POM料的模具设计

技術專題POM-射出加工之模具設計模具的設計要分別從成品的形狀設計和模具設計兩方面分別檢討。在決定形狀設計前，必須先瞭解對成品的品質要求如何。對於所要求品質最好以如同下表的重點加以檢討。要作成符POM」為材料，在形狀設計時必須加以檢討的重點。決定成品的形狀後，其次再決定?c道。其檢討的順序如下表。品質要求的著眼點著 眼 點要求品質

什麼是外觀上的問題？通常是皺紋、燒焦、顏色、收縮、接合縫皺紋、光澤、褶皺加工等。尺寸公差的標準程度如何？亦即甚麼程度對塑膠才算合理？變形的容許範圍？真圓度、平面度、歪倒、彎曲。氣泡之處理？厚度過大為简洁引起氣泡的缘由。成形品的必要強度如何？形狀設計的著眼點表著 眼 點厚度均一嗎？過厚處不能刪掉嗎？有銳角嗎？盡力擴大彎曲度。(undercut)嗎？必要時，下部切去過大嗎？是否考慮到扳稍問題？有不對稱形狀的地方嗎？假设有，不能改為對稱嗎？或者考慮補強方法使之平衡，解除不對稱。成形品形狀設計

箱型成形品內側，容許變形程度如何？ㄈ字型成形品寬度／高度比否太小？太小時，考慮模心冷嗎？直角部歪斜嗎？使用插入金屬方式嗎？考慮插入形狀、樹脂厚度、長期使用所發生的裂痕嗎？有無後加工？機械加工、溶接、外表裝飾。塑模設計程序程 序決定塑模構造

