常见塑胶 射出成型原理

null射出成型原理射出成型原理 射出成型過程概述射出成型過程概述充填保壓頂出冷卻充填過程原理充填過程原理充填過程說明充填過程說明Back 螺桿前進，迫使塑料進入模穴。 塑料在模穴進行充填過程中，其射出壓力隨著 成型過程增加。 此一過程稱為流率控度階段。充填基本流動方式充填基本流動方式充填基本流動方式 圓管流動 平板流動 徑向流動充填基本流動模式充填基本流動模式充填基本流動模式 壓力差為主要動力 塑料流動趨勢 往阻力小區域流動 單位時間內流動距 離大，表阻力小 單位時間內流動距 離小，表阻力大 影響壓力差主要因素影響壓力差主要因素影響壓力差主要因素 產品厚度分佈 幾合形狀 流道設計 塑料特性 加工成型參數 ……厚度對壓力差之探討厚度對壓力差之探討厚度對壓力差之探討 厚度厚，壓力差較小 厚度薄，壓力差較大 會有黏滯加熱現象產生，造成 溫度上昇，黏度下降 流動行為實為流動和熱傳競爭成型參數對壓力差之探討成型參數對壓力差之探討成型參數對壓力差之探討 充填速度 高速充填，其行為往往取決於充填體積大小 慢速充填，其行為往往取決於產品厚度 模具溫度 塑料溫度 高速充填慢速充填噴泉流動噴泉流動噴泉流動 縫合線 影響外觀，應力集中分子鏈配向性分子鏈配向性分子鏈配向性 影響產品線性收縮行為 平行流動方向，收縮率較大 垂直流動方向，收縮率較小 對加玻纖塑務料影響更大 速度差造成配向說明遲滯效應遲滯效應遲滯效應 因厚度差，而造成流動趨勢不一現象 厚度薄，阻力增加，造成塑料冷卻，先到先冷卻 厚度差異大，造成流動趨勢改變 包風包風包風 由於塑料流動行為導致空氣無法排出 此一現象，可能造成塑料被絕熱壓縮，造成溫度上升，導致塑料劣化 變更流動趨勢，以改善此一問題 加裝頂出設計，增加排氣效果 加裝透氣金屬，改善問題 Moldex模流軟體中，假設塑料流 動未端均有良有排氣設計，因而 無法顯示因包封造成塑料劣化流動平衡流動平衡流動平衡 具流動平衡設計模具，一般而言可具較均一品質 在多模穴設計中，可使各模穴產品品質均一 在單模穴中可減少產品局部過度充填現象，避免撐模及毛邊現象產生 最佳化成型時間最佳化成型時間射出時間和壓力關係圖區域1：粘滯流動控制區 區域3：熱傳流動控制區 區域2：最佳成型控制區 保壓過程原理保壓過程原理保壓過程說明保壓過程說明Back 更多塑料進入模穴以防止產品收縮變形。 此一階段稱為壓力控制階段。保壓過程壓力探討保壓過程壓力探討保壓過程壓力探討 tf=充填開始 tf1=充填結束 tp=保壓結束 td=澆口封口 te=開模頂出PmPnPgPcPm壓力時間Pntftf1tptdtePgPc保壓時間對模穴壓力探討保壓時間對模穴壓力探討保壓時間對模穴壓力探討保壓過程流動探討保壓過程流動探討保壓過程流動探討 防止收縮變形 降低收縮差 殘留應力產生熔膠溫度對模穴壓力探討熔膠溫度對模穴壓力探討熔膠溫度對模穴壓力探討 高溫下，保壓壓力較易傳達模具溫度對模穴壓力探討模具溫度對模穴壓力探討模具溫度對模穴壓力探討 高溫下，保壓壓力較易傳達塑料種類對模穴壓力探討塑料種類對模穴壓力探討塑料種類對模穴壓力探討 結晶性塑料比容較非晶性塑料大，模穴壓力曲線較低冷卻階段冷卻階段冷卻過程說明冷卻過程說明Back 在此一階段塑料不再充填，產品開始冷卻固化。 螺桿儲料以進行下一週期成型準備。 頂出階段說明頂出階段說明當產品固化到足以頂出強度時，射出成型機台之頂出單元便行頂出。 頂出後便進行閉模動作，為下一週期準備。塑件冷卻過程塑件冷卻過程塑件冷卻過程 模溫週期變化模溫週期變化模溫週期變化 合模時間 充填時間 保壓時間 冷卻時間 (佔成型週期最長) 脫模時間 (熱變形溫度下頂出) 影響冷卻速率因素影響冷卻速率因素塑件厚度設計 約和厚度成平方比 冷卻方式 模材選擇 冷卻管配置 冷卻液性質 冷卻液流速 塑料種類 加工參數冷卻時間粗估冷卻時間粗估平板型塑件 圓型塑件Tm = 冷卻初塑料溫度℃ Tw = 模具溫度℃ Te = 塑料頂出溫度℃冷卻目的冷卻分析目的冷卻分析目的 預估冷卻時間及成型週期長短 冷卻系統設計的最佳化 使塑件各部的冷卻效果均勻而有效率 因冷卻不均造成塑件的翹曲變形冷卻分析所需物性資料冷卻分析所需物性資料塑膠材料熱物性質 密度(density) 比熱(specific heat)或熱容量(heat capacity) 熱傳導係數(thermal conductivity) 冷卻液性質 黏度(viscosity), 密度,[g/cc] 比熱,[erg/g-K]，熱傳導係數,[erg/sec-cm2-K] 模材熱物性質 密度,[g/cc]，熱傳導係數 ,[erg/sec- cm2 -K]Back冷卻水管參數的設定冷卻水管參數的設定冷卻液流量的設定應該儘可能達到紊流(turbulent flow)狀態,使熱傳效果較佳 單位分別為[g/cm3],[poise]雷諾數在4000以上為紊流,欲達良好的熱傳效果, 應控制在10,000以上,如縮小管徑或提高流速Back冷卻液最小流量設定速見表冷卻液最小流量設定速見表常見塑料溫度設定常見塑料溫度設定常見塑料溫度設定 常見塑料溫度設定 射出成型之收縮探討射出成型之收縮探討射出成型之收縮探討 充填階段收縮 溫度壓力變化，引發的塑料比容跟密度發生變化 保壓階段收縮 受到保壓壓力及保壓時間影響 冷卻階段收縮 塑件重量保持固定，體積逐漸收縮使塑件密度提高 脫模至使用階段收縮 來源為加工過程中之流動殘餘應力及塑件脫模溫度與使用環境溫度差造成的熱應力成型過程中P-V-T變化探討成型過程中P-V-T變化探討壓力及溫度變化P-V-T 變化塑件收縮理論塑件收縮理論塑件收縮理論 定義體積收縮率 假設X、Y、Z為均向收縮 線性收縮率為 影響收縮因素(一)影響收縮因素(一)塑料選擇 塑料顆粒及分子量均一，可降低收縮率。 非晶性塑料減少其流動配向的因素，結晶性塑料減少結晶度及穩定結晶條件，均可以降低塑件收縮率。 選擇吸水性較差塑料，或透過乾燥可減少收縮。吸水性塑料如PBT.Nylon 6/6…在脫模後容易發生再吸水現象而使塑件尺寸發生膨脹現象。 融指數較低，流動性佳，易保壓，收縮率較低 塑料是否含填料(filler)或補強成分，收縮率較低影響收縮因素(二)影響收縮因素(二)產品設計方面 塑件尺寸 肉厚分佈 厚度變化 補強肋效果影響收縮因素(三)影響收縮因素(三)模具設計方面 澆口位置 澆口型式 流道系統 冷卻水管 加工精度 頂出系統 影響收縮因素(四)影響收縮因素(四)加工條件設定 壓力、時間 模具溫度 熔膠溫度 冷卻時間 頂出溫度 鎖模力翹曲變形因素(一)翹曲變形因素(一)不均勻體積收縮 模具冷卻不均 造成的不對稱熱收縮翹曲變形因素(二)翹曲變形因素(二)流動配向造成的塑料物性各向異性 幾何效應造成的差異熱應變模穴側:冷卻速率較快脫模模穴側:收縮量較小翹曲變形因素(三)翹曲變形因素(三)形狀補強 壓力差導致變形射出成形常見問題射出成形常見問題射出成形常見問題射出成形常見問題霧化玻纖分配不均破孔短射射出成形常見問題射出成形常見問題冷料流痕進澆口不良氣泡縫合線射出成形常見問題 射出成形常見問題 波紋噴流表面分層燒焦射出成形常見問題 射出成形常見問題 黑點翹曲變形頂出痕龜裂射出成形常見問題 射出成形常見問題 凹痕毛邊白化光澤射出成形常見問題 射出成形常見問題 料頭脫模不良成品脫模不良 縮水導致空洞現象