1、 射出成形之介紹 一 日期 2010 7 27 射出成形基本概論 射出成形之程序介紹 射出成形之一般理論 充填之三階段介紹 射出成形要因介紹 射出成形重點說明 注道 澆道 冷料井 澆口之說明 射出成形必須具備之硬體設施 一 注塑機 射出成形必須具備之硬體設施 一 注塑機 射出成形必須具備之硬體設施 二 注塑模 射出成型的三种狀態圖 第一階段 注射 充填料筒 螺杆前進 模具 部分已填充 炮筒 結合加熱器 第二階段 保持壓力然後塑化成 成型 固化 模具已填充 產品正在冷卻 螺杆在壓力的作用下旋轉 第三階段 脫模 模具打開 噴嘴暫停 停止注塑 成品脫模 這就是模具注塑的三步 注射 塑化 成型 填充
2、脫模 一 注射過程 1 電動機在伺服馬達旋轉 因蝸輪蝸桿作用變旋轉為直線運動推動螺桿前進 利用螺桿料槽推動熔熔膠料前進射入模腔 此時螺桿不旋轉 而油壓機是由電磁閥直接啟動油壓閥對注塑油缸注入壓力油推動螺桿前進 所以電動機射出速度變化直接由電動機伺服馬達調速度控制 所以電動機成形射出速度切換會比油壓機快很多 可有效縮短射出時間 而油壓機是因液壓油直接作用螺桿 所以注射壓力相對電動機要平穩一些 同時請注意點 電動機與油壓機還有個更重要差別 電動機的注射段是靠螺桿前進速度與模內壓的反壓力帶動射膠壓力的 而油壓機則完全相反是靠油壓壓力帶動螺桿前進速度的 所以二種機台成形時注射壓力與速度調試有些差別 電
3、動機在注射段調整射出速度壓力跟著變化 油壓機調整壓力速度跟著變化 這點切記 2 注射壓力單位轉換 1Mpa 1000000pa 10 1972kgf cm2 1kg 0 098Mpa 1N 9 8kgf cm2很多傳統油壓機的壓力顯示單位仍為Mpa 或 N 現狀很多新機形壓力單位均為kgf cm2 或是 故在機形轉換時請注意 舉例如下 FANUC100T上MAX射出壓力 2300kgf 現狀螺桿直徑為28 JSW110T螺桿直徑為40 MAX射出壓力1600kgf 故如在FANUC100上設置MAX射出壓為1300kg的話 JSW110上射出壓應為1300 1600 81 5 在以Mpa為單位
4、的舊機形上就是127 4mpa 3 最大殘量 熱塑性模一般保留3 5mm 三方面原因 A 確保足夠充填壓實 B 有效防止材料在螺桿停留太久分解劣化 C 防止過膠頭損壞 二 熔膠階段 回料階段或計量階段 在油壓馬達或是電動機的帶動下螺桿旋轉 通過螺桿上料槽往前擠壓及輸送材料以達到熔膠目的 同時因材料往前擠壓產生一個使螺桿後退的作用力導致螺桿後退 一直回到射膠原點回料結束 所以在此過程中幾個參數至關重要 1 熔膠溫度 太低導致材料疏鬆 產品密度不夠 太高極易分解 劣化材質 2 螺桿轉速 太快打滑 產生大量摩擦熱分解材料 也可能產生料花 太慢周期增長 熔膠不充分 料花等出現可能3 背壓 此點在後期有
5、專門課題講述 炮筒螺桿 1 關模 2 充填 3 後冷卻 4 開模 5 頂出 6 處理 1 關模 2 昇壓 高壓鎖模時期3 後冷卻 4 壓拔 4 開模 5 頂出 6 處理 鎖模機構 座進 2 射出 2 壓縮 2 保持前冷卻 計量延遲 可塑化計量進料 座退 塑料滯留期間 射出機構 週期 射出成形工程順序示意圖 1 兩半邊模已閉合 注射螺桿開始前進 注射螺桿將塑料注入模腔並予以填滿 模腔內塑料開始收縮 注射螺桿繼續二次射膠 塑膠澆口 二次射壓停止 模腔內塑件開始冷卻 同時注射螺桿旋轉 使原料進入加熱筒熔融塑化 螺桿退至定位 原料已完成塑化 螺桿向後鬆退 避免塑料從噴嘴漏出 塑件冷卻定形 同時注射螺桿
6、完成射料準備 滑動模板後退 兩半邊模打開 退件機構將塑件頂出 清除塑件 噴脫模劑 安裝嵌件 插針等 模具重新閉合 下一循環開始 2 3 4 5 6 7 8 結晶性材料成型收縮率較大 非結晶性材料成型收縮率較小 塑流的噴泉 fountaineffect 與皮膚效應 skineffect 熔融的塑膠在流動時 是有如噴泉方式的前進 此稱為噴泉效應 而當塑流接觸到較冷的模壁時 則靠近模壁的部份將會先行固化 此稱為皮膚效應 先行凝固的皮膚層厚度和散熱的速度有關 通常在下列的情形下會形成較厚 1 模壁溫度較低 2 塑料溫度較低 3 流路較窄 較薄 4 流速較慢 皮膚層因凝固而無法流動 在它與中心部流動層之