考慮重點接合線的位置、成形品取出方式、氣體如何排出、如何冷?？置、閘門大小小、配置

考慮外觀、變形、接點、成形時間、自動脫膜等。分流道發生比率如何？不能使用熱分流道嗎？多數個時能同時充填嗎？決定塑模溫度 考慮後收縮、皺紋、成形時間、成形彎曲。溫度調節方式如何。估計成形收縮率 設定了塑模溫度、樹脂溫度、射出壓力、成形時間等成形條件而估計成形收縮率。根據日常經驗或類似形狀的實際經驗而估計成形收縮率。根據後收縮的容取值，考慮退火與否，而修正上述的收縮率。分流道(HotRunner)的方式。準如下：(0.6~7)×下底的長度高≒上底的長度半圓形狀的分流道最不抱负，儘量避开採用這種形狀。又分流道的內壁，通常比較粗燥，對流動性有不利的影響，必須加以研磨。冷分流道的尺寸就不能設計太細小的分流道。關於分流道的大小，以分流道的長度以及考慮對品質的要求來決定。但概略的情形M90周密成形，從圖上“M90周密成形“直線與分流道5~10%程度為條件，有時候以更小的尺寸也未嘗不行。分流道長度簡易設計圖從上圖也可以得知儘量的減少分流道的長度也是減少分流道尺寸的方法之一。熱分流道所以在採用此方式之前須作充分的考慮檢討。分流道的排列與閘門的平衡性為原則。成為問題的缘由。分流道配列之例BGV=Sg/(lg×lG)1/2BGV：閘門均衡度(對通過閘門的材料重量比)lglG：閘門長度SG：閘門斷面積流道的大小，來測定各個模槽的流動性，得到如下圖的結果。的公式，分流道大而閘門小時，則材料先充滿了分流道，然後開始流入各模槽的情形，比較能適用於BGV的公式。用於檢討閘門平衡的試驗模具閘門肯定時各模槽之流動長(射出速度快的情形)閘門改變時模槽之流動長閘門須事先加以檢討。閘門尺寸的大小假设考慮到成品的外觀、強度等品質的要求，閘門的厚度以成品厚度的60~70%為1~1.52倍。但假设在品質上不會3mm0.8~1mm0.5~0.6mm程度也可能成形，但是必須留意將於後述的「成形品質」項下的成形條件。閘門的形狀POM並不需要特別形狀的閘門。一般常用的形狀即可。以下所述形狀可作參考：針孔閘門；隧道閘門；閘門處所不需整修有利於自動化。可採用此形狀。些問題的發生相當有效。次的射出工程中流入模槽，造成破損的問題。這種情形隨閘門形狀的不良是缘由之一。POM的隧道閘門狀下圖。隧道閘門的形狀脫模鈄度POM的成形收率較大。模具的脫模斜率度比一般非結晶性塑膠小一點也可以。但從1/4°~1/2°的斜1°的程度。下表即為成品斜度與成品深度與斜角度之關係。脫膜斜度斜度度數與尺寸之關係(單位：mm)下切2.5~3%。通氣閥mm1/100~2/100的粗度，然3mm程度的溝將氣體導出模具外面。氣閥設計之例模溫調整開門、頂出方式等，在製作模具前必須事先考慮。(內壁面積)入模具的熱量，能充分地消退去。(必須消退之熱量)入模具的熱量也越高。W=3.6(W/ta)W：每小時材料消費量(kg/hr)w：每次射出成品之重量(g)ta(sec)流入模具之熱量冷卻液量的最少流量具冷卻液的出入口之間的溫度差能儘量地縮小。下圖所示，為冷卻液出入孔間的溫差，要掌握在2℃以下時必須的最少流量。冷卻液(熱媒)以最常用的乙醇與水比較水對一样的傳入熱量所必須的量少一點。模具冷卻液之必要最少流量則要依照(iii)項以及以下將述及的模具外表溫度分佈等關係而決定之。境模傳熱係數卻液的物性、溫度、流量也有相關性。對傳熱面積也深的關連。8mm12mm冷卻孔的境模傳熱係數，和流量與冷卻液溫度間關係。在實際上液中含有灰塵、水份、或銹也會影響上面關係。必須加以留意。(d8mm)(d12mm)熱傳面積下二圖所示，為冷卻孔之總傳熱面積和傳入模具熱量的關係。(1)(2)上圖所示，所謂總傳熱面積，如圖(a)的實線部份所示。但實際上熱是被認為如(b)的形式流動，所以有效傳熱面積只限於(b)的實線部份。又同冷卻孔，離模槽較遠的冷2~3倍的程度。有效傳熱面積模蕊的冷卻各種方法將於下面記述：)冷卻baffleplate使用例。下圖二是利bubbler-tube的應用例。就熱傳導性來看，對於比較高溫的部份要有效的冷卻，bubbler-tube的方法較抱负。baffleplate使用例bubbler-tube使用例使用空氣冷卻空氣，同樣也有冷卻效果。使用熱傳導性良好的金屬圖只在模蕊的底部通過冷卻水以吸取頂端的熱量。鋼鋼模蕊使用例使用熱管也能發揮傳熱效果。所以不必通過低溫的冷卻水。試驗用齒輪一型的模具構造模具構造及成型條件( 試驗用齒輪一型)模具材質S45C模具 構(冷卻孔)造冷卻孔深徑度8mm12.5mm樹 脂 溫 度冷卻 水 溫

200℃90流量℃15成 形 條 件/min成型週期(射出+冷20卻)( 全)sec24sec(成形前的狀態)(成形中的狀態)熱管使用例模具的材質對於模具材質的要求大致有如以下硬度高且耐摩耗品良好。切削加工性良好，具有放電加工性。(简洁研磨，且外表無針孔等欠陷)耐蝕性熱處理後的尺寸穩定。具有充分的強度和鋼性。10可作為參考。POM的模具有時會有腐蝕的問題。但以改善氣閥或成形條件的變動可以解決這種問外表腐蝕狀況，得到以下結果，可作為選擇材質的參考：N3M SKT-14SNC45(不良)< >(良)模具材料之特徵JIS製型材 造廠 種類商

硬度HRC

耐 被粗鏡燥粗鏡燥燒溶面加入接性工性性性摩 強 腐耗 度 性性 性素鋼

G4051 S45C~55C 15~20 C D C A++

C B C A不銹鋼 G4303

SUS-304 A B(SUS-27)具鋼

SUS-57

55~60 AG4401SK-3G4401SK-363<G4403SKH-5763-

A A B A- B B C-C

SKS-3 60<

B A+ +C-

B A- B C-合金

G4404

SKD-11SKD-12

63~6565

A- A A C-SKD-61 45~50

A A A AABABAB-ABABCAB+--+B B 日立化型不

PSL 40 A C A B A A金屬 + +銹鋼AABAAAAAAAAAAABA真空溶鋼鋼STAVAX52AAABA++A快削