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技術 低減された圧力によって、改造された射出成形マシンを使用する方法

出願人 アイエムフラックスインコーポレイテッド
発明者 ジーンマイケルアルトネンマイケルトーマスドッド
出願日 2015年9月22日 (5年3ヶ月経過) 出願番号 2017-515784
公開日 2017年9月28日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-528349
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の射出成形
主要キーワード クランピングユニット 公称壁厚 プログラマブル論理コントローラ オリジナル設計 成形パーツ プラスチック物体 平均サイクル クランピング力
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題・解決手段

モールドおよびネイティブコントローラを使用し、オリジナル成形サイクルにしたがって動作し、プラスチック物体成形する射出成形マシンは、レトロフィットコントローラによって改造されている。改造されたマシンは、モールドおよびレトロフィットコントローラを使用し、レトロフィット成形サイクルにしたがって動作し、プラスチック物体を成形する。レトロフィット成形サイクルは、オリジナル成形サイクルの最大注入圧力よりも小さい最大注入圧力を有する。また、レトロフィット成形サイクルは、オリジナル成形サイクルよりも一定の注入圧力を有することが可能である。

概要

背景

射出成形マシンは、一般に、プラスチック物体成形するために使用されている。射出成形マシンは、成形サイクルを繰り返して実施することによって、プラスチック物体を成形する。それぞれの成形サイクルの間に、マシンは、溶融プラスチックモールドの中へ注入し、プラスチックを冷却し、モールドを開け、成形物体を取り出し、モールドを閉じ、次のサイクルのために回復させる。さまざまな射出成形マシンは、当技術分野で知られているように、この成形サイクルのバリエーションを含む。コントローラは、成形サイクルによってプログラムされており、成形サイクルにしたがってマシンを制御する。

射出成形は、特定の圧力における特定のプラスチックから特定の物体を成形するように設計されている。射出成形マシンは、所定の範囲のモールドサイズ受け入れるように、および、所定の範囲の注入圧力内でプラスチックを注入するように設計されている。成形マシンおよびそのモールドは、多くの成形サイクルにわたって耐えるように設計され得る。

概要

モールドおよびネイティブコントローラを使用し、オリジナル成形サイクルにしたがって動作し、プラスチック物体を成形する射出成形マシンは、レトロフィットコントローラによって改造されている。改造されたマシンは、モールドおよびレトロフィットコントローラを使用し、レトロフィット成形サイクルにしたがって動作し、プラスチック物体を成形する。レトロフィット成形サイクルは、オリジナル成形サイクルの最大注入圧力よりも小さい最大注入圧力を有する。また、レトロフィット成形サイクルは、オリジナル成形サイクルよりも一定の注入圧力を有することが可能である。

目的

より一定の圧力で動作することは、モールドキャビティを通る、より良好な溶融フローを提供し、また、溶融プラスチックとモールドキャビティの表面との間に、より良好な接触を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

射出成形マシンを使用する方法であって、第1の射出成形マシン(図2の#210)、第1のモールド(図2の#228)、およびネイティブコントローラ(図2の#202)を使用して、前記第1のモールドに関するオリジナル成形サイクル(図1の#100)にしたがって、プラスチック物体生産バージョンを射出成形する、第1のステップであって、前記第1の射出成形マシンは、注入ユニット(図2の#212)、前記注入ユニットに流体連通するノズル(図2の#226)、および、前記ノズルに流体連通する前記第1のモールドを含み、前記ネイティブコントローラは、前記オリジナル成形サイクルの少なくとも一部分によってプログラムされており、前記オリジナル成形サイクルは、最大オリジナル注入圧力(図4の#400−m)を有しており、前記ネイティブコントローラは、前記オリジナル成形サイクルにしたがって、前記マシンの注入圧力を少なくとも部分的に制御する、ステップを含む、方法において、第2の射出成形マシン(図2の#210)、第2のモールド(図2の#228)、およびレトロフィットコントローラ(図13の#1202)を使用して、前記第2のモールドに関するレトロフィット成形サイクル(図14の#1400)にしたがって、前記プラスチック物体の生産バージョンを射出成形する、第2のステップであって、前記第2の射出成形マシンは、注入ユニット(図2の#212)、前記注入ユニットに流体連通するノズル(図2の#226)、および、前記ノズルに流体連通する前記第2のモールドを含み、前記レトロフィットコントローラは、前記レトロフィット成形サイクルの少なくとも一部分によってプログラムされており、前記レトロフィット成形サイクルは、最大レトロフィット注入圧力(図8の#800−m;図9の900−m;図10の1000−m;図11の1100−m)を有しており、前記レトロフィットコントローラは、前記レトロフィット成形サイクルにしたがって、前記マシンの注入圧力を少なくとも部分的に制御する、ステップをさらに含み、前記最大レトロフィット注入圧力は、前記最大オリジナル注入圧力よりも10〜60%小さくなっていることを特徴とする方法。

請求項2

前記第1のステップは、第1のプラスチック材料から作製されている前記プラスチック物体の前記生産バージョンを射出成形するステップを含み、前記第2のステップは、前記第1のプラスチック材料と同じ第2のプラスチック材料から作製されている前記プラスチック物体の前記生産バージョンを射出成形するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

請求項3

前記第2のモールドは、前記第1のモールドであることを特徴とする請求項2に記載の方法。

請求項4

前記第2の射出成形マシンは、前記第1の射出成形マシンであることを特徴とする請求項3に記載の方法。

請求項5

前記第2のステップは、前記射出成形マシン、前記ネイティブコントローラ、および前記レトロフィットコントローラを使用して、前記レトロフィット成形サイクルにしたがって、前記プラスチック物体の生産バージョンを成形する、射出成形ステップを含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。

請求項6

前記レトロフィットコントローラは、前記レトロフィット成形サイクルの充填部分(図8の#860;図9の960;図10の1060;図11の1160;図14の1416)の少なくとも一部に関して、前記射出成形マシンの注入圧力を制御することを特徴とする請求項5に記載の方法。

請求項7

前記レトロフィットコントローラは、前記レトロフィット成形サイクルの前記充填部分の実質的にすべてに関して、前記射出成形マシンの注入圧力を制御することを特徴とする請求項6に記載の方法。

請求項8

前記レトロフィットコントローラは、前記レトロフィット成形サイクルの初期注入部分(図8の#850;図9の950;図10の1050;図11の1150;図14の1415)の実質的にすべてに関して、前記射出成形マシンの注入圧力を制御することを特徴とする請求項6に記載の方法。

請求項9

前記レトロフィットコントローラは、前記レトロフィット成形サイクルの圧力減少部分(図8の#870;図9の970;図10の1070;図11の1170;図14の1417)の実質的にすべてに関して、前記射出成形マシンの注入圧力を制御することを特徴とする請求項6に記載の方法。

請求項10

前記最大レトロフィット注入圧力は、前記最大オリジナル注入圧力よりも20〜60%小さくなっていることを特徴とする請求項6に記載の方法。

請求項11

前記最大レトロフィット注入圧力は、前記最大オリジナル注入圧力よりも30〜60%小さくなっていることを特徴とする請求項6に記載の方法。

請求項12

前記最大レトロフィット注入圧力は、前記最大オリジナル注入圧力よりも40〜60%小さくなっていることを特徴とする請求項6に記載の方法。

請求項13

前記第1のステップは、オリジナル充填部分(図1の#112)を含む前記オリジナル成形サイクルにしたがって射出成形するステップを含み、前記オリジナル充填部分の少なくとも一部に関して、前記第1の射出成形マシンの注入圧力は、参照値に対して10〜60%だけ変化しており、前記第2のステップは、レトロフィット充填部分(図8の#860;図9の960;図10の1060;図11の1160;図14の1416)を含む前記レトロフィット成形サイクルにしたがって射出成形するステップを含み、前記レトロフィット充填部分の70〜100%に関して、前記第2の射出成形マシンの注入圧力は、30%未満だけ変化していることを特徴とする請求項5に記載の方法。

請求項14

前記第1のステップは、オリジナル充填部分(図1の#112)を含む前記オリジナル成形サイクルにしたがって射出成形するステップを含み、前記オリジナル充填部分の少なくとも一部に関して、前記第1の射出成形マシンの注入圧力は、参照値に対して10〜60%だけ変化しており、前記第2のステップは、レトロフィット充填部分(図8の#860;図9の960;図10の1060;図11の1160;図14の1416)を含む前記レトロフィット成形サイクルにしたがって射出成形するステップを含み、前記レトロフィット充填部分の70〜100%に関して、前記第2の射出成形マシンの注入圧力は、20%未満だけ変化していることを特徴とする請求項5に記載の方法。

請求項15

前記第1のステップは、オリジナル充填部分(図1の#112)を含む前記オリジナル成形サイクルにしたがって射出成形するステップを含み、前記オリジナル充填部分の少なくとも一部に関して、前記第1の射出成形マシンの注入圧力は、参照値に対して10〜60%だけ変化しており、前記第2のステップは、レトロフィット充填部分(図8の#860;図9の960;図10の1060;図11の1160;図14の1416)を含む前記レトロフィット成形サイクルにしたがって射出成形するステップを含み、前記レトロフィット充填部分の70〜100%に関して、前記第2の射出成形マシンの注入圧力は、10%未満だけ変化していることを特徴とする請求項5に記載の方法。

技術分野

0001

本出願は、概して、射出成形に関し、具体的には、レトロフィット成形サイクルを有するコントローラによって改造された射出成形マシンに関する。

背景技術

0002

射出成形マシンは、一般に、プラスチック物体成形するために使用されている。射出成形マシンは、成形サイクルを繰り返して実施することによって、プラスチック物体を成形する。それぞれの成形サイクルの間に、マシンは、溶融プラスチックモールドの中へ注入し、プラスチックを冷却し、モールドを開け、成形物体を取り出し、モールドを閉じ、次のサイクルのために回復させる。さまざまな射出成形マシンは、当技術分野で知られているように、この成形サイクルのバリエーションを含む。コントローラは、成形サイクルによってプログラムされており、成形サイクルにしたがってマシンを制御する。

0003

射出成形は、特定の圧力における特定のプラスチックから特定の物体を成形するように設計されている。射出成形マシンは、所定の範囲のモールドサイズ受け入れるように、および、所定の範囲の注入圧力内でプラスチックを注入するように設計されている。成形マシンおよびそのモールドは、多くの成形サイクルにわたって耐えるように設計され得る。

発明が解決しようとする課題

0004

射出成形マシンに変更を加えることは挑戦的である可能性がある。成形物体は、特定の最終用途のために計画されるので、通常は、そのプラスチック材料を著しく変化させることは実行可能ではない。モールドは、金属の中で形状決めされた特定の幾何学形状で製造されるので、通常は、その構成を著しく変化させることは可能でない。そして、射出成形マシンは、完全な統合されたユニットとして設計および構築されるので、通常は、そのセットアップを変化させることは非実用的である。

0005

したがって、多くの成形マシンは、モールドの寿命にわたって(多年になることもある)、実質的に同じ材料、モールド、および成形サイクルによって動作する。一方では、長い寿命にわたって動作することは、この機器がその大きい資本支出に見合う利益を得ることを可能にする。他方では、著しい改善なしに長い寿命にわたって動作することは、成形サイクルにおける任意の非効率性が、時間の経過とともに、より多くのコストを蓄積させることを意味している。

