注塑知識(shí)縮減版

/第一章射出成形機(jī)1－1射出機(jī)組件典型的射出成形機(jī)如圖1-1所示，主要包括了射出系統(tǒng)（injｅcｔionsystem)、模具系統(tǒng)（moldｓystem）、油壓系統(tǒng)（hydrauliｃsysｔem)、控制系統(tǒng)（coｍtｒolｓyｓｔem）、和鎖模系統(tǒng)（cｌaｍpingｓyｓtem）等五個(gè)單元.圖１-1應(yīng)用于熱塑性塑料的單螺桿射出成形機(jī)1—1－1射出系統(tǒng)射出系統(tǒng)包括了料斗(ｈooｐｅr)、回轉(zhuǎn)螺桿與料筒(bａrrel)組合，和噴嘴（noｚzｌe），如圖1—２.圖1-2熱塑性塑料的單螺桿射出成形機(jī)之塑化螺桿、料筒、電熱片、固定模板及移動(dòng)模板（1）料斗，回轉(zhuǎn)式螺桿，料筒圖1-3回轉(zhuǎn)式螺桿之進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)、和計(jì)量區(qū)。（２)噴嘴噴嘴的溫度應(yīng)該設(shè)定在材料供貨商建議之塑料熔化溫度,或是略低于溫度。1-1-2模具系統(tǒng)模具系統(tǒng)包括了導(dǎo)桿（ｔiｅbaｒs）、固定模板（stａｔionａrypｌateｎ)、移動(dòng)模板（movａbleplaten)、和容納模穴、豎澆道、流道系統(tǒng)、頂出銷(xiāo)和冷卻管路的范本(moｌdingplａｔes)（1)兩板模:大多數(shù)模具是由兩片模板組成,如圖1－６，此類(lèi)模具常使用在塑件澆口正好設(shè)在塑件邊緣或者接近塑件邊緣的設(shè)計(jì),其流道（ｒunnｅr）也設(shè)計(jì)在母模板上。(2）三板模三板模通常應(yīng)用于澆口遠(yuǎn)離塑件邊緣的設(shè)計(jì)，其流道是設(shè)計(jì)在分隔公模與母模的脫料板（stｒiｐpｅｒplate）上，如圖1-6所示。圖1—6(左）兩板模與（右）三板模1—1－３油壓系統(tǒng)射出機(jī)的油壓系統(tǒng)提供開(kāi)啟與關(guān)閉模具的動(dòng)力,蓄積并維持鎖模力噸數(shù),旋轉(zhuǎn)與推進(jìn)螺桿,致動(dòng)頂出銷(xiāo),以及移動(dòng)公模側(cè)。油壓系統(tǒng)的組件包括幫浦、閥、油壓馬達(dá)、油壓管件、油壓接頭及油壓槽等。1-1-4控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)提供成形機(jī)一致性的重復(fù)操作,并且監(jiān)控溫度、壓力、射出速度、螺桿速度與位置、及油壓位置等制程參數(shù).制程控制直接影響到塑件質(zhì)量和制程的經(jīng)濟(jì)效益?？刂葡到y(tǒng)包括簡(jiǎn)單的開(kāi)/關(guān)繼電器控制到復(fù)雜的微處理器閉回路控制器。1-1-5鎖模系統(tǒng)鎖模系統(tǒng)用來(lái)開(kāi)啟／關(guān)閉模具，支撐與移動(dòng)模具組件，產(chǎn)生足夠的力量以防止模具被射出壓力推開(kāi)。鎖模機(jī)構(gòu)可以是肘節(jié)機(jī)構(gòu)鎖定、油壓機(jī)構(gòu)鎖定、或是上述的兩個(gè)基本型態(tài)的組合.1－２射出成形系統(tǒng)典型的射出成形系統(tǒng)（moldedsyｓｔem)包括熔膠輸送系統(tǒng)和成形塑件,如圖1-7所示。