射出模具问题与对策100招 2.docVIP

基本事頂 塑膠射出成形的原理 ●塑膠化是降低成本的捷徑 射出成形的原理是，[把塑膠（成形粒）加熱軟化（可塑化）]，[擠進封閉的模具內（射出）]， [等塑膠冷卻固化後把它（成形品）從模具取出。 因此，平易地說，是[熔融][流動][固化]。[熔融]階段是在成形機的缸套（Cylinder）內進行， 而[流動]和[固化]則在模具內進行。 射出成形是用高壓力（例如40Mpa）把成形材料充填於模具內的，因此精密度很高（例如 ±0.1％），可制得品質和尺寸都均勻的成形品。射出成形用材料，通常是熱可塑性塑膠（聚苯乙 烯：PS等），它加熱於200℃（熔融）後射出於40℃模具（流動），冷卻（固化）。 成形周期多半在30~60秒之間，生產力頗高。 由於塑膠成形品的制造隻需一射出工程，相較於其他材料，可減少許多工數，是降低成本的捷徑。 [用語] 塑膠：Plastics,合成樹脂 高分子物：Polymer分子量非常大的分子（例如塑膠是分子量63的分子連接1000個，成分子量63000的高分子物。 熱可塑性塑膠：thermo plastics 加熱則軟化的塑膠，趁軟化時成形，冷卻則固化，聚乙烯（PE），聚苯乙烯（PS），聚氯化乙烯（PVC），聚丙烯（PP），ABS，變性PPO，PPS，液晶聚合物等。 熱硬化性塑膠：thermosets plastics 加熱則硬化的塑膠。成形後加熱固化。 酚樹脂，美拉明樹脂，尿素樹脂，聚脂，環氧樹脂，聚醯亞胺等。 成形：Molding，制成形狀物。 成形品：Moldings,經成形的塑膠制品。 模具：Mold，成形用的模（注進塑膠用）。 射出成形：Injection Molding 成形粒：Pellet，米粒狀的熱可塑性塑膠成形材料。 Mpa : mega pascal : M=106(100萬倍) 1 Pa=1 N/㎡ 1N(牛頓)=0.102kgf 1Mpa=10.2kgf/cm2 模具內樹脂的流程 成形品的質依模具內流程決定 在模具內通路流動的樹脂 當樹脂後方受壓力時，樹脂先端則前進（先端並沒有壓力）。樹脂快速前進時，由於模具內通路的阻力，樹脂壓力異高（成形機是提高樹脂後方的壓力加速樹脂的前進速度的）。 由於樹脂的特殊性質（觸變性：thixotropy），加快流動速度（則射出速度），樹脂可達較遠部位（流動良好）。 成形品的表面狀態（凹塌以外的外觀）僅在這時段決定。 填滿模具的樹脂 當樹脂先端到達模具末端時，樹脂後方的壓力則傳到樹脂先端（若在模具末端設一壓力感應器，可以測出模具內壓）。 樹脂先端達到模具先端時，由於阻力急劇增加，樹脂後方的壓力也急劇升高，模具末端設置壓力傳感器，可計測模具內壓力。 射出成形是籍由對模具內的每一角落施加壓力來制得均質成形品（模具內壓力需有一定壓力（40Mpa程度）以上。 因為若一直保持射出壓（一次壓），在澆口附近產生多余壓力，引起變形或龜裂。亦則射出壓過高。但是射出壓力不夠的話，樹脂無法填滿模具的每一角落，因此需採用上述技巧，這叫做保壓。 保壓時間原則是應持續到成形材料冷卻而失去流動性為止。但澆口冷卻後會封閉，再保壓也無效果。較薄的成形品，由於冷卻較快，通常不做保壓。 成形條件的偏差會顯示於模具內壓力之變化（壓力模型），因此監控壓力模型的再現性是消除偏差的有效手段。 表-1 成形的重要決竅 工 程 重 要 熔 融 可塑性 ?每一射出及射出中的樹脂溫度偏差應盡量少，多半會以長周期發生溫度變化（以測試確認） ?料筒溫度和螺桿轉數是關鍵。 ?樹脂的實際溫度較重要。 流 動 射出前期（流動） ?成形材料流進模具便立即產生表皮層。成形品表面狀態僅在此時段決定。 ?模具表面溫度和傳熱是關鍵。 ?流動速度越快流動性越佳（樹脂特有的性質） ?射出速度是重點之一（提高速度）。 ?重要的是在模具內流動的樹脂的實際速度。 射出後期（填充）及保壓 ?心層不會立即冷卻。模具的每一角落都有高壓力。 ?需要保壓。成形品的尺寸和凹塌決定於這時段。 ?射出壓,保壓是關鍵。（瞬間施高壓，立即降壓保持）。 ?模具溫度很重要（應高一點）。 ?模具內樹脂壓力的實際變化很重要（需測定）。 固 化 冷卻 ?為使心層冷卻固化，要冷卻模具。 ?對模具高速度循環冷卻水。 ?關鍵是冷