複雑水管経路設計法と金型温度制御による射出成形プロセスパラメータの多目的最適設計

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K06114
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 北山 哲士 金沢大学, 設計製造技術研究所, 教授 (90339698)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 最適設計 / プラスチック射出成形 / 多目的最適化 / 逐次近似最適化

研究成果の概要

本研究では，プラスチック射出成形における代表的な成形不良である反りとウェルドラインを抑制しつつ，同時にサイクルタイムを改善するため，プロセスパラメータの多目的最適設計を行った．反りの抑制には可変圧力プロファイルを用い，ウェルドラインに抑制は可変射出速度プロファイルによる成形法が有効であることをシミュレーションと実験により実証した．また，複雑水管を用いれば部品を一様に加熱・冷却でき，サイクルタイムも飛躍的に改善できることも明らかとなった．

自由記述の分野

プラスチック射出成形

研究成果の学術的意義や社会的意義

機械学習を活用した最適設計法を用いて，射出成形におけるいくつかの課題を解決できた．特に，プロセスパラメータの最適値の決定は試行錯誤的に行われていたものを，最適化技術を用いて決定できるようになったことの意義は大きく，可変圧力プロファイルのよる成形法や可変射出速度プロファイルによる成形法が成形不良に効果的であることがわかり，また検証実験を行うことができ，実用性ある方法であることを示すことができた．一連の研究では，複雑水管と直線水管を同時に用いており，複雑水管を用いれば部品を一様に加熱・冷却できることがシミュレーションを通じて明らかとなり，今後の研究指針を得ることができた．