【正文】 收縮 2020/6/3 26 (molecular orientation)與松弛 (relaxation) ? 熔融塑膠流動時 ,因受噴泉效應與切斷力的作用 ,分子鏈會延流動方向排列 ,此稱為分子配向 。而塑膠本身的分子量大小 ,分子結構 以及外在的加工溫度 ,流動 切斷力 (使分子鏈配向 )和受壓縮的程度等都會影響它的糾纏 ,所以塑膠的粘度就受到了這些因素的綜合影響 . 2020/6/3 33 塑 膠 材料 的 粘 度 特性 剪切速率 流動粘度 2020/6/3 34 溫 度 流動粘度 A B C D B C A D PS,PE,SAN,EVA PC,PVC(H),PMMA,PPO POM,ABS PA,PP 2020/6/3 35 第二章 .射出成形原理 ,分布和溫度 ,密度的變化 2020/6/3 36 2020/6/3 37 2020/6/3 38 3階段 ? 熔融的塑膠從開始被射出到不再進入模腔為止的充填 ,可以分成 3個階段來描述 : (1)射出相 (injection phase): ? 定義 :熔融的塑膠被快速射入模腔 ,剛好到了達最遠端為止的階段 . ? 變化 :在這一階段 ,塑流所受的阻力一般而言尚不太高 ,所以模腔內壓(cavity pressure)上昇 . 2020/6/3 39 ?緩慢而有限 ,密度也因受到壓縮不多而提高不大 ,進入模腔的料溫降低取決于模溫及射速 . ?影響 :在這一過程 ,成形品的外觀 ,結晶度以及分子方向性等嚴重的受到塑膠射出速度快慢之影響 . 2020/6/3 40 (2)壓縮相 (pression phase) ?定義 :為提高模腔內塑膠密度達到適當程度 ,熔融的塑膠繼續(xù)被高壓擠入的階段 . ?變化 :模腔內壓因塑膠的被壓縮而快速上昇 ,料溫的下降取決于模溫和壓縮時間 . ?影響 :成形品的輪廓外形在這一階段決定 ,惟因壓縮過度發(fā)生毛邊或損壞模具的機會甚大 . 2020/6/3 41 (3)保持相 (holding phase) ? 定義 :為避免模腔內塑膠因內壓高而逆流 ,以及補充模腔內塑膠因收縮發(fā)生容積不足 ,而以適當壓力繼續(xù)保持的抵擋及補料之階段 . ? 變化 :高溫的塑膠進入模腔已相當有限 ,模腔內塑膠開始進入前冷卻階段 (post cooling),內壓因料溫的降低也逐漸下降 。 ? 適當而穩(wěn)定的流動速度是獲得良好成品外觀的必要條件，所以充填速度（也就是成形機上所能設定的射出速度）必需配合MFA的變化而調整。 2020/6/3 60 （ 4）壓力太小 因熔膠逆流使內壓下降，可能形成凹陷，尺寸不足以及表面轉寫不良等。 2020/6/3 61 時間 (或距離 ) 腔內模 T1T2T3 保持時間的長短 1 2 3 2020/6/3 62 保持時間 射出重量 最長有效保持時間 澆口冷卻 無效保持 2020/6/3 63 3． 6模溫與冷卻 ? 3． 6． 1模溫 ? 模溫是影響成形品質及周期最重要的因素，低模溫雖然可以縮短冷卻時間，但容易發(fā)生以下列各種狀況： (1) 熔膠在流動充填中，溫度降低太快而使流陰增加，外觀容易發(fā)生不良（失去光澤或更容易出現(xiàn)流痕，波紋及接合線明顯等）。保壓結束 ,澆口雖然已凝固 ,但成品的內層仍然尚處高溫 ,所以必需繼續(xù)持一段後冷卻 (after cooling)時間 ,使成品硬化到足以承受頂出 ,挾取而不變形為止 . 2020/6/3 69 ? 正確的冷卻觀念 ,是以在適當?shù)妮^高模溫下 ,加強冷卻效能 (包含模具的正確冷卻設計 ,水管安裝和足夠的冷媒供應系統(tǒng) ),不可以低模溫來減少冷卻時間 ) 2020/6/3 70 第三章 :射出成形實務 制程參數(shù)設定要領 2020/6/3 71 (1)塑料通常必需烘干到含水量 %以下(有些甚至需達 %以下 ),才適合成形加工 . (2)含水量太高的塑料成形時 ,成品外觀會出現(xiàn)銀條狀的瑕疵 (silverstreak),甚至會因塑料在高溫發(fā)生水解而使材質劣化(如 :PC,PBT,PET等 ). 