射出成型原理.ppt

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1、射出成型原理,射出成型過程概述,充填,保壓,頂出,冷卻,AVI,充填過程原理,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。,充填過程說明,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厚，壓力差較小厚度薄，壓力差較大會有黏滯加熱現象產生

2、，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,噴泉流動縫合線影響外觀，應力集中,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

3、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,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,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。,保壓過程說明,保壓過程壓力探討,保壓過程壓力探討tf

4、=充填開始tf1=充填結束tp=保壓結束td=澆口封口te=開模頂出,Pm,Pn,Pg,Pc,Pm,壓力,時間,Pn,tf,tf1,tp,td,te,Pg,Pc,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,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

5、期成型準備。,冷卻過程說明,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。,頂出階段說明,塑件冷卻過程,塑件冷卻過程,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,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,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

6、翹曲變形,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,冷卻液密度及黏度=冷卻液流量=Q,cc/sec,單位分別為g/cm3,poise,雷諾數在4000以上為紊

7、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,Q in cc/sec,D in mm,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,壓力及溫度變化,P-V-T 變化,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

8、為,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),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),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),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),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),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),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,霧化,玻纖分配不均,破孔,短射,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,波紋,噴流,表面分層,燒焦,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,凹痕,毛邊,白化,光澤,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,