課題を解決するための手段

0006

しかし、本開示の実施形態は、そのオリジナル成形サイクルをレトロフィット成形サイクルに変化させることによって、成形マシンの動作を改善するために使用され得る。オリジナル成形サイクルは、まだレトロフィットコントローラをマシンに追加することによって改造されていない射出成形マシンの上で使用される成形サイクルである。レトロフィット成形サイクルは、オリジナル成形サイクルとは異なる成形サイクルであり、それは、レトロフィットコントローラをマシンに追加することによって改造された射出成形マシンの上で使用される。

0007

レトロフィット成形サイクルは、オリジナル成形サイクルと比較したときに、射出成形マシンがより低い注入圧力を使用することを可能にすることができる。より低い圧力で動作することは、より少ないエネルギーを使用し、機械的なコンポーネントにかかる応力を低減し、マシンに関する安全率を増大させる。マシンは、その注入ユニットがそれほど多くの仕事を実施する必要がないので、より低い圧力においてより少ないエネルギーを使用することが可能である。低減された応力は、機械的なコンポーネントの寿命を長くし、それらの故障の可能性を減少させることが可能である。マシンに関するその動作圧力最大定格圧力との間に比較的に大きい差が存在することになるので、マシンは、増大した安全率で動作することが可能である。

0008

また、オリジナル成形サイクルと比較したときに、レトロフィット成形サイクルは、射出成形マシンがより一定の注入圧力を使用することを可能にすることができる。より一定の圧力で動作することは、モールドキャビティを通る、より良好な溶融フローを提供し、また、溶融プラスチックとモールドキャビティの表面との間に、より良好な接触を提供する。より良好な溶融フローは、より滑らかでより一貫した充填につながる可能性があり、それは、成形物体の品質を改善する。より良好な接触は、溶融プラスチックとモールドとの間のより良好な熱伝達につながる可能性がある。より良好な熱伝達は、充填の間中、プラスチックが溶融したままであることを確実にすることが可能である(「フリーズオフ(freeze-off)」問題を回避する)。また、より良好な熱伝達は、より速い冷却を提供することが可能である。より速い冷却は、マシンに関して、より速い成形サイクル時間、ひいては、より大きい処理能力につながる可能性がある。

0009

さまざまな実施形態では、改造された成形マシンは、レトロフィットコントローラを使用し、以前に使用されていたオリジナル成形サイクルに関する平均オリジナルサイクル時間(成形パーツ生産バージョンを作製する10連続のサイクルにわたって平均される)と同じであるか、または、それよりもかなり短い(すなわち、速い)平均レトロフィットサイクル時間(成形パーツの生産バージョンを作製する10連続のサイクルにわたって平均される)を有するレトロフィット成形サイクルにしたがって成形することが可能である。たとえば、特定の用途に応じて、レトロフィット平均サイクル時間は、5〜50%、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、5〜40%、もしくは10〜30%、もしくは15〜25%など、短くなることが可能である。

0010

さらに、さまざまな実施形態では、射出成形マシンがレトロフィットコントローラによって改造された後でも、マシンは、レトロフィット成形サイクルにしたがってマシンを制御することを支援するネイティブコントローラを部分的に使用し続けることが可能である。とりわけ、ネイティブコントローラが、レトロフィット成形サイクルにおける他の機能のいくつかまたはすべてを制御し続けることが可能である間に、レトロフィットコントローラは、レトロフィット成形サイクルにおけるプラスチック注入のいくらかまたはすべてを制御し始めることが可能である。この手法は、ネイティブコントローラをレトロフィットコントローラと完全に交換するよりもいくつかの利点を提供する。

0011

このレトロフィッティング手法の第1の利点は、複雑さおよびコストを低減することである。ネイティブコントローラは、プラスチックを冷却すること、モールドを開けること、成形物体を取り出すこと、モールドを閉じること、および、新しいサイクルに関するマシン条件を回復させることなど、機能を制御するために残され得るので、レトロフィットコントローラは、これらの機能を実施するためのロジックコマンド、および/または実行可能なプログラム命令を必要としない。これは、レトロフィットコントローラをより簡単にかつより安価に設計および構築できるようにする。そして、ネイティブコントローラは、これらの機能を制御し続けるので、これらの機能に関連する入力および/または出力のいくつかまたはすべては、レトロフィットコントローラに転送される必要がない。これは、レトロフィッティングプロセスをより早くかつより簡潔にし、マシンに関して、より少ない労力およびより少ないダウンタイムを必要とするにすぎない。

0012

このレトロフィッティング手法の第2の利点は、著しい改善に的を絞ることである。他の機能(冷却すること、開けること、取り出すこと、閉じること、回復させることなど)に対する変化は、成形サイクルに影響を及ぼす可能性はあるが、プラスチック注入に対する変化は、(上記におよび本明細書で説明されているように)成形サイクルに対して、はるかに多くの著しい改善を提供することが可能である。したがって、プラスチック注入は、改善を行うことに関して、成形サイクルの重要な部分である。レトロフィットコントローラは、具体的には、新しい改善された方式で、プラスチック注入を制御するように設計されているので、レトロフィットコントローラは、改造された射出成形マシンがレトロフィット成形サイクルにしたがって制御されるときに、改造された射出成形マシンに、目標にした利益を提供する。追加的に、レトロフィットコントローラは、他の機能を制御することを必要としないので、レトロフィットコントローラは、プラスチック注入のその制御に関して、より速い処理を実現することが可能である。

0013

このレトロフィッティング手法の第3の利点は、成形マシンに関するオリジナル設計の態様を継続することである。射出成形マシンは、完全な統合されたユニットとして設計および構築されるので、ネイティブコントローラは、マシンのコンポーネントの既知仕様適合されたロジック、コマンド、および/または、実行可能なプログラム命令を含んでいる。また、ロジック、コマンド、および/または、実行可能なプログラム命令は、マシンに関する全体的な安全スキームの一部となるように設計されていた。レトロフィット成形サイクルを少なくとも部分的に制御するためにネイティブコントローラを使用し続けることによって、改造されたマシンが正しくない様式または安全でない様式で働くことになるというリスクが低減される。さらに、ネイティブコントローラを保持しながらレトロフィットコントローラを追加することによって、マシン製造業者保証は、無効にされることなく継続することが可能である。

0014

このレトロフィッティング手法の第4の利点は、ネイティブコントローラおよび成形マシンをすでに熟知していることを活用することである。射出成形マシンは、ユーザインターフェースを含み、それは、そのユーザがマシンを始動監視、および停止させることを可能にする。また、射出成形マシンは、さまざまなマシン構成を含み、それらは、その製造業者に共通しており、そのオリジナルの技術文書(たとえば、マニュアル)の中に説明されており、マシンをメインテナンスおよび修理する技術者に恐らく知られているものである。レトロフィット成形サイクルを少なくとも部分的に制御するためにネイティブコントローラを使用し続けることによって、オリジナルのユーザインターフェースのほとんど(または、さらにすべて)、および、オリジナルのマシン構成の多くを維持することが可能である。結果として、オペレータおよび技術者は、改造されたマシンを有能に使用および修理するために、追加的なトレーニングをほとんど(または、さらにまったく)必要としないことが可能である。

0015

このレトロフィッティング手法の第5の利点は、必要な場合に、レトロフィットコントローラを容易に無効化することができることである。改造された射出成形マシンは、無効化スイッチを含むことが可能であり、改造された射出成形マシンのユーザが、レトロフィットコントローラを無効化する射出成形のモードを選択することを可能にすることができ、マシンおよびネイティブコントローラが、オリジナル成形サイクルにしたがって、プラスチック物体の生産バージョンを成形するようになっている。無効化機能は、トラブルシューティングの目的のために、成形マシンの残りの部分からレトロフィットコントローラを隔離するのに有用であり得る。また、無効化機能は、オリジナル成形サイクルを走らせることが必要とされる特定の場合に関して、ユーザがオリジナル成形サイクルに切り替えて戻すことを可能にすることができる。

0016

本開示の中のレトロフィッティングの実施形態は、さまざまな成形物体に関するさまざまな種類の射出成形用途で使用され得ることが考えられる。しかし、本開示の中のレトロフィッティングの実施形態は、小さい公称壁厚さ(NWT)を有する成形物体、大きい厚さに対する長さ(L/T)の比を有する成形物体、および、ずれ流動挙動(shear-thinning behavior)を示す成形物体に対して、特定の利点を提供することが予期される。例として、本開示の中のレトロフィッティングの実施形態は、0.1〜10ミリメートル、または、その範囲内の0.1ミリメートルのインクリメントの中の任意の値、または、これらの値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、0.5〜8ミリメートル、1.0〜5ミリメートル、1.5〜3ミリメートルなどのNWTを有する成形物体に対して、特定の利点を提供することが予期される。別の例として、本開示の中のレトロフィッティングの実施形態は、50〜500、または、その範囲内の任意の整数値、または、これらの値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、100〜500、150〜500、200〜500、250〜500、100〜300、100〜250、100〜200、100〜150などのL/T比を有する成形物体に対して、特定の利点を提供することが予期される。

0017

さまざまな実施形態では、射出成形マシンは、当技術分野で知られているように、互いに流体連通する注入ユニット、ノズル、およびモールドを含むことが可能である。注入ユニットは、任意の種類の注入ユニットであることが可能であり、それは、ノズルを通してモールドの中へ溶融プラスチックを注入するために圧力を使用する。例として、注入ユニットは、液圧駆動式、機械駆動式、電気駆動式、もしくは、これらの組み合わせであることが可能であり、または、本明細書で説明されているように、もしくは、当技術分野で知られているように、任意の他の種類の注入ユニットであることが可能である。モールドは、1または複数のキャビティを備えた任意の種類のモールドであり、1または複数のプラスチック物体を成形することが可能である。(本明細書の説明および例は、単一の成形プラスチック物体を参照する可能性があるが、これは、便宜上のためのものであり、限定として解釈されるべきではない。本開示は、本明細書で開示されている任意の実施形態が任意の数のキャビティを有するモールドとともに使用され得ることを企図している。)注入ユニットなど、射出成形マシンのコンポーネントのいずれかは、最大定格注入圧力を有することが可能であり、定格は、製造業者によって提供される。たとえば、射出成形マシンは、15,000psi(103.42MPa)から60,000psi(413.69MPa)、または、その範囲の中のpsiに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、20,000psi(137.90MPa)から50,000psi(344.74MPa)、もしくは、25,000psi(172.37MPa)から40,000psi(275.79MPa)などの、最大定格注入圧力を有する注入ユニットを含むことが可能である。

0018

成形マシンは、ネイティブコントローラを含むことが可能である。ネイティブコントローラは、電気機械的なコントローラ、回路基板プログラマブル論理コントローラ産業用コンピューター、または、本明細書で説明されているような、もしくは、当技術分野で知られているような任意の他の種類のコントローラなど、任意の種類のコントローラであることが可能である。ネイティブコントローラは、本明細書で説明されているように、または、当技術分野で知られているように、射出成形マシンのいくつかまたはすべてのパーツを部分的にまたは完全に制御するように、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得る。ネイティブコントローラは、本明細書で開示されている任意の実施形態にしたがって、または、当技術分野で知られているように、ロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得る。