7、間將會產生較大的剪切力 這不僅會阻礙塑膠的流動 嚴重時也會破壞塑膠的結構 不過剪切力也會產生熱量 當新生的熱等於散掉的熱時 皮膚層在塑流繼續當中就不再增加其厚度 皮膚層由於是極短的時間被凝固 所以它跟較充分收縮的中心部比起來 是比較鬆散 密度低 的分子結構 這是成形品變形翹曲的要因之一 而且皮膚層也是營影響凹陷 真空泡 短射以及表面外觀等很重要的因素 分子配向 molecularorientation 與鬆弛 relaxation 熔融塑膠流動時 因受噴泉效應與剪切力的作用 分子鏈會沿流動方向排列 此稱為分子配向 而當流動結束 如塑膠仍有足夠的溫溫度則會朝原來的糾纏結構回復 此稱為鬆弛 配向與
8、鬆弛的程度取決於料溫 模溫 射出速度 肉厚 材料黏度以及射出時間等 它會影響成形品縱橫及厚度方向之收縮率 也是變形翹曲的另一要因 同時它也使成形品各有不同程度的方向性 改變不同方向的性質 塑膠的流動黏度有一個理論說塑膠的黏度決定於分子鏈的糾纏程度 糾纏的程度越少 黏度就越低 反之亦然 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 此既影響塑膠黏度之因素 充填三階段 1 射出相 熔融的塑膠被快速射入模腔 剛好到達最遠端為止的階段 2 壓縮相 為提高模腔內塑膠密度達到適當程度 熔融的塑膠繼續被高壓擠入的階段 3 保持相 為避免模腔內
9、塑膠因內壓高而逆流 以及補充模腔內塑膠因收縮發生容積不足 而以適當壓力繼續保持抵擋及補料之階段 射出過程示范 充填三階段1 射出相 injectionphase 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 cavitypressure 上昇緩慢而有限 密度也因受到壓縮不多而提高不大 進入模腔的料溫取決於模溫及射速 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 充填三階段2 壓縮相 compressionphase 變化 模腔內壓因塑膠的被壓縮而快速上昇 料溫的下降取決於模溫和壓縮時間 影響 成形品的輪廓在這一階段決定 唯因壓縮過度發
10、生毛邊或損壞模具的機會甚大 充填三階段3 保持相 holdingphase 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 postcooling 內壓因料溫的降低也逐漸下降 內壓已回降到一大氣壓的部位開始收縮 在此階段各處材料密度的變化基本上不大 而溫度的下降倒是相當快速 模溫為最主要因素 影響 成形品的尺寸 重量 凹陷 真空泡 結晶度 分子方向性 變形以及應力的殘留等均受此階段的影響 射出成形要因分析圖 製造商 射出成型機 樹脂 含水率 乾燥方式 時間 材質 結晶性 黏度 添加物 螺桿 保壓 冷卻 加熱法 逆止環 形狀 噴嘴形式 壓力 步驟 時間 射出 夾模 可塑化 速度
11、 步驟 擠壓方式 壓力 力 平行度 夾模方式 溫度 計量機構 轉速 成品品質 模具 作業員 技術 熟練度 頂出 強度 溫度 澆道系統 精度 插銷位置 形式 速度 尺寸 材質 加熱方式 模穴溫度 料門尺寸 澆道形狀 模穴 澆道尺寸 模穴尺寸 分模線精度 平行度 射出成形之重點 射出成形之重點 注道 澆道 冷料井 澆口1 注道 豎澆道 sprue 是接合射出成形機噴嘴的部份 其末端連接於澆道 橫澆道 注道襯套前端的R半徑應稍大於噴嘴的r半徑 大1 2mm 以免在與噴嘴的接觸部洩漏料而不易剝脫注道 為了容易剝脫固化的注道 設計2 4度的斜度 澆道 橫澆道 runner 是自注道至成形品之通路 通常設在合模線兩側 澆道的剖面通常是圓形 多模穴模具的成形品與澆道配置很重要 應使流進各模穴的成形材料同步而均勻 冷料井 coldslugwell 射出成形機的噴嘴前端在射出後仍有少量熔融材料殘留 此殘留材料在下次射出前凝固 若直接進入成形品中會造成製品外觀不良 為了防止如此設計冷料井 使射出材料前端的凝塊積滯此處 冷料井 澆口 gate 是成形材料自澆道進成形品的入口 它與成形品設計有直接關係 澆口原則上設於成形品中央附近較厚部位 澆口一般有直接 側向 跳動 潛入式 隧道 針點 薄膜形 盤形 柄形 扇形 環形 熱澆道用等澆口 谢谢大家 課程完畢
