确定材料压缩特性的方法、成形机的运行方法以及成形机技术

本发明专利技术涉及确定材料压缩特性的方法、成形机的运行方法以及成形机。所述方法用于确定用于描述在成形机中准备的材料的压缩特性的至少一个特征参量，所准备的材料的至少一部分经由分配系统和浇口引入到型模空腔中并固化，该方法包括实施至少一个压缩试验，其中，改变容纳材料的体积并且测量所引起的压力改变，或者改变施加到材料上的压力并且测量所引起的容纳材料的体积的改变，在使用数学模型的情况下，由压缩试验的结果中计算至少一个用于描述压缩特性的特征参量，在浇口中的所准备的材料至少基本上固化时或当成形机具有能在浇口处闭合的热通道时在热通道闭合时，实施所述压缩试验，从而在计算所述特征参量时考虑延伸直至浇口的死区体积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的方法和一种具有权利要求13的前序部分的特征的成形机。
技术介绍
在材料收集室中准备的材料经过由分配系统和浇口所构成的浇铸系统而引入到例如布置在模具中的型模空腔中，所述材料在该型模空腔处固化。“浇口”理解为浇铸系统的这样的部分，该部分将通过在型模空腔中固化的材料所形成的坯件(在注塑机的情况下也指的是“注塑坯”)与分配系统相连。存在用于描述可压缩材料的压缩特性的不同特征参量、例如压缩模量K，该压缩模量在下文示例地进行讨论。不过，本专利技术也可以以其它特征参量(例如压缩系数)来实施。材料的压缩模量K描述的是，需要何种全侧的压力改变来引起材料的一定的体积改变。其定义为：V...体积dp...(无穷小的)压力改变dV...(无穷小的)体积改变dV/V...相对的体积改变。下面对于所准备的材料以塑料熔体为例进行讨论，并且对于成形机以注塑机为例进行讨论。本专利技术不限于这些示例中的任何一个。塑料熔体的压力和体积在以注塑法加工塑料时是最重要的物理参量中的两个。由此，压缩模量对于注塑也具有巨大意义。施加到注射活塞上的力和由此产生的压力具有如下主要任务：使熔体流动并且由此填充模具空隙。在对此必要的压力下，导致根据压缩模量熔体的体积减小。蜗杆位置和由此计算的体积在时间上的改变不仅包含相当于进入到型腔中的体积流的份额而且包含其在熔体压缩中的起算点(Ursprung)的份额。为了能够识别和区分这些份额，需要知道压缩模量以及实际存在的熔体体积。一种同类型的方法由EP0478788A1(Komatsu)得知。在Komatsu文件中，参照在其中说明的图7对压缩试验的实施进行了描述。压缩试验在在位置30处闭合机器喷嘴而实施并且因此考虑蜗杆前室的体积和用附图标记6表示的材料的体积。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种方法，该方法能够比现有技术允许更加准确地求解至少一个用于描述在成形机中所准备的材料的压缩特性的特征参量；并且提供一种注塑机，在该注塑机中存储如此求解的数据。该任务通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求13的特征的注塑机来解决。本专利技术有利的实施形式在从属权利要求中限定。通过本专利技术可能的是，在求解所述至少一个用于描述压缩特性的特征参量时考虑成形机的所有死区体积，因为材料收集室在压缩试验期间保持不闭合。在Komatsu文件中，由于闭合的缸而仅考虑基于机器结构在缸中本来就已知的死区体积。不考虑在模具中构成的浇铸系统。下面借助注塑机示例性地阐释本专利技术，该注塑机具有布置在塑化缸中的并且作为活塞起作用的塑化蜗杆。而所述方法一般可以在具有用于准备和收集所准备的材料的材料收集室的成形机中使用，并且尤其也可以在如下的注塑机中使用，在该注塑机中设有布置在材料收集室中的活塞。