进浇位置之选择模穴填充过程ppt课件

1、進澆位置之選擇進澆位置之選擇模穴填充過程模穴填充過程塑發室2019/05/22進澆位置之選擇進澆位置之選擇n進澆位置對制废品的影響n影響分子鏈配向性之其它要素n進澆位置選擇之依據進澆位置對制废品的影響一 機械性質方面二 收縮翹曲方面一機械性質方面-1n未流動前，分子鏈各部分受力均勻，各向同性。n流動後，分子鏈受力，沿流動方向配向，各向異性。n平行流動方向機械強度高於垂直於流動方向者。一機械性質方面-2n模具的進膠位置影響充填流場，而流場又決定樂分子鏈的配向。n各種不同的進膠位置所呵斥的分子鏈順向性不同及其對制品機械性質的影響。如下圖：二收縮翹曲方面-1 模具內塑膠之配向性不同貼近模壁外表層，塑

2、膠固化快，來不及配向即固化，配向性差；次外表層，固化教慢，且剪切應力大，配向性最厲害；趨向中間方向，剪切應力變低，配向性又變差；而中間處配向性最混亂。二收縮翹曲方面-2n塑膠分子鏈的收縮率：配向方向大於垂直方向n 配向性高的部分大於配向性差的部分n由於各部分配向性不同，收縮率就不同，從而容易呵斥翹曲變形。二收縮翹曲方面-3 有例外的情況：配向方向收縮量小於其垂直方向結晶高分子塑膠 結晶呵斥的收縮大於分子鏈回復之收縮量摻入短纖維之塑膠短纖維硬質纖維不易變形，吸收部分收縮應力，防止該方向之收縮影響分子鏈配向性之其它要素n1 1、溫度效應、溫度效應n 高模溫及高熔膠溫度降低配向性高模溫及高熔膠溫度降

3、低配向性n2 2、壓力效應、壓力效應n 壓力添加剪切應力，提高配向性壓力添加剪切應力，提高配向性n3 3、螺桿前進時間效應、螺桿前進時間效應n 較長之螺桿前進時間坚持模具於高壓狀態，較長之螺桿前進時間坚持模具於高壓狀態， 提高配向性提高配向性影響分子鏈配向性之其它要素n4 4、肉厚效應、肉厚效應n 肉厚越厚之塑件其中心部分維持高溫的時間較長，降肉厚越厚之塑件其中心部分維持高溫的時間較長，降低配向性。低配向性。n 假设其澆口很大，則因維持較長時間之射壓而添加配假设其澆口很大，則因維持較長時間之射壓而添加配向性。向性。n5 5、澆口封合時間、澆口封合時間n 澆口封合後，熱運動即開始破壞配向，從而澆

4、口封合澆口封合後，熱運動即開始破壞配向，從而澆口封合時間短，降低配向性。時間短，降低配向性。n6 6、流量之效應、流量之效應n 一样流量，越厚之塑件其流速越低，降低配向性。一样流量，越厚之塑件其流速越低，降低配向性。進澆位置選擇之依據一 塑件幾何形狀澆口應位於塑件最厚處使塑膠分配較均勻同時應坚持各部分流動長度即阻力一样防止噴流，並考慮排氣二塑件強度考量進膠位置應使塑件之抗張強度及沖擊強度最大方向恰與流動方向一致，以保証成型品強度進澆位置選擇之依據(三)外觀之考量(澆口殘痕，熔接線，凹痕)澆口應位於較不顯眼處，防止熔接線或使熔接情形最適宜(四)尺寸要求進膠位置應考慮均勻收縮問題防止成型品翹曲變形

5、進膠位置應避防止過高的殘余應力產生。模穴填充過程模穴填充過程n三種根本流動方式n模穴充填現象n恆溫情況與非恆溫情況n填充過程中引發的各種效應三種根本流動方式n復雜的流動可以視作此三種根本方式的組合模穴充填現象-1n恆溫流動模溫與料溫一样，且射出速率低n 例：PS與LDPE比較，PS黏度大於LDPE之黏度模穴充填現象-2n恆溫充填矩形模具之理論分析入口處入口處由於澆口狹窄由於澆口狹窄塑料大約呈徑向塑料大約呈徑向輻射式流動輻射式流動流動有很強的流動有很強的拉伸特性拉伸特性發展流區發展流區二邊角落填滿完畢後二邊角落填滿完畢後出現過渡區出現過渡區波形由圓形漸變為扁平形波形由圓形漸變為扁平形全展流區全展

6、流區扁平波前不斷前移扁平波前不斷前移直至模穴充滿直至模穴充滿除接近模壁之前端除接近模壁之前端有些彎曲外有些彎曲外其它部分之流動波其它部分之流動波前大致坚持扁平之前大致坚持扁平之形狀形狀模穴充填現象-3n非恆溫流動模溫與料溫不一样，且射出速率低n 例：PS與LDPE比較，PS黏度大於LDPE之黏度PS的流動波前較LDPE者曲率大，這是因為PS黏度對溫度的敏感度較PE高，因此其黏度變化隨模溫變化較為明顯，速度分布也較為顯著。模穴充填現象-4n非恆溫充填矩形模具之理論分析冷卻固化之塑料層由澆口經模穴中心到塑料前沿的溝道效應較大。溝道效應即在模壁附近溫度低黏度高，流動阻力大，呵斥塑料在中間流動較快。塑

