热器的温度控制为所述第一温度时窄。

2.根据权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于，

所述喷嘴部的热膨胀系数大于所述定模的热膨胀系数。

3.根据权利要求1或2所述的注射成型装置，其特征在于，

在所述成型材料的注射结束后，所述控制部将所述加热器的温度控制为所述第二温度，以使所述喷嘴部的所述浇口开口一侧的前端部位于比所述浇口开口更靠所述型腔部一侧的位置处。

4.根据权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于，

在所述成型材料的注射结束后，所述控制部将所述加热器的温度控制为所述第二温度，以使所述喷嘴部的所述浇口开口一侧的前端部成为将所述浇口开口堵塞的状态。

5.根据权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于，

所述加热器包括第一加热器和第二加热器，所述第一加热器配置于所述喷嘴部的周围，对所述喷嘴部进行加热，所述第二加热器配置为相比所述第一加热器距离所述喷嘴部更远。

6.根据权利要求5所述的注射成型装置，其特征在于，

在从所述热流道向所述型腔部注射所述成型材料时，所述控制部将所述第一加热器及所述第二加热器的温度控制为所述第一温度，

在所述成型材料的注射结束后，所述控制部将所述第一加热器的温度控制为所述第二温度，而将所述第二加热器的温度控制为所述第一温度。

7.根据权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于，

所述注射成型装置还具备材料生成部，所述材料生成部具有能够旋转的平面螺旋件，并且所述材料生成部使供给至所述平面螺旋件的材料熔融而生成所述成型材料。

8.一种注射成型方法，其特征在于，包括：

准备注射成型装置的工序，所述注射成型装置具备注射成型用模具和热流道，所述注射成型用模具具有定模和动模，所述定模形成有供成型材料流入的浇口开口，所述动模在开模时与所述定模分离，并且所述动模形成有型腔部，所述热流道配置于所述定模的内部，并具有喷嘴部和加热器，所述喷嘴部形成有将所述成型材料引导至所述浇口开口的流路；

注射工序，将所述加热器的温度控制为第一温度而调整所述热流道的温度，并从所述热流道向所述型腔部注射所述成型材料；以及

在所述注射工序结束后将所述加热器的温度控制为比所述第一温度高的第二温度而使所述喷嘴部与所述浇口开口之间的间隙比所述注射工序中的所述间隙更窄的工序。

Images