塑料熔体的压力在现有技术中通常通过合适的传感器直接或间接地测量。体积通常由蜗杆的或注射活塞的所测量的位置和已知的横截面积来计算。但是，这种所计算的体积通常不与实际的熔体体积相同。在现有技术中的注塑机上不单独地考虑或甚至不显示存在于蜗杆前室(包括法兰、喷嘴......)或浇铸系统中的附加的熔体体积。该附加的熔体体积由于公差和例如热通道系统的可能未知的尺寸在许多情形下不是先验准确地已知的。因此，体积V由不同的份额组成：V＝V蜗杆位置+V喷嘴+V法兰+V热通道+…(方程2)。对于本专利技术，首先重要的仅是由蜗杆位置计算的份额与其余份额之间的区分。其余(通过蜗杆运动不可达到的)份额因此概括为死区体积(V死区)。V＝V蜗杆位置+V死区(方程3)同样，对于与原料的类型和参数、例如压力和温度有关的压缩模量来说，这些值通常不是准确充分地已知的。一般地，压缩模量本身与压力有关，即K＝K(p)。塑料的压缩模量的压力相关性在许多情形下可以通过如下具有恒定的参数K0和K1的形式的线性关系K(p)＝K0+K1p(方程4)来良好地建模。当然，同样可以使用其它模型。通过将所述线性模型代入到压缩模量定义中并且通过变换，可以获得下面的微分方程经积分可得或者在代入边界条件V(p＝0)＝V0的情况下，可得这些方程是示例的并且在用于压缩模量的压力相关性的不同的模型假设下相应地改变。对于与压力无关的压缩模量(limK1→0)，这例如简化为以方程8为例，目标是求解参数V0、K0、K1。为了获取可以从中计算这些值的数据，需要改变蜗杆位置并且测量所引起的压力改变，或者需要改变所施加的压力并且测量蜗杆位置的改变。这样的过程在下面称为压缩试验，在该过程中，使体积(蜗杆位置)或压力变化并且以测量技术的方式采集所述两个参量。由蜗杆位置和压力Vs-p的所测量的值对，亦即由单个的这样的压缩试验，基本上已经可以求解所有三个参量。在实践中证明，这种问题难以用数值方法求解。存在大量的参数组合，该参数组合可以很好地描述数据，但是与实际的参数值相差较大。因此，小的测量噪音已经在实践中使得参数的准确求解变得困难。为了获得压缩模量和死区体积的值，因此，在不同的边界条件下优选实施至少两个压缩试验。示例：在两个不同的熔体体积的情况下，实施两个压缩试验并且因此实施不同的蜗杆位置S1&S2。结果例如是压力值pi和所属的、由相应的蜗杆位置计算的体积值Vs1，i，Vs2，i。导数dp/dVs1或dp/dVs2可以用数值方法由值对(Vs1，i|pi)或(Vs2，i|pi)求解。在材料的压缩模量在这两种情况下是相同的假设下，适用：由此，在压力pi的情况下，V死区可以计算为正如这里所假设的那样，死区体积一般本身也可能与压力有关。死区体积的改变通过机械组件在压力下的变形(塑化缸的膨胀，活塞/蜗杆、传动系的压缩量...)而产生。通过对方程11在各种压力水平下的评估，可以求解这种压力相关性。因为此时已知V死区(pi)，所以压缩模量K(pi)在特定的压力pi的情况下可以按照压缩模量的定义来计算。因此由在至少两个不同的压力值pi时的值K(pi)可以计算出参数K0和K1或其它模型的参数，所述参数K0和K1根据模型描述压力相关性K(p)。以类似的方式可以由值V死区(pi)建立用于死区体积的压力相关性的模型。在一级近似中，例如可以选择线性的公式V死区(p)＝V死区，0+κ机械p。为压缩模量或死区容积所求解的值可以在机器的显示屏处显示或在控制部中绘出或记录。通过改变其它影响因数(例如在压缩试验期间的所加工的材料的温度或者体积或压力的变化率)和重复求解压缩模量和/或死区体积，也可以清楚地求解与这些影响因数的关联并且必要时通过相应的模型来描述。从压缩模量的压力相关性和温度相关性的组合中，可以在更下面将V(p，T)特性作为材料的特征参量来求解。