0019

ネイティブコントローラは、射出成形マシンに対して、さまざまな方式で、物理的に位置決めされ得る。例として、ネイティブコントローラは、マシンと一体になっていることが可能であるか、ネイティブコントローラは、マシンの上に装着されているエンクロージャの中に含まれ得るか、ネイティブコントローラは、マシンに隣接してもしくはマシンの近位に位置決めされている別々のエンクロージャの中に含まれ得るか、または、ネイティブコントローラは、マシンから遠隔に位置決めされ得る。当技術分野で知られているように、いくつかの実施形態では、ネイティブコントローラは、有線信号通信によって、マシンの機能を部分的にまたは完全に制御することが可能であり、他の実施形態では、ネイティブコントローラは、無線信号通信によって、マシンの機能を部分的にまたは完全に制御することが可能である。

0020

ネイティブコントローラは、マシンの注入圧力を部分的にまたは完全に制御するように、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得る。ネイティブコントローラは、本明細書で説明されているまたは当技術分野で知られている任意の方式で、注入圧力を制御することが可能である。例として、ネイティブコントローラは、注入ユニットによる射出率を制御することによって、注入圧力を制御することが可能である。別の例として、ネイティブコントローラは、ノズルを通る溶融流量を制御することによって、注入圧力を制御することが可能である。

0021

ネイティブコントローラは、オリジナル成形サイクルに対応するロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得る。ネイティブコントローラは、射出成形マシンを制御し、マシンにオリジナル成形サイクルにしたがってプラスチック物体を成形させるために、そのようなロジック、コマンド、および/または命令を使用し、実施し、および/または実行することが可能である。

0022

例として、射出成形マシンは、オリジナル成形サイクルを使用し、従来の成形サイクルにしたがってプラスチックを注入することが可能であり、従来の成形サイクルは、以下の部分、すなわち、初期注入、充填、パッキング、および保持を含む。オリジナル成形サイクルは、最大オリジナル注入圧力を有しており、それは、サイクルの間に到達された最も高い注入圧力である。本開示の全体を通して、すべての注入圧力は、別段の定めがなければ、ノズルの中で測定される。

0023

さまざまな従来の実施形態では、オリジナル成形サイクルは、最大オリジナル注入圧力を有することが可能であり、最大オリジナル注入圧力は、注入ユニットに関する(もしくは、成形マシンに関する)最大定格注入圧力の65〜100%、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、最大定格注入圧力の70〜100%、75〜100%、もしくは80〜100%などである。さまざまな従来の実施形態では、オリジナル成形サイクルは、20,000psi(137.90MPa)から60,000psi(413.69MPa)、または、その範囲の中のpsiに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、25,000psi(172.37MPa)から50,000psi(344.74MPa)、もしくは、30,000psi(206.84MPa)から40,000psi(275.79MPa)などの、最大オリジナル注入圧力を有することが可能である。

0024

さまざまな従来の実施形態では、オリジナル成形サイクルは、成形サイクルの過程にわたって著しく変化するか、または、成形サイクルの任意の特定の部分の一部分、複数部分、もしくはすべての中で変化する、注入圧力を有することが可能である。例として、オリジナル成形サイクルの充填部分の少なくとも一部に関して、マシンの注入圧力は、充填部分の一部分、複数部分、実質的にすべて、またはすべてに関して、オリジナル目標注入圧力、または注入圧力に関する参照値に対して、10〜60%だけ、20〜60%だけ、または、さらに30〜60%だけ変化することが可能である。

0025

そのような変化は、充填部分の50〜100%、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、充填部分の60〜100%、70〜100%、もしくは80〜100%の中で起こることが可能である。そのような変化の期間は、充填部分の初めに起こることが可能であり、充填部分の終わりに起こることが可能であり、および/または、充填部分の中間に中心を合わせられ得る。

0026

射出成形マシンは、最大のプログラムされたオリジナル安全圧力設定値によってプログラムされたネイティブコントローラを有することが可能であり、最大のプログラムされたオリジナル安全圧力設定値は、注入ユニットに関する(もしくは、成形マシンに関する)最大定格注入圧力の80〜120%、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、最大定格注入圧力の90〜110%、90〜100%、もしくは95〜105%などである。ネイティブコントローラは、射出成形マシンの注入圧力が最大のプログラムされたオリジナル安全圧力設定値を超える場合には、注入ユニットを停止するようにプログラムされ得る。

0027

また、射出成形マシンは、最大オリジナル安全圧力設定値を有するオリジナル圧力解放メカニズムを有することが可能であり、最大オリジナル安全圧力設定値は、注入ユニットに関する(もしくは、成形マシンに関する)最大定格注入圧力の80〜120%、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、最大定格注入圧力の90〜110%、90〜100%、もしくは95〜105%などである。圧力解放メカニズムは、マシンの注入圧力が最大オリジナル安全圧力設定値を超える場合には、射出成形マシンの中の圧力を解放するように設定され得る。

0028

射出成形マシンは、本明細書で説明されているように、レトロフィットコントローラをマシンに追加することによって改造され得る。改造されるマシンは、オリジナル成形サイクルにしたがって成形が行われた同じマシンであることが可能であり、または、改造されているマシンは、オリジナル成形サイクルを走らせたマシンと同じ構成を有する異なる成形マシンであることが可能である。本明細書で説明されているレトロフィッティングの機能および利益のいずれかは、同じマシン(または、同じ構成のマシン)を使用することによって得られ得る。

0029

改造されたマシンは、オリジナル成形サイクルを走らせるために使用された同じモールドを使用して、レトロフィット成形サイクルを走らせることが可能であり、または、改造されたマシンは、オリジナル成形サイクルによって使用されたモールドと同じ構成を有する異なるモールドを使用することが可能である。本明細書で説明されているレトロフィッティングの機能および利益のいずれかは、同じモールド(または、同じ構成のモールド)を使用することによって得られ得る。

0030

改造されたマシンは、オリジナル成形サイクルにおいて使用された同じプラスチック材料を使用して、レトロフィット成形サイクルを走らせることが可能であり、または、改造されたマシンは、本質的に同じであるか、または、同じもしくは実質的に同じ材料特性(たとえば、メルトフローインデックスなど)を有する、異なるプラスチック材料を使用することが可能である。

0031

レトロフィットコントローラは、電気機械的なコントローラ、回路基板、プログラマブル論理コントローラ、産業用コンピューター、または、本明細書で説明されているような、もしくは、当技術分野で知られているような任意の他の種類のコントローラなど、任意の種類のコントローラであることが可能である。レトロフィットコントローラは、本明細書で説明されているように、または、当技術分野で知られているように、射出成形マシンのいくつかまたはすべてのパーツを部分的にまたは完全に制御するように、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得る。レトロフィットコントローラは、本明細書で開示されている任意の実施形態にしたがって、または、当技術分野で知られているように、ロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得る。

0032

レトロフィッティングのいくつかの実施形態では、レトロフィットコントローラは、ネイティブコントローラを交換し、その機能のすべてを交換することが可能である。レトロフィッティングの他の実施形態では、レトロフィットコントローラは、ネイティブコントローラに加えるものとして追加され、その機能のすべてよりも少ない部分を交換することが可能である。代替的な実施形態では、ネイティブコントローラは、本明細書で説明されているように、レトロフィットコントローラになるように再構成され得る。

0033

先の実施形態のいずれかでは、レトロフィッティングは、レトロフィットコントローラと射出成形マシンとの間に信号通信確立することを含むことが可能である。この確立することは、マシンの上のセンサ(たとえば、圧力センサ温度センサ位置センサなど)からの1または複数の出力を、レトロフィットコントローラの1または複数の入力に接続することを含むことが可能である。この接続することは、ネイティブコントローラからの既存のセンサ出力の1もしくは複数を切断し、それらの既存のセンサ出力をレトロフィットコントローラに接続すること、または、より多くの出力を既存のセンサの1もしくは複数に追加し、それらの追加された出力をレトロフィットコントローラに接続すること、または、これらの組み合わせを含むことが可能である。この接続することは、成形マシンの上の適切な場所にすでにある1もしくは複数の既存のセンサを必要とし、または、1もしくは複数の既存のセンサを成形マシンの上の新しい場所へ移動させること、または、1もしくは複数の新しいセンサを成形マシンの上にインストールすること、または、これらの組み合わせを必要とする可能性がある。

0034

レトロフィッティングは、本明細書で説明されているかまたは当技術分野で知られている、任意の種類の(既存のまたは新しい)センサを使用することが可能である。信号通信は、本明細書で説明されているかまたは当技術分野で知られている任意の種類の信号(たとえば、液圧式空気圧式機械式アナログ電気式デジタル電気式、光学式など)であることが可能である。

0035

先の実施形態のいずれかでは、レトロフィッティングは、レトロフィットコントローラとネイティブコントローラとの間の信号通信を確立することを含むことが可能である。この確立することは、ネイティブコントローラの1もしくは複数の出力をレトロフィットコントローラの入力に接続すること、レトロフィットコントローラの1もしくは複数の出力をネイティブコントローラの入力に接続すること、または、そうでなければ、本明細書で説明されているかもしくは当技術分野で知られている任意の方式で、ネイティブコントローラとレトロフィットコントローラとの間で、信号、データ、および/もしくは情報を共有すること、または、これらの組み合わせを含むことが可能である。

0036

レトロフィットコントローラは、射出成形マシンに対して、さまざまな方式で、物理的に位置決めされ得る。例として、レトロフィットコントローラは、マシンと一体になっていることが可能であるか、レトロフィットコントローラは、マシンの上に装着されているエンクロージャの中に含まれ得るか、レトロフィットコントローラは、マシンに隣接してもしくはマシンの近位に位置決めされている別々のエンクロージャの中に含まれ得るか、または、レトロフィットコントローラは、マシンから遠隔に位置決めされ得る。当技術分野で知られているように、いくつかの実施形態では、レトロフィットコントローラは、有線信号通信によって、マシンの機能を部分的にまたは完全に制御することが可能であり、他の実施形態では、レトロフィットコントローラは、無線信号通信によって、マシンの機能を部分的にまたは完全に制御することが可能である。

0037

レトロフィットコントローラは、マシンの注入圧力を部分的にまたは完全に制御するように、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得る。レトロフィットコントローラは、本明細書で説明されているかまたは当技術分野で知られている任意の方式で、注入圧力を制御することが可能である。例として、レトロフィットコントローラは、注入ユニットによる射出率を制御することによって、注入圧力を制御することが可能である。別の例として、レトロフィットコントローラは、ノズルを通る溶融流量を制御することによって、注入圧力を制御することが可能である。

0038

レトロフィットコントローラは、レトロフィット成形サイクルの任意の部分、または任意の複数の部分、またはすべてに対応するロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得る。レトロフィットコントローラは、そのようなロジック、コマンド、および/または命令を使用し、実施し、および/または実行し、射出成形マシンを制御し、マシンにレトロフィット成形サイクルにしたがってプラスチック物体を成形させることが可能である。

0039

改造された射出成形マシンは、レトロフィット成形サイクルにしたがってプラスチックを注入することが可能であり、レトロフィット成形サイクルは、以下の部分、すなわち、初期注入、充填、および圧力減少を含む。レトロフィット成形サイクルは、最大レトロフィット注入圧力を有することが可能であり、それは、サイクルの間に到達された最も高い注入圧力である。

0040

さまざまな実施形態では、レトロフィット成形サイクルは、最大レトロフィット注入圧力を有することが可能であり、最大レトロフィット注入圧力は、オリジナル成形サイクルの最大オリジナル注入圧力の10〜60%、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、最大オリジナル注入圧力の20〜60%、30〜60%、もしくは40〜60%である。

0041

そのような実施形態では、レトロフィット成形サイクルが、オリジナル成形サイクルと比較して、1または複数の低減された圧力を有しており、オリジナル成形サイクルによって使用されているものと同じ(もしくは、同様の)射出成形マシン、同じ(もしくは、同様の)モールド、および/または、同じ(もしくは、同様の)プラスチック材料を使用するときでも、そのような低減は実現され得る。

0042

また、レトロフィット成形サイクルが、オリジナル成形サイクルと比較して、1または複数の低減された圧力を有する実施形態では、同じまたは実質的に同じマシン温度プロファイル(すなわち、加熱エレメントの全体的な構成、および、成形マシンに関するそれらのプロセス設定値)を使用するときでも、そのような低減が実現され得る。

0043

あるいは、レトロフィット成形サイクルが、オリジナル成形サイクルと比較して、1または複数の低減された圧力を有する実施形態では、そのような低減は、マシンの温度プロファイルの中の温度低減を可能にすることができる(本明細書で使用されているように、射出成形マシンの温度プロファイルは、射出成形マシンによって加工されているプラスチックを加熱するために使用されているヒータのすべてに関する温度設定点のすべての平均を表している)。そのような低減は、マシンの中の溶融圧力の他の許容不可能な増大を提供する可能性がある一方で、注入圧力を低減させることは、そのような温度低減が実現化されることを可能にすることができる。

0044

さまざまな実施形態では、レトロフィット成形サイクルは、マシン温度プロファイルを使用することが可能であり、マシン温度プロファイルは、オリジナル成形サイクルのマシン温度プロファイルよりも5〜50℃小さくなっており、または、摂氏5度から50度の間の任意の整数値だけ小さくなっており、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲だけ小さくなっており、たとえば、5〜40℃、5〜30℃、5〜20℃、5〜10℃、10〜50℃、20〜50℃、30〜50℃、40〜50℃、10〜40℃、20〜30℃などだけ小さくなっている。

0045

そのような低減されたマシン温度プロファイルは、さまざまな時間において測定されるマシン温度プロファイル測定値に関して得ることが可能である。第1の例として、上記に説明されている低減されたマシン温度プロファイルのいずれかは、平均オリジナル成形サイクルマシン温度プロファイル(それは、オリジナル成形サイクルの過程にわたる平均マシン温度プロファイルである)を平均レトロフィット成形サイクルマシン温度プロファイル(それは、レトロフィット成形サイクルの過程にわたる平均マシン温度プロファイルである)と比較することによって得ることが可能である。第2の例として、上記に説明されている低減されたマシン温度プロファイルのいずれかは、平均オリジナル充填部分マシン温度プロファイル(それは、オリジナル成形サイクルの充填部分の過程にわたる平均マシン温度プロファイルである)を平均レトロフィット充填部分マシン温度プロファイル(それは、レトロフィット成形サイクルの充填部分にわたる平均マシン温度プロファイルである)と比較することによって得ることが可能である。第3の例として、上記に説明されているマシン温度プロファイルのいずれかは、オリジナル成形サイクルの充填部分の初めのマシン温度プロファイルをレトロフィット成形サイクルの充填部分の初めのマシン温度プロファイルと比較することによって得ることが可能である。第4の例として、上記に説明されているマシン温度プロファイルのいずれかは、オリジナル成形サイクルの充填部分の終わりにおけるマシン温度プロファイルをレトロフィット成形サイクルの充填部分の終わりにおけるマシン温度プロファイルと比較することによって得ることが可能である。

0046

マシンの温度プロファイルがレトロフィット成形サイクルの一部として低減されるときには、溶融プラスチックは、オリジナル成形サイクルの間の溶融プラスチックの温度と比較して、低減された温度を受けることが可能である。本開示の全体を通して、溶融プラスチックのすべての温度は、別段の定めがなければ、ノズルの中で測定される。

0047

レトロフィット成形サイクルは、射出成形マシンの中の溶融プラスチックに、オリジナル成形サイクルの間のマシンの中の溶融プラスチックの温度よりも5〜50℃小さい低減された温度を受けさせることが可能である。また、低減された温度は、摂氏5度から50度の間の任意の整数値だけ小さくなっており、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲だけ小さくなっており、たとえば、5〜40℃、5〜30℃、5〜20℃、5〜10℃、10〜50℃、20〜50℃、30〜50℃、40〜50℃、10〜40℃、20〜30℃などだけ小さくなっていることが可能である。

0048

そのような低減された溶融温度は、さまざまな時間において測定される温度測定値に関して得ることが可能である。第1の例として、上記に説明されている低減された溶融温度のいずれかは、最大オリジナル溶融温度(それは、オリジナル成形サイクルの間に到達される最も高い溶融温度である)を最大レトロフィット溶融温度(それは、レトロフィット成形サイクルの間に到達される最も高い溶融温度である)と比較することによって得ることが可能である。第2の例として、上記に説明されている低減された溶融温度のいずれかは、平均オリジナル成形サイクル溶融温度(それは、オリジナル成形サイクルの過程にわたる溶融プラスチックの平均溶融温度である)を平均レトロフィット成形サイクル溶融温度(それは、レトロフィット成形サイクルの過程にわたる溶融プラスチックの平均溶融温度である)と比較することによって得ることが可能である。第3の例として、上記に説明されている低減された溶融温度のいずれかは、平均オリジナル充填部分溶融温度(それは、オリジナル成形サイクルの充填部分の過程にわたる溶融プラスチックの平均溶融温度である)を平均レトロフィット充填部分溶融温度(それは、レトロフィット成形サイクルの充填部分にわたる溶融プラスチックの平均溶融温度である)と比較することによって得ることが可能である。第4の例として、上記に説明されている低減された溶融温度のいずれかは、オリジナル成形サイクルの充填部分の初めの溶融温度をレトロフィット成形サイクルの充填部分の初めの溶融温度と比較することによって得ることが可能である。第5の例として、上記に説明されている低減された溶融温度のいずれかは、オリジナル成形サイクルの充填部分の終わりにおける溶融温度をレトロフィット成形サイクルの充填部分の終わりにおける溶融温度と比較することによって得ることが可能である。

0049

そのような実施形態では、レトロフィット成形サイクルは、溶融プラスチックに、オリジナル成形サイクルと比較して、1または複数の低減された温度を受けさせる、同じ、もしくは本質的に同じであるか、または、同じもしくは実質的に同じ材料特性(たとえば、メルトフローインデックスなど)を有する、プラスチック材料を使用するときでも、そのような低減が実現され得る。

0050

レトロフィットコントローラは、レトロフィット成形サイクルの充填部分に関するレトロフィット目標注入圧力によってプログラムされ得る。充填部分に関するレトロフィット目標注入圧力は、推定され、計算され、または、経験的に決定され得る。たとえば、レトロフィット目標注入圧力は、異なる注入圧力で成形マシンを反復してテストすることによって、経験的に決定され得る。このテストに関する開始圧力は、オリジナル成形サイクルに関する最大オリジナル注入圧力、または、オリジナル成形サイクルの充填部分に関するオリジナル目標注入圧力であることが可能である。開始圧力から、テストすることは、次第に低くなる注入圧力で成形マシンを動作させること、および、それぞれのより低い圧力において、マシンによって作製される成形物体の品質を検証することを含むことが可能である。さまざまな実施形態では、ブラケッティング手法が使用され、相対的に低いレトロフィット目標注入圧力を決定することが可能であり、その圧力において、成形マシンは、良好な品質の成形物体を依然として作製することが可能である。

0051

本明細書で開示されている任意の実施形態では、レトロフィット成形サイクルは、成形サイクルの過程にわたっていくらか変化するか、または、成形サイクルの任意の特定の部分の一部分、複数部分、もしくはすべての中で変化するが、依然として実質的に一定である、注入圧力を有することが可能である。本明細書で使用されているように、目標注入圧力、または注入圧力に関する参照値に対して、注入圧力が30%未満だけ上下に変化するときに、注入圧力は、「実質的に一定である」として考慮される。例として、オリジナル成形サイクルの充填部分の少なくとも一部における、マシンの注入圧力は、充填部分に関して、レトロフィット目標注入圧力、または注入圧力に関する参照値に対して、実質的に一定であり、30%未満だけ、20%未満だけ、10%未満だけ、または、さらに5%未満だけ変化することが可能である。変化についてのそのような限界値は、事実上、充填部分の50〜100%、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、充填部分の60〜100%、70〜100%、80〜100%、もしくは90〜100%の中にあることが可能である。圧力変化についてのそのような制限は、充填部分の初めに開始することが可能であり、充填部分の終わりに終了することが可能であり、および/または、充填部分の中間に中心を合わせられ得る。

0052

レトロフィットコントローラは、最大のプログラムされたレトロフィット安全圧力設定値によってプログラムされ得、最大のプログラムされたレトロフィット安全圧力設定値は、最大レトロフィット注入圧力の80〜120%、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、100〜110%もしくは100〜105%などである。レトロフィットコントローラは、射出成形マシンの注入圧力が最大のプログラムされたレトロフィット安全圧力設定値を超える場合には、注入ユニットを停止するようにプログラムされ得る。

0053

最大のプログラムされたレトロフィット安全圧力設定値によってレトロフィットコントローラをプログラムする代わりに(または、それに加えて)、レトロフィッティングは、最大のプログラムされたオリジナル安全圧力設定値から、最大のプログラムされた改訂された安全圧力設定値へ、ネイティブコントローラを再プログラムすることを含むことが可能である。また、最大のプログラムされた改訂された安全圧力設定値は、最大レトロフィット注入圧力の80〜120%であり、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値であり、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、100〜110%もしくは100〜105%であることが可能である。

0054

射出成形マシンがオリジナル圧力解放メカニズムを有する場合には、レトロフィッティングは、最大オリジナル安全圧力設定値から、最大改訂された安全圧力設定値へと、オリジナル圧力解放メカニズムを再設定することを含むことが可能である。最大改訂された安全圧力設定値は、最大レトロフィット注入圧力の80〜120%であり、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値であり、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、100〜110%もしくは100〜105%などであることが可能である。

0055

最大改訂された安全圧力設定値によってオリジナル圧力解放メカニズムを再設定する代わりに(または、それに加えて)、レトロフィッティングは、レトロフィット圧力解放メカニズムを追加することを含むことが可能であり、レトロフィット圧力解放メカニズムは、最大レトロフィット安全圧力設定値に設定される。最大レトロフィット安全圧力設定値は、最大レトロフィット注入圧力の80〜120%であり、または、その範囲の中のパーセンテージに関する任意の整数値であり、または、それらの整数値のいずれかによって形成される任意の範囲、たとえば、100〜110%もしくは100〜105%であることが可能である。

0056

この概要の章において説明されている実施形態のいずれかは、本明細書で開示されているかまたは当技術分野で知られている任意の方式で実施され得、また、任意の代替的な実施形態を含む、任意の実効性のある組み合わせで使用されおよび/または組み合わせられ得る。