7、料在模穴中心之溝道效應，又模穴壁上固化層使流動區域變窄，呵斥流動波前曲率較大PE在模壁附近有變黃現象n流動引發結晶現象 例如PE塑料模穴充填現象-5中心部分剪切率為零，無剪切應力，分子配向性差，不易產生結晶接近固化層壁處，由於剪切率高，剪切應力大，分子鏈配向性最整齊，有利於結晶。模穴充填現象-6n另外，冷卻速度也是影響結晶的一個重要要素n結晶速度為晶核產生速度與晶核生長速度的乘積。n晶核產生速度越低溫越快n晶核生長速度越高溫越快n所以，結晶產生之位置與速度是由流動與熱傳導兩種要素相互競爭所決定的。填充過程中引發的各種效應一、固化層二、噴泉效應三、熔接線或 縫合線四、熔混線五、噴流或 水沖現象六

8、、賽馬場效應七、潛流效應八、遲滯效應九、過度充填或 過度保壓十、多向流動十一、三角洲效應填充過程中引發的各種效應-固化層n非恆溫充填時熱的高分子熔膠接觸到冷模壁後即行固化，產生固化層。進膠口附近塑料最熱，接觸少量模壁，固化量少。剪切流動除將分子鏈沿流動方向配向外，尚呵斥粘滯生熱。接近塑料前沿，由於噴泉效應，壁側之塑料為來自中心之熱塑料，因此固化量較少固化層厚度分析填充過程中引發的各種效應-固化層n固化層厚度取決於：n 塑料本身熱量+粘滯生熱 熱散逸n 於數非常之一秒內達成平衡n粘滯生熱：因摩擦產生，與黏度及剪切率的平方成正比。粘滯生熱對固化層厚度的影響流量一样模穴厚度薄剪切率大固化層厚度薄流量

9、一样模穴厚度大剪切率小固化層厚度厚填充過程中引發的各種效應-固化層模穴厚度分布方向之溫度分布塑料本身熱量：不流動狀況下溫度為線性分布，中央料溫最高，模壁溫度最低。摩擦或粘滯生熱：粘滯生熱量正比於剪切率之平方，為非線性分布流動塑料之熱量為以上兩者之和，最高溫出現區域決定於以上兩溫度之實際分布。填充過程中引發的各種效應-固化層n固化層對充填過程的影響高速充填高分子熔膠切變致稀，粘度低，流動阻力小，又因薄邊所需塑料量少，固化層薄，因此優先填滿薄邊。此為粘滯流動控制。低速充填剪切率低，固化層厚，黏度高，流動阻力大，填充薄邊阻力太大，因此優先填滿厚邊。此為熱傳控制。填充過程中引發的各種效應-固化層n在充

10、填過程中希望壓制固化層的生成n主要方法有：n1、添加射速提高剪切率n2、添加模溫n3、提高料溫 提高塑料流動性，減緩固化效應。 填充過程中引發的各種效應-噴泉效應n模穴中，塑料前緣以中間塑料向兩側湧出固化而不斷前進的方式充填，這種部分的流動現象被稱做噴泉流動，即噴泉效應。n噴泉效應決定成型品外表品質，影響塑件之熔合線。噴泉效應表示圖1最初四個流動元素2前二個元素開始加 速前進3加速流動元素受波 前拉伸變形為長條4變形之流動元素配 向與波前一致填充過程中引發的各種效應-熔接線n熔接線或縫合線指二個或多個熔融塑料前緣相接觸時所构成之接合區域。熔接線在微觀上是具有限尺寸，復雜的三維區域，稱為熔接區。

11、熔接線對成型品之外觀和機械性能均有不利影響。填充過程中引發的各種效應-熔接線n熔接線的產生一、多點進膠二、含有嵌件多點進膠時，不同波前交會所呵斥，稱為冷熔接(cold weld)嵌件呵斥流路分割，构成之熔接線稱為熱熔接填充過程中引發的各種效應-熔接線n熔接線的產生三、噴流現象手風琴效應使彎角相互接觸构成熔接線填充過程中引發的各種效應-熔接線 熔接線之防止控制熔接線的兩個根本概念：1、盡量防止產生熔接的二股熔膠性質或在模具中之熱力歷程相差太多。2、盡量使熔接的區域發生於高溫區，如此可添加熔合性。填充過程中引發的各種效應-熔接線熔接線之防止實務上的一些經驗法則：1、進膠位置的選擇應使流過嵌件之流動