如果附加地确定定义的体积(例如通过喷塑)的重量，则可以求解和显示单位体积v(P，T)的特性。用于求解死区体积的所述两个压缩试验可以是作为“正常的注塑循环”的组成部分的运动过程、集成在正常的注塑循环中的附加的运动过程或完全偏离正常的生产过程特意为该目的所实施的运动过程。前两种变型方案具有的优点是，可以直接在连续的生产过程中在同时占优势的条件下进行求解，而在第三种变型方案中在运动过程的设计中更加灵活。用于在正常的注塑循环中的合适的运动的示例是在后压力阶段(Nachdruckpha本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定用于描述在成形机(1)中所准备的材料(M)的压缩特性的至少一个特征参量的方法，其中，所准备的材料(M液)的至少一部分经由分配系统(7)和区段(8)引入到型模空腔(9)中，所准备的材料(M液)在所述型模空腔中固化，该方法包括实施至少一个压缩试验，在所述压缩试验中，改变容纳所述材料(M液)的体积并且测量所引起的压力改变，或者改变施加到所述材料(M液)上的压力并且测量所引起的容纳材料的体积的改变，其中，在使用数学模型的情况下，由所述至少一个压缩试验的结果计算至少一个用于描述压缩特性的特征参量，其特征在于，在区段(8)至少基本上固化时，实施所述至少一个压缩试验；或当成形机(1)具有能在区段(8)处闭合的热通道时，在热通道闭合时实施所述至少一个压缩试验，从而在计算所述至少一个用于描述压缩特性的特征参量时考虑延伸直至区段(8)的死区体积(V死区)。

【技术特征摘要】
2015.05.11 AT A50383/20151.用于确定用于描述在成形机(1)中所准备的材料(M)的压缩特性的至少一个特征参量的方法，其中，所准备的材料(M液)的至少一部分经由分配系统(7)和区段(8)引入到型模空腔(9)中，所准备的材料(M液)在所述型模空腔中固化，该方法包括实施至少一个压缩试验，在所述压缩试验中，改变容纳所述材料(M液)的体积并且测量所引起的压力改变，或者改变施加到所述材料(M液)上的压力并且测量所引起的容纳材料的体积的改变，其中，在使用数学模型的情况下，由所述至少一个压缩试验的结果计算至少一个用于描述压缩特性的特征参量，其特征在于，在区段(8)至少基本上固化时，实施所述至少一个压缩试验；或当成形机(1)具有能在区段(8)处闭合的热通道时，在热通道闭合时实施所述至少一个压缩试验，从而在计算所述至少一个用于描述压缩特性的特征参量时考虑延伸直至区段(8)的死区体积(V死区)。2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述成形机(1)具有布置在塑化缸(2)中的并且作为活塞(3a)起作用的塑化蜗杆(3)，并且通过改变塑化蜗杆(3)在塑化缸(2)中的位置来改变容纳材料(M液)的体积。3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，所述成形机(1)具有布置在塑化缸(2)中的并且作为活塞(3a)起作用的塑化蜗杆(3)，并且通过塑化蜗杆(3)来改变施加到材料(M液)上的压力。4.按照权利要求1所述的方法，其中，所述成形机(1)具有布置在材料收集室(4)中的活塞(3a)，并且通过改变活塞(3a)在材料收集室(4)中的位置来改变容纳材料(M液)的体积。5.按照权利要求1或4所述的方法，其中，所述成形机(1)具有布置在材料收集室(4)中的活塞(3a)...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·皮尔韦恩，R·马尔库特科尔，
申请(专利权)人：恩格尔奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT