塑膠射出成型概論教学幻灯片讲义.pptVIP

(二).模流分析的CAE應用 1. 充填 流動相關背景知識 充填分析結果說明 2. 保壓 保壓相關背景知識 保壓分析結果說明 3. 頂出與冷卻 冷卻相關背景知識 充填分析結果說明 4. 收縮與翹曲 收縮相關背景知識 翹曲分析結果說明 P: pressure S: speed 填滿95%体積 5%補償冷卻 凝固的壓力 損失 保壓 切換點 保壓至 澆口凝固 Pc Ph 充填階段：重視充填速度S1, S2, S3 S1 避免初速過快噴流痕 S2 充填過程最大的量Q2 S3 減速, 以利計量器精準控制保壓切換點(約95%) 保壓階段：重視保壓壓力Pc 補償成品冷卻体積縮水 使能精準控制充填量達100% 冷卻階段：重視保壓壓力Ph 使熔融液体不會逆流至澆口處縮水, 直到澆口凝固 S1 S2 S3 S4 Q (充填量) = S x A(充填速度) x (噴嘴斷面積) 反覆剪切 易裂解 二. 產品設計要點 (一). 產品設計流程 (二). 產品設計要點 分模面 (Parting Line) 脫模斜度 (Draft Angle) 成品壁厚(肉厚) (Thickness) 導角 (Chamfer/ Corner) 補強肋 (Rib) 凸轂 (Shell) 孔洞 (Hole) 螺紋 (Screw) 埋入件 (Insert Nuts) 冰箱外殼 車体外殼 汔車引擎蓋 手機外殼 (製程參數) (產品外形與機能) 1. 2. (i.e. 結晶性材料的脫模斜度需要大一些) 3. 表皮層與內層 冷卻速度差異太大 流阻大 (冷卻太快, 結晶度低, 後收縮) 也可增加流道通路 4. 5. 6. 殼 7. 8. 9. 三. 模流分析 (一). CAE介紹 目的與功能 分析流程 (二).模流分析的CAE應用 充填 保壓 頂出與冷卻 收縮與翹曲 (一) 塑膠射出成型概論 Concepts of Plastics Injection Technology— Material, Product Design CAE A D. C. E. B. 產品設計 一. 二. 三. 一. 塑膠材料特性 二. 產品設計要點 三. 模流分析(是否符合最終性質) 大綱 一. 塑膠材料特性 (一). 結晶性與非結晶性材料 (二). P-V-T特性 (三). 分子配向性 (四). 体積變化 (五). 流体粘度原理 (影響高分子性質的因素) 熱固性材料：加熱最初也是軟化, 射入模內在加熱進行中, 塑料分子會化合固化; 其反應為不可逆(再加熱, 也不會軟化),且相當堅硬難加工, 溫度超過裂解(碳化)溫度會再裂解. 熱塑性材料：受熱時熔解, 經冷卻固化, 具可逆性(若再加熱又軟化.) 橡膠：彈性物質 (受應力易延展, 但應力消失後恢復原狀) (一). 結晶性/ 非結晶性材料 橡膠：分子鏈亂成一團, 無纏繞現象, 牽制 力小, 無強度可言 塑膠：分子鏈有纏繞,互相牽制, 有強度 纖維：易形成單向排列, 配向性大 結晶性分子鍊結 非結晶性分子鍊結 分子鏈較亂 纏繞較鬆散 強度弱 排列較整齊, 形成類似結晶格子的一致性 暫時非結晶性 變回結晶性, 收縮大 加熱/冷卻的影響 (二). P-V-T 特性 (三). 分子配向性 (提高模溫或增加壓力 均可減少表皮層厚度) 當射出壓過大?易使剪切應力過大?殘留應力過大?易因爾後使用環境溫度能量施加而變形 剪切應力造成分子拉伸, 在冷卻固化時無法回縮, 稱分子定向 冷卻太快時, 分子尚未 鬆弛即固化, 則易翹曲 變形 (四). 体積變化 s =E x e 應力 應變 特性 分子結構 機械性質 光學性質 玻璃轉化溫度 熔點 結晶性 Semi-Crystalline 排列規則, 密度高, (內應力較不易釋放) 強度大, 但易硊(耐衝擊較差) 折射率大, 較不透明 不明顯 明顯 非結晶性 Amorphous 排列不規則, 密度低 強度弱, 但韌性(耐衝擊較好) 折射率小, 較透明 明顯 不明顯 特性 加熱熔解後 比容積(cm3/g) 冷卻後 尺寸穩定性 比熱 結晶性 Semi-Crystalline 密度↓分子變成非結晶性 e.g. PE 20C?1.03 200c?1.33 相差(29%) 分子鍵結構會壓縮, 結晶度↑,越不透明 冷模生產時固化快,結晶度低,收縮小, 但易因日後能量產生後結晶; 故適合熱模生產 Cp高, 熱擴散慢, 比容積變化大 非結晶性 Amorphous 密度輕微↓分子鍊結構不變 e.g. PS 20C?0.97 200c?1.04 相差(8%) 結晶度↓,較透明; 但料溫若過高會變黃 結