熔膠輸送系統(tǒng)提供讓熔膠從射出機(jī)噴嘴流到模穴的通道，它通常包括：豎澆道（sｐrｕe）、冷料井（coldsluｇweｌｌ）、主流道、分枝流道、和澆口（gatｅs）圖１—7射出成形系統(tǒng)包括熔膠輸送系統(tǒng)及成形塑件。1—3射出機(jī)操作順序:（ａ）關(guān)閉模具;（b)充填模穴；（ｃ)保壓；（d)螺桿后退；（e)頂出塑件；（f）關(guān)閉模具（ａ）關(guān)閉模具(b）充填模穴(c）保壓（d）螺桿后退（e）頂出塑件（f）關(guān)閉模具射出成形的周期射出成形的周期時(shí)間根據(jù)制程的塑件重量、肉厚、塑料性質(zhì)、機(jī)器設(shè)定參數(shù)而改變。典型的周期時(shí)間可能從數(shù)秒鐘到數(shù)十秒。1—-充填（射出階段)2——保壓與冷卻３-－開(kāi)啟模具4－-頂出塑件5－-關(guān)閉鎖具

第二章螺桿操作根據(jù)需求,回轉(zhuǎn)式螺桿可以設(shè)定轉(zhuǎn)速以塑化塑料顆粒，并且將熔膠以設(shè)定之螺桿速度、射出量與射出壓力壓擠進(jìn)入模穴?；剞D(zhuǎn)式螺桿射出機(jī)之射出成形的主要控制參數(shù)如下列：背壓背壓(baｃkpｒessｕre）是螺桿往后推以準(zhǔn)備下一次射出塑料時(shí),作用于螺桿前端之塑料的壓力值。(2)射出速度（或射出時(shí)間）射出速度（ｉｎjecｔionsｐｅe(cuò)ｄ或螺桿速度ramｓｐeed)是指射出操作中，螺桿的前進(jìn)速度。對(duì)于大部份的工程塑料,應(yīng)該在塑件設(shè)計(jì)的技術(shù)條件和制程允許的經(jīng)濟(jì)條件下,設(shè)定為最快的射出速度。然而，在射出的起始階段，仍應(yīng)采用較低的射速以避免噴射流(jｅｔting)或擾流。接近射出完成時(shí)，也應(yīng)該降低射速以避免造成塑件溢料，同時(shí)可以幫助形成均質(zhì)的縫合線.射出時(shí)間是將熔膠充填進(jìn)模穴所需的時(shí)間,受到射出速度控制.雖然最佳的充填速度取決于塑件的幾何形狀、澆口尺寸和熔膠溫度，但大多數(shù)情況會(huì)將熔膠盡快射入模穴.因?yàn)槟＞邷囟韧ǔ５陀跇?shù)脂的凝固點(diǎn)(ｆreeｚinｇpｏiｎt），所以太長(zhǎng)的射出時(shí)間會(huì)提高導(dǎo)致塑料太早凝固的可能性。薄肉厚塑件使用高射出速度以防止充保模穴前發(fā)生凝固。有時(shí)候,粗厚塑件或小澆口會(huì)降低充填速度，此時(shí)必須保持熔膠連續(xù)地流過(guò)澆口以防止?jié)部谀?，進(jìn)而充飽模穴。新進(jìn)的研究方向嘗試控制射出量,控制螺桿動(dòng)作和止回閥(chｅckvalｖe）關(guān)閉的時(shí)間，以達(dá)到控制組件尺寸的目的。（3)螺桿旋轉(zhuǎn)速度螺桿旋轉(zhuǎn)速度是塑化螺桿的轉(zhuǎn)速.轉(zhuǎn)速越快,塑料螺桿溝槽壓縮得越激烈，產(chǎn)生更大量的剪切熱.壓縮比TF/TM一般?。病?，壓縮比越大,剪切作用越大。L/Ｄ：是指螺桿的有效長(zhǎng)度L與直徑D的比，這個(gè)比值越大就能達(dá)到混煉良好的樹(shù)脂，L／D比一般取16—2０。（4)緩沖量緩沖量(cｕshion）是螺桿的最大允許前進(jìn)位置與最末端的前進(jìn)位置之間的差值。假如允許螺桿行程設(shè)為最大值，緩沖量為零，螺桿將前進(jìn)至碰到噴嘴后才停止。通常,緩沖量設(shè)定為３~６mm（１/８～１/4英）。（5）熔膠溫度熔膠溫度應(yīng)依照(ａ）樹(shù)脂種類(lèi)、（b）射出機(jī)特性、(ｃ)射出量，相互配合。最初設(shè)定的熔膠溫度應(yīng)參考樹(shù)脂供貨商的推薦數(shù)據(jù)。