2020/6/3 72 (1)模溫的高低會影響塑料在模腔內硬化的速度 ,太低會使充填羅困難以及未適當?shù)氖湛s (或再結晶 )即行硬化 ,使得成形品有較多的充填和熱應力之殘留 。在螺桿旋轉進料的同時 ,塑料也被加以攪拌 ,因此盡可能讓計量進料所用時間較長 (在開模前結束 )是基本的原則 . ? 為了避免塑料在料管滯留過久 (熱安定性不好的塑料可能變色或熱分解 ),有時延遲進料 (尤其是需要冷卻時間較久的成形 )是要被考慮的 . 2020/6/3 81 (screw revolution) ? 轉速快雖然進料速度較快 ,便熔融均勻性差 (混練度 )且產生較大切斷力 (shear stress),容易使塑料熱分解或使含織塑料斷織 2020/6/3 82 (back pressure) ? 背壓低進料速度較快速 ,當然混練度會較差 。不過在短周期或吃料量大的場合 ,也有逆梯度設定的 . 2020/6/3 86 2020/6/3 87 位置 壓力 低壓 (保護模具 ) 鎖模高壓 速度 2020/6/3 88 2020/6/3 89 2020/6/3 90 ? 充填工程的參數(shù)包含射出壓力 ,保持壓力 ,保持時間 ,射出速度 ,行程以及各參數(shù)的切換位置 。但也增加表面流痕 ,氣痕各毛邊的機會 . 2020/6/3 94 ? *減少充填時 ,皮膚層 (skinlayer)的形成 ,薄肉部位較易充填 ,但厚肉部位可能易于凹陷 (skinlayer). ? *增加塑料分子結構的均勻性或結晶度 . 2020/6/3 95 ?★ 初期慢塑充填的效果 ? *避免模穴較弱部位的被損壞或變形 . ? *減少噴痕 (jetting line)及澆口(gate)部位的焦痕 ,露點等瑕疵 . ? *可使多模穴成形較易獲得流動平衡 . 2020/6/3 96 ?★ 未期減速充填的效果 ? *增加氣痕逃逸的機會及避免對其產生絕熱壓縮 ,可以減少流路未端的短射 (short shot)或燒焦 (burn streak). ? *保壓的切換較準確 ,避免模腔內壓太高或過度充填 。Ph1,Ph2及 Ph3之高低與時間應配合模溫及澆口大小并觀察結果來調整 ,但一般原則如下 : ?Th+310Sec(肉厚 3mm,模溫60℃ ?Th1=1/2Th,Th2=1/3Th,Th3=1/6Th 2020/6/3 103 (9)活用多段變速及保壓 . ? 調整 Pi及冷卻時間 ,後者可參考下述公式 ? Tc=Tth(理論冷卻時間 )Th ? Tth=S(1+2S) 模溫 60℃ ,肉厚 4mm ? =S(1+2S) 模溫 60℃ (S表肉厚 ) ? 而 Pi則以下不影響 Ti之前提下往下適當調整 2020/6/3 104 (11)可塑化條件的調整 ?在背壓 (Pb)固定 kg/cm2下 ,screw轉速(Rn)應盡量調低使計量時間約短于冷卻時間 ,以便可塑化能有最好的效果 . 2020/6/3 105 v1 v3 v2 V4 毛邊 /尺寸不安定 V4降低 確保切換保壓正確 2020/6/3 106 2P1 Ph3 Ph2 Ph1 毛邊 /尺寸太大 縮短計量長度 避免內壓過高 2020/6/3 107 3末端毛邊 /近端凹陷 Ph1降低 待末端皮膚層形成 再提高 Ph2 Ph3 Ph2 Ph1 P1 2020/6/3 108 4Ph3 Ph2 Ph1 過飽和 /白化 /毛邊 全面調整保持壓力 P1 降低保持壓力 2020/6/3 109 5Ph3 Ph2 Ph1 P1 短射 /波 紋 /光澤不足 提高充填壓力 (P1) 一次壓力不足 會影響射出速度 2020/6/3 110 6V3 V2 V1 短射 /波 紋 /光澤不足 提高充填壓力 (P1) 射速不足 反而會增加流阻 ? V4 2020/6/3 111 7短射 /凹陷阱 延長計量長度 增加充填量 Ph3 Ph2 Ph1 P1 ? 延長 2020/6/3 112 8V3 V1 V2 V4 末端燒焦或短射 降低充填後期速度 改善排氣 V3及 V4都降低 排氣較充分 2020/6/3 113 9低 速 通過 凹 陷 區(qū) 肉厚部位凹陷 通過厚肉處減速 可形成較堅硬皮膚層 ? V4 ? V3 ? V2 ? V1 2020/6/3 114 10末端 凹陷 /接合線明顯 提高射出速度 或射出壓力 V4 V3 V2