図面の簡単な説明

0057

先行技術による、射出成形マシンを制御するための、例示的なネイティブコントローラの上にプログラムされているような、例示的なオリジナル射出成形サイクルの説明図である。
先行技術による、ネイティブコントローラによって制御される例示的な射出成形マシンの正面切り欠き図である。
先行技術による、図2のネイティブコントローラの一部の説明図である。
先行技術による、図1のオリジナル射出成形サイクルの注入の間の注入圧力のチャートである。
第1の時点における、先行技術において知られているような、高い圧力でモールドキャビティの中へ注入されている溶融プラスチック材料切り欠き図である。
第2の時点における、図5Aの注入の図である。
第3の時点における、図5Aの注入の図である。
第4の時点における、図5Aの注入の図である。
第1の時点における、先行技術において知られているような、可変圧力でモールドキャビティの中へ注入されている溶融プラスチック材料の切り欠き図である。
第2の時点における、図6Aの注入の図である。
第3の時点における、図6Aの注入の図である。
第4の時点における、図6Aの注入の図である。
第1の時点における、モールドキャビティの中へ注入されている溶融プラスチック材料の切り欠き図であり、材料が実質的に一定の圧力でキャビティを充填していることを示す図である。
第2の時点における、図7Aの注入の図である。
第3の時点における、図7Aの注入の図である。
第4の時点における、図7Aの注入の図である。
例示的なレトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力のチャートであり、注入の充填部分の間に、注入圧力が一定になるように制御されることを示す図である。
例示的なレトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力のチャートであり、注入の充填部分の間に、注入圧力は降下しているが、依然として実質的に一定になるように制御されることを示す図である。
例示的なレトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力のチャートであり、注入の充填部分の間に、注入圧力は上昇しているが、依然として実質的に一定になるように制御されることを示す図である。
例示的なレトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力のチャートであり、注入の充填部分の間に、注入圧力はステップ変化を受けるが、依然として実質的に一定になるように制御されることを示す図である。
本明細書で開示されているレトロフィッティングの実施形態による、レトロフィットコントローラを伴う、改造されたネイティブコントローラのパーツの説明図である。
改造された射出成形マシンの正面切り欠き図であり、それは、図2の射出成形マシンの改造されたバージョンであり、また、本明細書で開示されているレトロフィッティングの実施形態にしたがって、図12の改造されたネイティブコントローラおよびレトロフィットコントローラによって制御されることを示す図である。
図13の改造された射出成形マシンを制御するための、図13のネイティブコントローラおよびレトロフィットコントローラの上にプログラムされているような、レトロフィット射出成形サイクルの説明図である。

実施例

0058

図1は、先行技術による、図2の例示的な射出成形マシン210など射出成形マシンを制御101するための、図2および図3のネイティブコントローラ202など例示的なネイティブコントローラの上にプログラムされているような、例示的なオリジナル射出成形サイクル100の説明図である。オリジナル射出成形サイクル100は、溶融プラスチックを一連の注入するステップ110、プラスチックを冷却するステップ120、モールドを開けるステップ130、成形物体をモールドから取り出すステップ140、および、モールドを閉じるステップ150の動作シーケンスを含む。これらの動作は、この順序で実施されることが多いが、特定の動作の間にはある程度の重複が存在する可能性があり、さまざまな実施形態では、1または複数の追加的な動作が追加され得る。溶融プラスチック110の注入は、初期注入部分111、充填部分112、パッキング部分113、および保持部分114を含む。しかし、さまざまな実施形態では、注入は、異なる部分を含むことが可能である。溶融プラスチックの注入110は、たとえば図4のチャートなどにしたがって、当技術分野で知られている任意の方式で実施され得る。

0059

図2は、先行技術による、ネイティブコントローラ202によって制御される例示的な射出成形マシン210の正面切り欠き図である。成形マシン210は、注入ユニット212およびクランピングユニット214を含む。プラスチック材料は、プラスチックペレット216の形態で、注入ユニット212に導入され得る。プラスチックペレット216は、ホッパ218の中へ設置され得、ホッパ218は、注入ユニット212の加熱されたバレル220の中へプラスチックペレット216を給送する。プラスチックペレット216は、加熱されたバレル220の中へ給送された後に、往復運動スクリュ222によって、加熱されたバレル220の端部へ運ばれ得る。加熱されたバレル220を加熱すること、および、往復運動式スクリュ222によってプラスチックペレット216を圧縮することは、プラスチックペレット216を溶融させ、溶融プラスチック材料224を形成する。溶融プラスチック材料は、典型的に、約130℃から約410℃の範囲の中で選択される温度で処理される。

0060

往復運動式スクリュ222は、溶融プラスチック材料224をノズル226に向けて押し、プラスチック材料のショットを形成し、それは、1または複数のゲート230を介してモールド228のモールドキャビティ232の中へ注入されることになり、1または複数のゲート230は、溶融プラスチック材料224のフローをモールドキャビティ232に導く。さまざまな実施形態では、モールド228は、加熱されたモールドであることが可能であり、または、加熱されていないモールドであることが可能である。他の実施形態では、ノズル226は、さまざまなランナー(それは、加熱されてされなくてもよい)を備える給送システムによって、1または複数のゲート230から分離され得る。モールドキャビティ232は、モールド228の第1および第2のモールドサイド225、227の間に形成されており、第1および第2のモールドサイド225、227は、クランピングユニット214による圧力の下で一緒に保持されている。クランピングユニット214は、成形プロセスの間にクランピング力を加え、それは、2つのモールド半分体225、227を分離するように作用する注入圧力によって及ぼされる力よりも大きく、それによって、溶融プラスチック材料224がモールドキャビティ232の中へ注入されている間に、第1および第2のモールドサイド225、227を一緒に保持している。これらのクランピング力を支持するために、クランピングユニット214は、モールドフレームおよびモールドベースに取り付けられ得る。

0061

溶融プラスチック材料224のショットがモールドキャビティ232の中へ注入されると、往復運動式スクリュ222は、前方へ進行することを停止する。溶融プラスチック材料224は、モールドキャビティ232の形態をとり、溶融プラスチック材料224は、プラスチック材料224が凝固するまで、モールド228の内側を冷却する。溶融プラスチック材料224が凝固すると、クランピングユニット214は、第1および第2のモールドサイド225、227を解放し、第1および第2のモールドサイド225、227は、互いに分離され、完成した成形物体が、モールド228から取り出され得る。モールド228は、複数のモールドキャビティ232を含み、全体的な生産速度を増大させることが可能である。複数のモールドキャビティのキャビティの形状は、同一であるか、類似であるか、または、互いに異なっていることが可能である。(後者は、一群のモールドキャビティであると考えられ得る。)

0062

ネイティブコントローラ202は、コントローラ接続202−cおよびマシン接続210−c(中間部分は省略されている)によって図示されているように、マシン210と信号通信している。ネイティブコントローラ202は、ノズル226の中の溶融プラスチック材料224を測定するためのセンサ252と信号通信しており、また、モールドキャビティ232の端部において溶融プラスチック材料224を測定するためのセンサ253と信号通信している。

0063

図2の実施形態では、センサ252は、ノズル226の中の溶融プラスチック材料224の1または複数の性質を(直接的にまたは間接的に)測定する。センサ252は、ノズル226の近くに、ノズル226において、または、ノズル226の中に、位置してもしなくてもよい。センサ252は、圧力、温度、粘度、流量など、当技術分野で知られている溶融プラスチック材料224の任意の性質、または、これらのいずれかを示す任意の他の性質のうちの1もしくは複数を測定することが可能である。センサ252は、溶融プラスチック材料224に直接的に接触してもしなくてもよい。センサ252は、信号を生成し、信号は、ネイティブコントローラ202の入力部に送信される。センサ252がノズル226の中に位置しない場合には、ネイティブコントローラ202は、ロジック、コマンド、および/または、実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ、適当な補正係数を提供し、ノズル226の中の測定された性質に関する値を推定または計算することが可能である。さまざまな実施形態では、異なるタイプの2つ以上のセンサが、センサ252の代わりに使用され得る。

0064

図2の実施形態では、センサ253は、溶融プラスチック材料224の1または複数の性質を(直接的にまたは間接的に)測定し、モールドキャビティ232の中のその存在および/または条件を検出する。センサ252は、キャビティ232の近くに、キャビティ232において、または、モールドキャビティ232の中に、位置してもしなくてもよい。さまざまな実施形態では、センサ253は、モールドキャビティ232の中の充填末端位置に位置付けられ、または、充填末端位置の近くに位置付けられ得る。たとえば、センサ253は、モールドキャビティ232の中の充填末端位置の最後の30%以内のどこかに位置付けされ得る。センサ253は、圧力、温度、粘度、流量など、当技術分野で知られている溶融プラスチック材料224の任意の性質、または、これらのいずれかを示す任意の他の性質のうちの1もしくは複数を測定することが可能である。センサ253は、溶融プラスチック材料224に直接的に接触してもしなくてもよい。センサ253は、信号を生成し、信号は、ネイティブコントローラ202の入力部に送信される。センサ252がモールドキャビティ232の中の充填末端位置に位置しない場合には、ネイティブコントローラ202は、ロジック、コマンド、および/または、実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ、適当な補正係数を提供し、充填末端位置において測定された性質に関する値を推定または計算することが可能である。さまざまな実施形態では、異なるタイプの2つ以上のセンサが、センサ253の代わりに使用され得る。

0065

また、ネイティブコントローラ202は、スクリュ制御部236と信号通信している。図2の実施形態では、ネイティブコントローラ202は、信号を生成し、信号は、ネイティブコントローラ202の出力からスクリュ制御部236へ送信される。ネイティブコントローラ202は、注入ユニット212による射出率を制御するスクリュ制御部236を制御することによって、マシン210の中の注入圧力を制御することが可能である。ネイティブコントローラ202は、ノズル226の中の溶融プラスチック材料224の所望の溶融圧力を維持する速度でスクリュ222を前進させるように、スクリュ制御部236に命令することが可能である。

0066

コントローラ202からのこの信号は、一般的に、成形プロセスを制御するために使用され得、材料粘度、モールド温度、溶融温度の変化、および、充填速度に影響を与える他の変化が、コントローラ202によって考慮されるようになっている。調節は、成形サイクルの間に、コントローラ202によって即座に行われ得、または、補正が、その後のサイクルにおいて行われ得る。そのうえ、いくつかのサイクルからのいくつかの信号が、コントローラ202によって成形プロセスに対して調節を行うための基礎として使用され得る。コントローラ202は、当技術分野で知られている任意のタイプの信号通信を介して、センサ252、および/または、センサ253、および/または、スクリュ制御部236に接続され得る。

0067

また、射出成形マシン210は、圧力解放メカニズム245を含み、圧力解放メカニズム245は、マシン210の注入圧力が最大レトロフィット安全圧力設定値を超えた場合に、マシン210の中の圧力を解放する。圧力解放メカニズム245は、ノズル226の近くに位置するが、マシンの上のさまざまな都合の良い場所に位置付けされ得る。