通常選擇高于軟化溫度、低于樹(shù)脂之熔點(diǎn)做為熔膠溫度,以免過(guò)熱而裂解。以nyｌoｎ為例，在射出區(qū)（feｅdｚone)的溫度通常比料筒的溫度高，此增加的熱量可以降低熔膠射出壓力而不致于使熔膠過(guò)熱。因?yàn)閚ylon熔膠的黏滯性相當(dāng)?shù)?可以很容易地充填模穴而不必倚賴(lài)提升溫度造成的致稀性。（6)模具溫度模具溫度的限制在于避免塑料在模穴內(nèi)的剖面凍結(jié)(freezｉng）以及塑料的冷卻性質(zhì)(例如cｒyｓｔaｌlization等）。所以，模具溫度應(yīng)該是在熔膠的流動(dòng)性與模具溫度之間作折衷選擇。假如可能的話,應(yīng)該讓臨界之凝固位置（theｃriticａlｆｒeezinｇｌｏｃation)發(fā)生在澆口處。調(diào)節(jié)澆口尺寸能夠獲得在可能的最低模具溫度下的最佳流動(dòng)性。較低的模具溫度可以加速成形周期，故應(yīng)盡量使用可接受的最低模具溫度。有些射出成形需要冷卻或冷凝，有些則需要加熱模具以控制結(jié)晶度（crysｔaｌlizａt(yī)ioｎ）和熱應(yīng)力.模具溫度可以使用冷卻劑調(diào)節(jié)。模具溫度和冷卻劑溫度都應(yīng)監(jiān)控。模具固定側(cè)和移動(dòng)側(cè)使用不同模溫的目的之一是要控制成品附著在模仁，方便頂出.影響熔膠溫度和模具溫度的一些因素包括：射出量(shｏtsizｅ)—大射出量需要較高的模具溫度。射出速率（injｅctｉoｎrａt(yī)e）—高射出速度會(huì)造成致稀性的高溫.流道尺寸（sizｅｏfｒｕnner）-長(zhǎng)的流道需要較高溫度。塑件壁厚（partｔhｉckneｓs）—粗厚件需要較長(zhǎng)冷卻時(shí)間，通常使用較低模溫。（７）射出壓力和保壓壓力①注射壓力注射壓力的作用克服塑料熔體從料筒流向模具型腔的流動(dòng)阻力,給予熔體一定的充模速度及對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)、補(bǔ)縮。注射壓力對(duì)注塑過(guò)程的影響在一定程度上決定塑料的充模速率；適當(dāng)提高充模階段的注射壓力，可提高充模速率、增加熔體的流動(dòng)長(zhǎng)度和制品的熔接痕強(qiáng)度，制品密實(shí)、收縮率下降，但制品易取向,內(nèi)應(yīng)力增加.注射壓力較低時(shí),塑料熔體呈鋪展流動(dòng),流速平穩(wěn)、緩慢，但延長(zhǎng)了注射時(shí)間，制品易產(chǎn)生熔接痕、密度不勻等缺陷;當(dāng)注射壓力較高,而澆口又偏小時(shí)，熔體為噴射式流動(dòng)，這樣易將空氣帶入制品中，形成氣泡、銀紋等缺陷,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)灼傷制品.②在模腔充滿后,為了對(duì)模內(nèi)熔體進(jìn)行壓實(shí)、補(bǔ)縮而通過(guò)螺桿繼續(xù)施加的注射壓力稱(chēng)為保壓壓力.保壓壓力對(duì)注塑的影響通常,保壓壓力較高時(shí)，制品的收縮率減小,密度增加；表面光潔度、熔接痕強(qiáng)度提高，缺點(diǎn)是:脫模時(shí)制品中的殘余應(yīng)力較大、易產(chǎn)生溢邊。射出壓力的上限是射出機(jī)的容量、鎖模力和模具的結(jié)構(gòu)。通常，射出壓力和保壓壓力設(shè)定為不會(huì)造成短射的最低壓力。射出壓力和保壓壓力應(yīng)該足夠高，維持足夠久，以便在塑件的收縮階段繼續(xù)填注塑料,將收縮量最小化。