技術情報
水晶圧電式型センサ
金型内での測定に歪ゲージ式は不安ではありませんか？
水晶圧電式センサなら、温度変化の激しい金型内でも精度よく測定することができます。
■圧力センサ概要
射出成形用金型にセンサを取付け、キャビティ部の樹脂圧力を測定します。型内圧は製品重量などの成形品の品質と直接関係があり、型内圧センサを使用した成形工程の最適化、モニタリング、などは広く行われています。測定結果を品質保証に利用することも可能です。
型内圧センサは射出成形用に開発されており、その特性上、水圧、気圧などを測定することはできません。また、長時間の測定や静的測定には使用できません。
■水晶圧電式センサの仕組み
水晶に力が加わり、結晶構造に変異があると圧電効果により電荷が発生します。電荷は加わった力に正比例しますので、電荷を測定することによって圧力や力を測定できます。
■システム構成
センサからは圧力に比例した電荷が発生しますので、その電荷を電圧に変換するチャージアンプが必要です。チャージアンプからは0-10Vの電圧信号が出力されます。PCに取り込む場合はソフトが必要です。
■水晶圧電式センサの優位性
熱変化による測定誤差が少ない
- 1つのセンサにて低圧から高圧まで測定可能
- 耐久性が高い（センサ部）
■センサ取付位置
より多くの情報を収集するため、基本的にはゲート付近（ゲート真対抗面を避ける）に取り付けますが、必要に応じて追加します。プリアムスでは、センサ取付位置のアドバイスもしております。
PRIASED
水晶圧電式のセンサには個々に感度があります。
測定をする前にこの感度をアンプに設定しなければなりません。
また、すでに設定済みのアンプも、別の感度のセンサを使用した場合に再設定が必要なってしまいます。
この問題を解決したのがPRIASEDです。
PRIASEDは弊社特許技術により、センサに内蔵された情報部分よりアンプがセンサの感度を読み取ります。そして、アンプをセンサの感度に自動調整しますので、センサとアンプを接続するだけで測定が可能です。
感度情報はセンサ内部にありますので、ケーブルを破損してもシステムに影響はありません。
PRIASAFE
型内圧センサは先端に取り付けられた O-リングによって、金型とのクリアランスが設けられています。 しかしながら、取り付けの状態によっては先端部が金型壁面と接触していることが多々あります。 このような状態になると先端部に横からの応力がかかるため出力が低下し正確な測定ができなくなってしまいます。
型内圧センサ 6006B は、この問題を防止するため、センサをハウジング内にセットした後に校正してます。 センサがハウジングで「保護」されているため、金型に取り付ける際に感度が変わらないという利点があり、センサに内蔵されたハードウェアコードによりセンサ感度が自動的にアンプに設定されます。 このため、使いやすく、安全であり、工業用センサとして適しています。
このように先端と金型壁面が接触したとしてもセンシング部分には全く影響しません。
温度センサ
■温度センサ概要
キャビティ温度センサは金型内の温度モニタ用に開発されました。
センサ内部にはN型熱電対が埋め込まれており、小型で応答性にすぐれています。
プリアムスではこのキャビティ温度センサを使った成形コントロールソフトを提供しており、成形の自動化、不良品の削減など、コスト削減に効果をあげています。
■センサ取付位置
流動末端部に取り付けます。
型内圧センサは樹脂がより早く到達するようゲートの付近に取り付け、射出工程の情報をできるだけ多くとりこみ有効活用することが推奨されているます。
しかしながら樹脂が末端部まで充填されているか確認するために「流動末端部にセンサを取り付る」というご要望は多くあります。
プリアムスでは圧力センサよりコストも低く、先の説明のように温度という別の要素をモニタリングできるキャビティ温度センサを流動末端部に取り付けることを提唱しています。
また、これにより保圧切換の最適化や自動化が可能になるというメリットがあります。
■実用例：キャビティ温度のモニタリング
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右図はキャビティ温度センサの出力例です。
センサは最初金型温度（Aの部分）を示していますが樹脂と接触すると瞬時に信号が立ち上がり、樹脂の表面温度を表示します (Bの部分)。 |
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このように、キャビティ温度センサの波形から
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保圧自動切換期
保圧切換をどのタイミングで行うかは、一般的には試作段階で品質と照らし合わせて決定します。
しかしながら、決定するのは機械の設定値（通常はスクリュ位置）であり、樹脂が実際に充填されたタイミングとは異なります。
また樹脂粘度とは直接の相関がありません。 プリアムスのキャビティ温度センサを使用すれば、この保圧切換を最適なタイミングで切換えることができます。
温度センサを流動末端部に取付けた場合、温度信号の立ち上がりは樹脂が流動末端部まで流れたタイミング、すなわち充填完了時となるます（図2のC）。
このタイミングをプリアムスチャージアンプが読み取り、保圧切換信号を成形機に送るので保圧切換を自動化することができます。
この方法だとショットごとに保圧が自動で最適化されるのでショートショットやオーバーパックを激減することが可能であり、成形条件や材料に合わせて保圧切換のタイミングを変更する手間もありません。
Fill
ホットランナー成形における充填バランスの自動化
キャビティ温度センサを各キャビティの流動末端部に取り付けます。
温度センサの信号が立ち上がるタイミングは充填完了時となるが、通常このタイミングはキャビティごとにばらついています。
仮に保圧切換がtのタイミングで行われたとすると、t より信号が早く立ち上がるキャビティは樹脂が流動末端部に届いてもまだ樹脂が充填されているのでオーバーパックになり、この図において遅く信号が立ち上がるキャビティは樹脂が末端部まで届く前に充填が終わってしまうのでショートとなります。
弊社のソフト PRIAMUS Fill は各キャビティからの温度信号を解析し、ホットランナーコントローラと通信しながら、全キャビティが同じタイミングで充填完了するようにホットランナーを自動調整します。
その上で最適な保圧切換タイミング（信号の立ち上がり）を自動検出して、成形機に信号を送ります。
充填バランスが自動的に取れ、製品の品質を安定させることが可能です。
PRIAMUS Fillはすでに100社以上での導入実績があり、不良を激減し生産コストの削減に効果を上げております。