0068

図3は、先行技術による、図2のネイティブコントローラ202の一部の説明図である。ネイティブコントローラ202は、ハードウェア202−h、ソフトウェア202−s、入力部202−i、出力部202−o、および接続部202−cを含む。ハードウェア202−hは、ソフトウェア202−sを記憶するメモリ、および、ソフトウェア202−sを実行する1または複数のプロセッサを含む。ソフトウェア202−sは、オリジナル成形サイクルにしたがって射出成形マシンを制御するためのロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令を含む。ソフトウェア202−sは、本明細書で説明されている実施形態による、最大のプログラムされたレトロフィット安全圧力を含む。ソフトウェア202−sは、オペレーティングシステムオペレーティング環境アプリケーション環境、および/またはユーザインターフェースを含んでも含まなくてもよい。ハードウェア202−hは、入力部202−iを使用し、ネイティブコントローラ202によって制御される射出成形マシンから、信号、データ、および/または情報を受け取る。ハードウェア202−hは、出力部202−oを使用し、信号、データ、および/または情報を、射出成形マシンに送る。接続部202−cは、経路を表しており、その経路を通して、信号、データ、および/または情報が、ネイティブコントローラ202とその射出成形マシンとの間で送信され得る。さまざまな実施形態では、この経路は、物理的な接続、または、物理的な接続に類似して働く非物理的な通信リンクで、直接的または間接的であることが可能であり、それは、本明細書で説明されているかまたは当技術分野で知られている任意の方式で構成されている。さまざまな実施形態では、ネイティブコントローラは、当技術分野で知られている任意の追加的な方式または代替的な方式で構成され得る。

0069

図4は、先行技術による、図1のオリジナル射出成形サイクル100のプラスチック注入の間の注入圧力400のチャートである。チャートは、縦軸に注入圧力(ノズルの中で測定される)を図示しており、横軸に時間を図示している。チャートは、図2および図3のネイティブコントローラ202などネイティブコントローラによって制御されるときに、成形サイクルにおいて、注入圧力が時間の経過とともにどのように変化するかを示している。また、チャートは、オリジナル成形サイクルの以下の部分、すなわち、初期注入410、充填420、パッキング430、および保持440を示している。初期注入410は、注入の開始とともに始まり、注入圧力の急速な増大を示し、また、圧力の急速な増大(任意のオーバーシュートアンダーシュートを含む)が完了すると終了する。図4では、初期注入410は、最大オリジナル注入圧力400−mを含む。充填420は、初期注入410の直後に始まり、比較的に高い注入圧力を示し、また、1または複数のモールドキャビティが溶融プラスチックで体積的に充填されると終了する。パッキング430は、充填420の直後に始まり、徐々に減少する注入圧力を示し、また、1または複数のモールドキャビティが適正な質量のプラスチックを取り込むと終了する。保持440は、パッキング430の直後に始まり、比較的に低い圧力を示し、また、通常は、モールドを開けるステップによって、または、モールドを開けるステップにおいて、モールドが減圧されると終了する。さまざまな実施形態では、オリジナル成形サイクルの注入圧力は、当技術分野で知られている任意の追加的な方式または代替的な方式で構成され得る。

0070

図5A図5Dは、高い圧力でモールドキャビティ532の中へ注入されている溶融プラスチック材料524の切り欠き図を図示しており、溶融プラスチック材料524のフロー537が、先行技術において知られているような「ジェッティング」を受けるようになっている。図5Aは、第1の時点における図であり、図5Bは、第2の時点における図であり、図5Cは、第3の時点における図であり、図5Dは、第4の時点における図である。図5A図5Dに示されているように、注入の間に、フロー537は、最初に、フロー537がモールドキャビティ532の後部に到達する(図5B)まで、モールドキャビティ532の壁部との接触がほとんどないかまったくない状態で、モールドキャビティ532を通って進行し(図5A)、次いで、それを充填する(図5Cおよび図5D)。

0071

ジェッティングは、溶融プラスチックのフローとモールドキャビティの表面との間に不十分な接触を提供するので、ジェッティングは、より粗くて一貫していない充填につながる可能性があり、それは、成形物体に関する不十分な品質に寄与する可能性がある。不十分な接触は、溶融プラスチックとモールドとの間の不十分な熱伝達につながる可能性があり、それは、より遅い冷却を結果として生じさせる可能性がある。より遅い冷却は、マシンに関して、より遅い成形サイクル時間、ひいては、より少ない処理能力につながる可能性がある。したがって、高い圧力で注入することによって射出成形することは、ジェッティングを引き起こす可能性があり、望ましくない。

0072

図6A図6Dは、可変圧力でモールドキャビティ632の中へ注入されている溶融プラスチック材料624の切り欠き図を図示しており、プラスチック材料624のフロー637が、先行技術において知られているように、モールドキャビティ632の中へ本質的に噴霧される溶融プラスチックの液滴および/または小球の形態であるようになっている。図6Aは、第1の時点における図であり、図6Bは、第2の時点における図であり、図6Cは、第3の時点における図であり、図6Dは、第4の時点における図である。図6A図6Dに示されているように、注入の間に、フロー637は、最初に、フロー637がキャビティの後部に到達するまで、モールドキャビティ632の壁部との接触がほとんどないかまったくない状態で、モールドキャビティ632を通って進行し(図6Aおよび図6B)、キャビティの壁部の上に蓄積し始め(図6C)、最後に、それを充填する(図6D)。液滴および/または小球を噴霧することは、溶融プラスチックのフローとモールドキャビティの表面との間に不十分な接触を提供するので、噴霧することは、より粗くて一貫していない充填につながる可能性があり、それは、成形物体に関する不十分な品質に寄与する可能性がある。不十分な接触は、溶融プラスチックとモールドとの間の不十分な熱伝達につながる可能性があり、それは、より遅い冷却を結果として生じさせる可能性がある。より遅い冷却は、マシンに関して、より遅い成形サイクル時間、ひいては、より少ない処理能力につながる可能性がある。したがって、可変圧力で注入することによって射出成形することは、溶融プラスチックの噴霧を引き起こす可能性があり、望ましくない。

0073

図7A図7Dは、比較的に低くて実質的に一定の圧力でモールドキャビティ732の中へ注入されている溶融プラスチック材料724の切り欠き図を図示しており、プラスチック材料724のフロー737が、メルトフロントを連続的に前進させ、実質的に途切れることなくなっている。図7Aは、第1の時点における図であり、図7Bは、第2の時点における図であり、図7Cは、第3の時点における図であり、図7Dは、第4の時点における図である。図7A図7Dに示されているように、注入の間に、フロー737は、充填の全体を通して、モールドキャビティ732の前部からモールドキャビティ732の後部へ、モールドキャビティ732の壁部と実質的に接触している状態で、モールドキャビティ732を通って進行する。

0074

上記に議論されているように、実質的に一定の圧力で動作することは、モールドキャビティを通る、より良好な溶融フローを提供し、また、溶融プラスチックとモールドキャビティの表面との間に、より良好な接触を提供する。より良好な溶融フローは、より滑らかでより一貫した充填につながる可能性があり、それは、成形物体の品質を改善する。より良好な接触は、溶融プラスチックとモールドとの間のより良好な熱伝達につながる可能性がある。より良好な熱伝達は、充填の全体を通してプラスチックが溶融したままであることを確実にすることが可能である(「フリーズオフ」問題を回避する)。また、より良好な熱伝達は、より速い冷却を提供することが可能である。より速い冷却は、マシンに関して、より速い成形サイクル時間、ひいては、より大きい処理能力につながる可能性がある。したがって、比較的に低くて実質的に一定の圧力で注入することによって射出成形することは、この種の溶融フローを引き起こす可能性があり、望ましい。

0075

図8図11は、レトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力の例示的なチャートである。

0076

図8は、図14のレトロフィット成形サイクル1400など、例示的なレトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力800のチャートであり、注入の充填部分860の間に、注入圧力は、少なくとも実質的に一定になるように制御される。チャートは、縦軸に注入圧力(ノズルの中で測定される)を図示しており、横軸に時間を図示している。チャートは、図12のレトロフィットコントローラ1202などレトロフィットコントローラによって制御されるときに、レトロフィット成形サイクルにおいて、注入圧力が時間の経過とともにどのように変化するかを示している。また、チャートは、レトロフィット成形サイクルの3つの部分、すなわち、初期注入850、充填860、および圧力減少870を示している。初期注入850は、注入の開始とともに始まり、注入圧力の急速な増大を含み、また、圧力の急速な増大(任意のオーバーシュート/アンダーシュートを含む)が完了すると終了する。充填860は、初期注入850の直後に始まり、(オリジナル成形サイクルに対して)相対的に低い一定の注入圧力を含む。充填860の間に、レトロフィットコントローラは、本明細書で説明されているように、レトロフィット目標注入圧力800−tに対して注入圧力を制御する。さまざまな実施形態では、充填860の少なくとも一部(たとえば50〜100%)の間に、注入圧力は、レトロフィット目標注入圧力800−tに対して、チャートの上でΔΡとして示されているレトロフィットパーセンテージ(たとえば、+/−0〜30%)よりも小さいパーセンテージだけ変化する。図8では、充填860は、最大レトロフィット注入圧力800−mを含み、最大レトロフィット注入圧力800−mは、レトロフィット目標注入圧力800−tに対応しており、充填部分860の全体を通して位置する。最大レトロフィット注入圧力800−mは、本明細書で説明されているように、オリジナル成形サイクルに関して、オリジナルの最大オリジナル注入圧力よりも小さくなっている(たとえば、10〜60%小さくなっている)ことが可能である。充填860は、1または複数のモールドキャビティが溶融プラスチックで実質的に体積的に充填される(たとえば、70〜100%充填される)まで継続し、圧力減少870部分が始まると終了する。さまざまな実施形態では、充填は、充填860の直後に圧力減少870が始まるまで継続することが可能であり、注入圧力を急速に減少させることを含み、また、通常は、モールドを開けるステップによって、または、モールドを開けるステップにおいて、モールドが減圧されると終了する。さまざまな実施形態では、図8に示されているレトロフィット成形サイクルの注入圧力は、本明細書で説明されている任意の方式で構成され得る。

0077

図9は、図14のレトロフィット成形サイクル1400など、例示的なレトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力900のチャートであり、注入の充填部分960の間に、注入圧力は、減少しているが、依然として実質的に一定になるように制御される。チャートは、縦軸に注入圧力(ノズルの中で測定される)を図示しており、横軸に時間を図示している。チャートは、図12のレトロフィットコントローラ1202などレトロフィットコントローラによって制御されるときに、レトロフィット成形サイクルにおいて、注入圧力が時間の経過とともにどのように変化するかを示している。また、チャートは、レトロフィット成形サイクルの3つの部分、すなわち、初期注入950、充填960、および圧力減少970を示している。初期注入950は、注入の開始とともに始まり、注入圧力の急速な増大を含み、また、圧力の急速な増大(任意のオーバーシュート/アンダーシュートを含む)が完了すると終了する。充填960は、初期注入950の直後に始まり、(オリジナル成形サイクルに対して)相対的に低く徐々に降下する注入圧力を含み、その注入圧力は、依然として実質的に一定である。充填960の間に、レトロフィットコントローラは、本明細書で説明されているように、レトロフィット目標注入圧力900−tに対して注入圧力を制御する。さまざまな実施形態では、充填960の少なくとも一部(たとえば50〜100%)の間に、注入圧力は、レトロフィット目標注入圧力900−tに対して、チャートの上でΔΡとして示されている30%の減少変化を伴ってレトロフィットパーセンテージ(たとえば、+/−0〜30%)よりも小さいパーセンテージだけ変化する。図9では、充填960は、最大レトロフィット注入圧力900−mを含み、最大レトロフィット注入圧力900−mは、レトロフィット目標注入圧力900−tに対応しており、充填部分960の初めに位置する。最大レトロフィット注入圧力900−mは、本明細書で説明されているように、オリジナル成形サイクルに関して、オリジナルの最大オリジナル注入圧力よりも小さくなっている(たとえば、10〜60%小さくなっている)ことが可能である。充填960は、1または複数のモールドキャビティが溶融プラスチックで実質的に体積的に充填される(たとえば、70〜100%充填される)まで継続し、圧力減少870部分が始まると終了する。圧力減少970は、充填960の直後に始まり、注入圧力を急速に減少させることを含み、また、通常は、モールドを開けるステップによって、または、モールドを開けるステップにおいて、モールドが減圧されると終了する。さまざまな実施形態では、図9に示されているレトロフィット成形サイクルの注入圧力は、本明細書で説明されている任意の方式で構成され得る。

0078

図10は、図14のレトロフィット成形サイクル1400など、例示的なレトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力1000のチャートであり、注入の充填部分1060の間に、注入圧力は、増大しているが、依然として実質的に一定になるように制御される。チャートは、縦軸に注入圧力(ノズルの中で測定される)を図示しており、横軸に時間を図示している。チャートは、図12のレトロフィットコントローラ1202などレトロフィットコントローラによって制御されるときに、レトロフィット成形サイクルにおいて、注入圧力が時間の経過とともにどのように変化するかを示している。また、チャートは、レトロフィット成形サイクルの3つの部分、すなわち、初期注入1050、充填1060、および圧力減少1070を示している。初期注入1050は、注入の開始とともに始まり、注入圧力の急速な増大を含み、また、圧力の急速な増大(任意のオーバーシュート/アンダーシュートを含む)が完了すると終了する。充填1060は、初期注入1050の直後に始まり、(オリジナル成形サイクルに対して)相対的に低く徐々に上昇する注入圧力を含み、その注入圧力は、依然として実質的に一定である。充填1060の間に、レトロフィットコントローラは、本明細書で説明されているように、レトロフィット目標注入圧力1000−tに対して注入圧力を制御する。さまざまな実施形態では、充填1060の少なくとも一部(たとえば50〜100%)の間に、注入圧力は、レトロフィット目標注入圧力1000−tに対して、チャートの上でΔΡとして示されている30%増大変化を伴ってレトロフィットパーセンテージ(たとえば、+/−0〜30%)よりも小さいパーセンテージだけ変化する。図10では、充填1060は、最大レトロフィット注入圧力1000−mを含み、最大レトロフィット注入圧力1000−mは、レトロフィット目標注入圧力1000−tに対応しており、充填部分1060の終わりに位置する。最大レトロフィット注入圧力1000−mは、本明細書で説明されているように、オリジナル成形サイクルに関して、オリジナルの最大オリジナル注入圧力よりも小さくなっている(たとえば、10〜60%小さくなっている)ことが可能である。充填1060は、1または複数のモールドキャビティが溶融プラスチックで実質的に体積的に充填される(たとえば、70〜100%充填される)まで継続し、圧力減少1070部分が始まると終了する。圧力減少1070は、充填1060の直後に始まり、注入圧力を急速に減少させることを含み、また、通常は、モールドを開けるステップによって、または、モールドを開けるステップにおいて、モールドが減圧されると終了する。さまざまな実施形態では、図10に示されているレトロフィット成形サイクルの注入圧力は、本明細書で説明されている任意の方式で構成され得る。

0079

図11は、図14のレトロフィット成形サイクル1400など、例示的なレトロフィット成形サイクルの注入の間の注入圧力1100のチャートであり、注入の充填部分1160の間に、注入圧力は、ステップ変化を受けるが、依然として実質的に一定になるように制御される。チャートは、縦軸に注入圧力(ノズルの中で測定される)を図示しており、横軸に時間を図示している。チャートは、図12のレトロフィットコントローラ1202などレトロフィットコントローラによって制御されるときに、レトロフィット成形サイクルにおいて、注入圧力が時間の経過とともにどのように変化するかを示している。また、チャートは、レトロフィット成形サイクルの3つの部分、すなわち、初期注入1150、充填の第1の部分1160−1および充填の第2の部分1160−2を含む充填1160、ならびに圧力減少1170を示している。初期注入1150は、注入の開始とともに始まり、注入圧力の急速な増大を含み、また、圧力の急速な増大(任意のオーバーシュート/アンダーシュートを含む)が完了すると終了する。充填1160は、初期注入1150の直後に始まり、(オリジナル成形サイクルに対して)相対的に低く一定の注入圧力を有する充填の第1の部分1160−1を含み、それは、次いで、さらにより低く一定の注入圧力を有する充填の第2の部分1160−2へステップダウン1100−sする。充填1160の間に、レトロフィットコントローラは、本明細書で説明されているように、レトロフィット目標注入圧力1100−tに対して注入圧力を制御する。さまざまな実施形態では、充填1160の少なくとも一部(たとえば50〜100%)の間に、注入圧力は、レトロフィット目標注入圧力1100−tに対して、チャートの上でΔΡとして示されているレトロフィットパーセンテージ(たとえば、+/−0〜30%)よりも小さいパーセンテージだけ変化する。図11では、充填1160は、最大レトロフィット注入圧力1100−mを含み、最大レトロフィット注入圧力1100−mは、レトロフィット目標注入圧力1100−tに対応しており、充填の第1の部分1160−1の全体を通して位置する。最大レトロフィット注入圧力1100−mは、本明細書で説明されているように、オリジナル成形サイクルに関して、オリジナルの最大オリジナル注入圧力よりも小さくなっている(たとえば、10〜60%小さくなっている)ことが可能である。充填1160は、1または複数のモールドキャビティが溶融プラスチックで実質的に体積的に充填されるまで継続し、圧力減少1170部分が始まると終了する。本明細書で使用されているように、実質的に充填されることは、少なくとも70%充填されることを意味しており、75〜100%充填されること、80〜100%充填されること、85〜100%充填されること、90〜100%充填されること、および、95〜100%充填されることなど、さまざまな範囲を含むことが可能である。圧力減少1170は、充填1160の直後に始まり、注入圧力を急速に減少させることを含み、また、通常は、モールドを開けるステップによって、または、モールドを開けるステップにおいて、モールドが減圧されると終了する。さまざまな実施形態では、図11に示されているレトロフィット成形サイクルの注入圧力は、本明細書で説明されている任意の方式で構成され得る。

0080

図12は、本明細書で開示されているレトロフィッティングの実施形態による、レトロフィットコントローラ1202を伴う、改造されたネイティブコントローラ202−rのパーツの説明図である。改造されたネイティブコントローラ202−rは、図2および図3のネイティブコントローラ202と同じであり、同様に付番されているエレメントは、下記に説明されているようなことを除いて、同じ方式に構成されている。レトロフィットコントローラ1202は、全体的に、ネイティブコントローラ202と同様であり、同様に付番されているエレメントは、下記に説明されているようなことを除いて、同じように構成されている。

0081

本明細書で説明されている実施形態によれば、ソフトウェア202−sにおいて、最大のプログラムされたレトロフィット安全圧力が、最大のプログラムされた改訂された安全圧力設定値に再プログラムされる。レトロフィットコントローラ1202において、ソフトウェア1202−sは、図14のレトロフィット射出成形サイクル1400などレトロフィット成形サイクルにしたがって射出成形マシンを制御するためのロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令を含む。そして、ソフトウェア1202−sは、本明細書で説明されている実施形態によれば、最大のプログラムされたレトロフィット安全圧力設定値によってプログラムされている。

0082

接続部202−cは、接続1202−cと共通しているものとして図示されており、共通の接続部は、経路を表しており、その経路を通して、信号、データ、および/または情報が、a)改造されたネイティブコントローラ202−rと射出成形マシンとの間で、b)レトロフィットコントローラ1202と射出成形マシンとの間で、および、c)改造されたネイティブコントローラ202−rとレトロフィットコントローラ1202との間で、送信および/または受信され得る。さまざまな実施形態では、これらの経路は、物理的な接続、または、物理的な接続に類似して働く非物理的な通信リンクで、直接的または間接的であることが可能であり、それは、本明細書で説明されているかまたは当技術分野で知られている任意の方式で構成されている。さまざまな実施形態では、改造されたネイティブコントローラおよびレトロフィットコントローラは、当技術分野で知られている任意の追加的な方式または代替的な方式で構成され得る。

0083

図12は、レトロフィットコントローラ1202への特定の入力として使用される改造されたネイティブコントローラ202−rからの特定の出力を接続することを図示している。本明細書で開示されているさまざまな実施形態では、レトロフィッティングのこの部分は、a)改造されたネイティブコントローラ202−rの出力部202−oからの注入フォワード出力(inject forward output)1202−nと、b)レトロフィットコントローラ1202の入力部1202−iのうちの1つとの間の信号通信を確立することを含む。改造されたネイティブコントローラ202−rは、ロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得、成形マシンの成形サイクルの間にプラスチック注入が行われるべきであるときに(および/または、行われるべきでないときに)、注入フォワード出力1202−nが信号を生成するようになっている。例として、改造されたネイティブコントローラ202−rは、プラスチック注入が行われるべきであるときに、注入フォワード出力1202−nを「オン」にすることが可能であり、また、プラスチック注入が行われるべきでないときに、注入フォワード出力1202−nを「オフ」にすることが可能である。レトロフィットコントローラ1202は、レトロフィット成形サイクルにおいてプラスチックを注入するための条件として、注入フォワード出力1202−nの状態を使用することが可能である。この信号通信は、改造されたネイティブコントローラ202−rが、レトロフィット成形サイクルのプラスチック注入部分に関して、プラスチック注入の制御をレトロフィットコントローラ1202にハンドオフする(hand-off)ことを可能にする。さまざまな実施形態では、このハンドオフは、改造されたネイティブコントローラ202−rが、当技術分野で知られている任意の実効性のある方式で、注入フォワード出力と機能的に同等である、1または複数の追加的なまたは代替的な信号、データ、および/または情報をレトロフィットコントローラ1202に送ることによって達成され得る。

0084

また、図12は、改造されたネイティブコントローラ202−rからの特定の出力をレトロフィットコントローラ1202へ移動させることを図示している。本明細書で開示されているさまざまな実施形態では、レトロフィッティングのこの部分は、a)改造されたネイティブコントローラ202−rの注入制御出力202−hvと成形マシンの注入ユニットの制御入力との間の信号通信(仮想線によって図示されている信号)を切断すること、および、b)レトロフィットコントローラ1202の注入制御出力1202−hvと成形マシンの注入ユニットの制御入力との間の信号通信(実線によって図示されている信号)を確立することを含む。レトロフィットコントローラ1202は、ロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得、改造された成形マシンのレトロフィット成形サイクルのプラスチック注入の間に行われるべき射出率に関して、注入制御出力1202−hvが注入ユニットに信号を生成するようになっている。例として、レトロフィットコントローラ1202は、注入制御出力1202−hvをアナログ制御電圧として生成することが可能であり、アナログ制御電圧は、特定の低い値(最小射出率を表す)から特定の高い値(最大射出率を表す)の大きさになっている。注入ユニットは、レトロフィット成形サイクルにおいてプラスチックの射出率を制御するための入力として、注入制御出力1202−hvの状態を使用することが可能である。そして、射出率は、マシンの中の溶融プラスチックの注入圧力に直接的に影響を及ぼす。したがって、注入制御出力1202−hvは、本明細書で開示されている実施形態のいずれかにしたがって、改造された射出成形マシンの中の注入圧力を制御するために効果的に使用され得る。また、この信号通信は、レトロフィットコントローラ1202が、レトロフィット成形サイクルにおける改造されたネイティブコントローラ202−rによるプラスチック注入の制御を交換することを可能にする。さまざまな実施形態では、注入制御出力1202−hvの機能は、レトロフィットコントローラ1202が1もしくは複数の追加的なもしくは代替的な信号、データ、および/または情報(それらは、注入制御出力と機能的に同等である)を生成することによって、ならびに/または、そのようなものを1もしくは複数の追加的なもしくは代替的なマシンコンポーネントを送ることによって達成され得、1もしくは複数の追加的なもしくは代替的なマシンコンポーネントは、当技術分野で知られている任意の実効性のある方式で、マシンの中の射出率(および/または、マシンの中の有効注入圧力)を部分的にまたは完全に制御する。たとえば、代替的な実施形態では、レトロフィットコントローラは、ノズルを通る溶融流量を制御することによって、マシンの注入圧力を少なくとも部分的に制御することが可能である。

0085

また、さまざまな実施形態では、レトロフィッティングは、下記に説明されているような使用に関して、切断されている注入制御出力202−hvをレトロフィットコントローラ1202の入力部1202−iのうちの1つにルート変更することを含むことが可能である。

0086

図12は、無効化スイッチ1202−dをさらに図示しており、無効化スイッチ1202−dは、本明細書で説明されているように、レトロフィッティングを提供され得、また、改造された射出成形マシンのユーザが、レトロフィットコントローラ1202を無効化する射出成形のモードを選択することを可能にすることができ、マシンおよびネイティブコントローラが、オリジナル成形サイクルにしたがって、プラスチック成形物体の生産バージョン(すなわち、成形物体は、成形マシンについての生産条件を使用して作製されており、物体は、許容可能な品質を有する)を成形するようになっている。本明細書で開示されているさまざまな実施形態では、レトロフィッティングのこの部分は、a)無効化スイッチ1202−dからの少なくとも1つのユーザ制御された出力1202−uと、b)レトロフィットコントローラ1202の入力部1202−iのうちの少なくとも1つとの間に信号通信を確立することを含む。レトロフィットコントローラ1202は、ロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得、ユーザ制御された出力1202−uが特定の信号を提供するときに、レトロフィットコントローラ1202が、成形マシンの成形サイクルの間に、プラスチック注入を制御しないようになっている。例として、ユーザ制御された出力1202−uが「オン」にされるときには、レトロフィットコントローラ1202の注入機能は無効化され、プラスチック注入を制御せず、また、ユーザ制御された出力1202−uが「オフ」にされるときには、レトロフィットコントローラ1202の注入機能は無効化されず、プラスチック注入を制御する。また、レトロフィットコントローラ1202は、ロジック、コマンド、および/または実行可能なプログラム命令によって、設定され、構成され、および/またはプログラムされ得、レトロフィットコントローラの注入機能が無効化されるときには、レトロフィットコントローラ1202が、(上記に説明されているような)改造されたネイティブコントローラから注入制御出力202−hvを受け取り、その受け取られた信号を(修正されていない形態で、または、修正された形態で)成形マシンの注入ユニットの制御入力へ渡すことができるようになっている。結果として、レトロフィットコントローラ1202の注入機能が無効化されるときには、改造されたネイティブコントローラ202−rは、(通過した信号によって)プラスチック注入を効果的に制御することが可能であり、改造された成形マシンは、レトロフィット成形サイクルよりも相対的に効率的でない傾向のあるオリジナル成形サイクルを使用するが、依然として動作することが可能である。さまざまな実施形態では、無効化スイッチ1202−dおよびユーザ制御された出力1202−uの機能は、1または複数の追加的なまたは代替的なユーザ入力デバイスによって、および/または、信号、データ、および/または情報(それらは、機能的に同等である)によって、当技術分野で知られている任意の実効性のある方式で達成され得る。

0087

図13は、改造された射出成形マシン210−rの立面図であり、それは、図2の射出成形マシン210の改造されたバージョンであり、また、本明細書で開示されているレトロフィッティングの実施形態にしたがって、図12の改造されたネイティブコントローラ202−rおよびレトロフィットコントローラ1202によって制御される。改造された射出成形マシン210−rは、改造された圧力解放メカニズム245−rを含み、それは、本明細書で説明されている実施形態にしたがって、最大オリジナル安全圧力設定値から最大改訂された安全圧力設定値へ再設定されている。また、改造された射出成形マシン210−rは、追加的なレトロフィット圧力解放メカニズム1345を含み、それは、本明細書で説明されている実施形態にしたがって、最大レトロフィット安全圧力設定値に設定されている。

0088

図14は、図13の改造された射出成形マシン210−rを制御するための、図13の改造されたネイティブコントローラ202−rおよびレトロフィットコントローラ1202の上にプログラムされているような、レトロフィット射出成形サイクル1400の説明図である。レトロフィット成形サイクル1402は、レトロフィットコントローラ1202による制御1402にしたがって、溶融プラスチックを注入するステップ1410、および、次いで、改造されたネイティブコントローラ202−rによる制御1401にしたがって、他の機能を実施するステップの動作シーケンスを含む。溶融プラスチックの注入1410は、初期注入部分1415、充填部分1416(それは、目標圧力1416−tを使用することを含む)、および、圧力減少部分1417を含む。改造されたネイティブコントローラ202−rおよびレトロフィットコントローラ1202は、本明細書で説明されているように、および、当技術分野で知られているように、さまざまな信号通信を使用し、レトロフィット成形サイクルの間に、改造された射出成形マシン210−rの制御を共有することが可能である。

0089

溶融プラスチックの注入1410は、レトロフィット成形サイクルに関して、本明細書で説明されている任意の方式で、部分的にまたは完全に実施され得る。例として、初期注入部分1415の一部分、複数部分、実質的にすべて、またはすべては、図8の初期注入部分850、図9の初期注入部分950、図10の初期注入部分1050、もしくは、図11の初期注入部分1150にしたがって、または、本明細書で説明されている任意の他の実施形態(それらの代替的な実施形態のいずれか、および、当技術分野で知られている任意の変形例を含む)にしたがって、任意の実効性のある組み合わせで実施され得る。また、例として、充填部分1416の一部分、複数部分、実質的にすべて、またはすべては、図8の充填部分860、図9の充填部分960、図10の充填部分1060、もしくは、図11の充填部分1160にしたがって、または、本明細書で説明されている任意の他の実施形態(それらの代替的な実施形態のいずれか、および、当技術分野で知られている任意の変形例を含む)にしたがって、任意の実効性のある組み合わせで実施され得る。とりわけ、目標圧力1416−tは、任意の代替的な実施形態を含む、本明細書で説明されている任意の実施形態にしたがって、および、当技術分野で知られている任意の方式にしたがって、任意の実効性のある組み合わせで選択され得る。さらなる例として、圧力減少部分1417の一部分、複数部分、実質的にすべて、またはすべては、図8の圧力減少部分870、図9の圧力減少部分970、図10の圧力減少部分1070、もしくは、図11の圧力減少部分1170にしたがって、または、本明細書で説明されている任意の他の実施形態(それらの代替的な実施形態のいずれか、および、当技術分野で知られている任意の変形例を含む)にしたがって、任意の実効性のある組み合わせで実施され得る。

0090

他の機能は、プラスチックを冷却するステップ1420、モールドを開けるステップ1430、成形物体をモールドから取り出すステップ1440、および、モールドを閉じるステップ1450を含み、そのそれぞれは、図1の実施形態において同様に付番されている機能と同じように実施される。いくつかの代替的な実施形態では、これらの他の機能の1または複数は、図1におけるその形態から、当技術分野で知られている任意の方式で修正され得る。また、他の代替的な実施形態では、これらの他の機能の1または複数は、レトロフィットコントローラ1202によって部分的にまたは完全に実施される。

0091

したがって、本開示の実施形態は、そのオリジナル成形サイクルをレトロフィット成形サイクルに変化させることによって、成形マシンの動作を改善するために使用され得る。

0092

レトロフィット成形サイクルは、オリジナル成形サイクルと比較したときに、射出成形マシンがより低い注入圧力を使用することを可能にすることができる。より低い圧力で動作することは、より少ないエネルギーを使用し、機械的なコンポーネントにかかる応力を低減し、マシンに関する安全率を増大させる。マシンは、その注入ユニットがそれほど多くの仕事を実施する必要がないので、より低い圧力においてより少ないエネルギーを使用することが可能である。低減された応力は、機械的なコンポーネントの寿命を長くし、それらの故障の可能性を減少させることが可能である。マシンに関するその動作圧力と最大定格圧力との間に比較的に大きい差が存在することになるので、マシンは、増大した安全率で動作することが可能である。

0093

また、オリジナル成形サイクルと比較したときに、レトロフィット成形サイクルは、射出成形マシンがより一定の注入圧力を使用することを可能にすることができる。より一定の圧力で動作することは、モールドキャビティを通る、より良好な溶融フローを提供し、また、溶融プラスチックとモールドキャビティの表面との間に、より良好な接触を提供する。より良好な溶融フローは、より滑らかでより一貫した充填につながる可能性があり、それは、成形物体の品質を改善する。より良好な接触は、溶融プラスチックとモールドとの間のより良好な熱伝達につながる可能性がある。より良好な熱伝達は、充填の全体を通してプラスチックが溶融したままであることを確実にすることが可能である(「フリーズオフ」問題を回避する)。また、より良好な熱伝達は、より速い冷却を提供することが可能である。より速い冷却は、マシンに関して、より速い成形サイクル時間、ひいては、より大きい処理能力につながる可能性がある。

0094

本明細書で開示されている実施形態のいずれかの一部分、複数部分、またはすべては、下記に説明されているものを含む、当技術分野で知られている他の射出成形実施形態の一部分、複数部分、またはすべてと組み合わせられ得る。

0095

本明細書で開示されている寸法および値は、記載されている正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきではない。代わりに、別段の定めがない限り、それぞれのそのような寸法は、記載されている値およびその値を取り囲む機能的に同等な範囲の両方を意味するように意図されている。たとえば、「40mm」として開示されている寸法は、「約40mm」を意味するように意図されている。

0096

任意の相互参照されたまたは関連の特許または出願を含む、本明細書で引用されているすべての文献は、明示的に除外されるかまたはその他に限定されていなければ、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。任意の文献の引用は、それが、本明細書で開示または特許請求されている任意の発明に対して先行技術であること、または、それが、単独で、もしくは、1もしくは複数の任意の他の参考文献との任意の組み合わせで、任意のそのような発明を教示、示唆、もしくは開示しているということの自白ではない。さらに、この文献の中の用語の任意の意味または定義が、参照により組み込まれている文献の中の同じ用語の任意の意味または定義と矛盾する範囲において、この文献の中のその用語に割り当てられている意味または定義が支配するべきである。

0097

本発明の特定の実施形態が図示および説明されてきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな他の変形および修正が行われ得ることが、当業者に明らかになろう。したがって、添付の特許請求の範囲において、本発明の範囲内にあるすべてのそのような変形例および修正例をカバーすることが意図されている。

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