12、越少越好；2、在熔接線線處應提供排氣，防止包封之空氣构成外表缺口呵斥應力集中；3、在熔接線處添加塑件厚度；4、添加射出溫度、螺桿背壓、螺桿轉速；5、添加射出壓力、射出速率；6、澆口設計不可對流動限制過大；7、在熔接部分附近加設散流道，將熔接線移至此處再事後切除。填充過程中引發的各種效應-熔接線n散流道表示圖未加設散流道，熔接線在制废品上加設散流道，熔接線在制品外，可切除填充過程中引發的各種效應-熔混線n熔混線近似於熔接線，但系二流向平行之流動塑料界面接觸，籍混合而构成。並排平行接觸界面相混呵斥熔混線熔混線強度較熔接線高，但其仍為應力集中點填充過程中引發的各種效應-噴流現象n噴流或稱水沖現象系指

13、當射出過程加工條件選擇不當，導致澆口射入之塑料並非均勻前進，而是构成一條蛇紋沖到對面之模壁，而後自對面冷模壁開始堆疊塑料，使模填充過程變得混亂而難以控制。n噴流對模穴充填有不良影響，表現在：n 呵斥成型品外表之熔接線及外表缺陷n 成型品殘余應力高填充過程中引發的各種效應-噴流現象n噴流現象的發生：n1、不論是恆溫或非恆溫射出成型，均能够發生噴流現象；n2、在恆溫操作時，低射出率呵斥噴流，反而在高射出率時可 正常填充，故射速的高低不是呵斥噴流的絕對要素；n3、在非恆溫操作時，某些塑料如PS，隻有中速度射出率時才會正常填充，而且资料本身的性質亦與噴流發生與否有關。n4、恆溫時判別能否發生噴流，可將

14、噴流視為一種模口膨脹現 象，當模口膨脹大到足以碰到模壁時即不發生噴流。填充過程中引發的各種效應-噴流現象n實務上防止噴流的方法：n1、調整進膠位置，使塑料射入模穴時能撞到臨近之模壁；n2、运用耳式澆口，添加塑料流動面積，減小其動量；n3、接近澆口處設立障礙；n4、減慢射速，擴大澆口斷面積；n5、升高模溫，防止過早固化。填充過程中引發的各種效應-賽馬場效應n賽馬場效應指塑料在肉厚較厚部分之流動蓋過較薄部分，以致於呵斥包封或內部縫合線的現象。塑料前緣觸及薄邊阻力添加即減速厚邊流動之塑料所受阻力小迅速超越薄邊者厚邊流動迅速繞過薄邊，並回填，產生包封或空洞表示圖1填充過程中引發的各種效應-賽馬場效應n

15、表示圖2塑料波前碰到最近的厚邊因厚邊阻力較小，塑料沿周圍厚邊先行填充賽馬場效應呵斥未填充滿之死角及熔接線死角熔接線填充過程中引發的各種效應-賽馬場效應n防止賽馬場效應的措施：n1、單點進膠該為多點進膠n2、修正進膠位置n3、运用流動轉向器或运用導流器填充過程中引發的各種效應-賽馬場效應n流動轉向器：將某些部分變薄流動轉向器使肉厚變薄，流動較慢，減緩縱向流動圓形流動波前變為矩形流動波前，節省资料，但所需壓力較高，殘余應力較大，不會改變澆口和冷卻時間填充過程中引發的各種效應-賽馬場效應n導向器：使某些部分增厚導流器使肉厚較厚，流動較快，加速了對角線方向的流動。圓形波前變為矩形波前，比較浪費资料，所

16、需壓力較低，能減緩翹曲現象，但會添加澆口冷卻時間。填充過程中引發的各種效應-潛流效應n潛流效應：因不同進膠流動相互幹擾而產生之流動逆向行為。n改善方法 ：平衡流道系統n 提高熔膠溫度模溫調節射速以改善流動性強勢流動波前壓迫弱勢流動波前呵斥逆流現象填充過程中引發的各種效應-遲滯效應n遲滯效應是指在填充初期塑料肉薄處因阻力太大發生遲滯，呵斥充填不完全的現象。由於厚邊阻力小，塑料在薄邊產生遲滯一旦遲滯效應發生，由於流速慢，溫度將迅速降低，塑料固化並將薄邊入口封死流動在薄邊處躊躇的結果呵斥充填不完全填充過程中引發的各種效應-遲滯效應n抑制遲滯效應的方法：n1、添加肉薄處厚度n2、添加塑料溫度，防止過早固化封口n3、減少充填時間，添加射壓n4、重新設計進膠位置，使肉薄處盡能够接近填充終點，可以利用充填壓力填滿。填充過程中引發的各種效應-過度充填或過度保壓n兩種要素：1進膠位置設計不良n 2不平衡之澆道系統進膠位置設計不良過度充填區域固化層逐漸添加，配向性增加呵斥部分高應力場废品脫模後容易發生翹曲變形的現象填充過程中引發的各種效應-過度充填或過度保壓不平衡之澆道系統解決方法調整澆道尺寸修正澆口及模穴大小採用多點進膠採用熱流道系統