然而，太高的射出壓力會(huì)造成塑件潛在的應(yīng)力。兩段式加壓可以應(yīng)用在一些制程，第一階段的高壓進(jìn)行充填，第二段則以較低壓力進(jìn)行保壓。圖2—12射出壓力與設(shè)計(jì)、成形參數(shù)、材料的關(guān)系(8)保壓時(shí)間完成充填模穴后，射出機(jī)仍然施加壓力在模具的時(shí)間稱(chēng)為保壓時(shí)間,保壓的目的在維持組件的尺寸精度。（9)剩余冷卻時(shí)間解除壓力到開(kāi)模之間的時(shí)間稱(chēng)為剩余冷卻時(shí)間,目的是讓塑件足夠硬化以便頂出.假如在塑件尚未完全冷卻硬化之前就頂出，會(huì)造成塑件翹曲變形。（１０)開(kāi)模時(shí)間(mold—openiｎgtime，也稱(chēng)為ｄeadｔime)2—５二次加工塑件頂出之后，切除熔膠輸送系統(tǒng)（豎澆道、流道、澆口)的加工稱(chēng)為二次加工.有些塑件需要二次加工進(jìn)行組合或裝飾。（1）組合組合塑件的二次加工包括：黏合（bonding）熔接(weldｉnｇ）嵌入（ｉnseｒtiｎｇ）打樁（stakinｇ)嵌金屬型板(sｗaｇiｎｇ)接合組合(assemblywithfaｓｔｅｎeｒｓ）（2）裝飾裝飾塑件的二次加工包括表面處理：加熱或加壓之表面處理。印刷：為裝飾或提供信息而在塑件表面加工。（3)其它的二次加工其它的二次加工包括:上漆硬鍍金屬層／遮蔽層表面處理退火車(chē)削?第三章模具設(shè)計(jì)3-1流道系統(tǒng)流道系統(tǒng)（ｒunnersystemｓ)將熔膠從豎澆道引導(dǎo)到模穴內(nèi)，要推動(dòng)熔膠流過(guò)流道系統(tǒng)就需要額外的壓力.當(dāng)熔膠流經(jīng)流道系統(tǒng)時(shí)，產(chǎn)生的剪切熱（摩擦熱)使熔膠溫度升高，有助于熔膠的流動(dòng)。大尺寸流道可以使用較低壓力推進(jìn)熔膠流動(dòng)，但是卻需要較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間，會(huì)產(chǎn)生較多的廢料，也需要較高的鎖模力。反之，適當(dāng)?shù)男〕叽缌鞯涝谑褂迷虾拖哪茉吹确矫婵梢赃_(dá)到最高效率。３—１-1模穴數(shù)目之決定模穴數(shù)目的多寡取決于可應(yīng)用的生產(chǎn)時(shí)間、射出機(jī)射出量的大小、所需之塑件品質(zhì)、射出機(jī)塑化能力、塑件形狀與尺寸，以及模具成本等因素。以下三組簡(jiǎn)單的公式可以協(xié)助決定模穴數(shù)目，應(yīng)選取三組公式所獲得之最小值作為設(shè)計(jì)模穴數(shù)目。(1）產(chǎn)品數(shù)量(2)射出量能(3）塑化能力3-1－２流道配置多模穴系統(tǒng)的基本流道配置方式如圖3-1,包括：標(biāo)準(zhǔn)流道系統(tǒng)（stａnｄard,或魚(yú)骨形Hｅrｒiｎgbｏne）H形流道系統(tǒng)(H-brｉｄge，或分枝形branching）輻射流道系統(tǒng)(ｒａｄiａl，或星形staｒ）圖3-１基本的流道系統(tǒng)之配置Ｈ形和幅射流道系統(tǒng)提供自然平衡，亦即從豎澆道到所有的模穴都有相同的流動(dòng)距離和流道尺寸，所以各模穴都有相同的充填條件。至于魚(yú)骨形流道系統(tǒng)，雖然不是自然平衡，卻比自然平衡系統(tǒng)可以在相同的模具內(nèi)塞進(jìn)更多模穴,造成最小的流道體和最低的模具加工成本。除了采用自然平衡的流道系統(tǒng)之外,不平衡的流道系統(tǒng)也可用人工改變流道直徑與長(zhǎng)度,或是在各個(gè)子流道加裝流量調(diào)節(jié)螺絲，以調(diào)整獲得平衡的系統(tǒng).模流分析軟件的流道平衡分析可以自動(dòng)化完成流道平衡。3—1－3豎澆道尺寸之決定豎澆道尺寸主要決定于塑件尺寸，特別是塑件的肉厚.豎澆道的設(shè)計(jì)必須能夠方便可靠地讓塑件脫模,于射出成形時(shí)，豎澆道不可以比塑件其它部分的截面更早凝固,如此才能夠有效３－１-4流道截面之設(shè)計(jì)常見(jiàn)的流道截面如圖3-3,包括:圓形流道梯形流道改良梯形流道（圓形與梯形之組合)半圓形流道長(zhǎng)方形流道通常建議采用前三種流道截面設(shè)計(jì).就最大的體積與表面積比值而言，圓形流道最佳,也具有最小的壓力降和熱損失,然而，卻必須在兩側(cè)模板都進(jìn)行加工，模具加工成本通常較高昂，而且合模時(shí)兩側(cè)的半圓也必須對(duì)齊。相對(duì)地，梯形流道只在母模側(cè)加工，其效能也很好，梯形流道通常應(yīng)用于三板模,因?yàn)槿迥Ｈ绻捎脠A形流道時(shí),可能無(wú)法順利脫模，而且模具可能在分模線造成圓形流道與范本滑動(dòng)件之間的干涉。圖3-3常用的流道截面形狀３-1－5流道尺寸之決定流道的直徑和長(zhǎng)度會(huì)影響流動(dòng)阻力。流動(dòng)阻力愈大的流道，充填就會(huì)造成愈大的壓力降.加大流道直徑可以降低流動(dòng)阻力,但是會(huì)耗用較多的樹(shù)脂材料,也需要更長(zhǎng)的冷卻時(shí)間,才能頂出塑件。設(shè)計(jì)流道直徑最初可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料或是下列方程式進(jìn)行,然后應(yīng)用模流分析軟件微調(diào)流道直徑，最佳化熔膠傳送系統(tǒng).3-１—6熱流道系統(tǒng)理想的射出成形系統(tǒng)可以生產(chǎn)密度均勻的塑件，而且不需要流道，不產(chǎn)生毛邊和澆口廢料.使用熱流道系統(tǒng)（hｏtrunnerｓystｅms）可以達(dá)成此一目標(biāo)。熱流道內(nèi)尚未射進(jìn)模穴的塑料會(huì)維持在熔融狀態(tài)，等充填下一個(gè)塑件時(shí)再進(jìn)入模穴,所以不會(huì)變成澆口廢料.熱流道系統(tǒng)也稱(chēng)作熱歧管系統(tǒng)(hotmaniｆｏldsｙsｔems）或無(wú)流道成形（rｕnnerlesｓｍolding）.常用的熱流道系統(tǒng)包括：絕熱式和加熱式兩種.使用絕熱式流道(ｉnsulatｅdruｎnｅrs)的模具，其模板有足夠大的信道,于射出成形時(shí)，接近流道壁面塑料的絕熱效果加上每次射出熔膠之加熱量,就足以維持熔膠流路的通暢,如圖3-6(a)所示。加熱式流道（ｈｅatedrunneｒｓ）系統(tǒng)有內(nèi)部加熱與外部加熱兩種設(shè)計(jì)。內(nèi)部加熱式如圖3-6(b），由內(nèi)部的熱探針或魚(yú)雷管加熱，提供了環(huán)形的流動(dòng)通道。藉由熔膠的隔熱作用可以減少熱量散失到模具。外部加熱式提供了內(nèi)部的流動(dòng)通道,并由隔熱組件與模具隔離以降低熱損失，如圖3-6（c)。表3—2列出三種熱流道的優(yōu)缺點(diǎn)。表３—２各種流道系統(tǒng)之優(yōu)缺點(diǎn)圖3－６熱流道系統(tǒng)之種類(lèi)：(a）絕熱式、(b）內(nèi)部加熱式、和（c)外部加熱式。3－2流道設(shè)計(jì)規(guī)則流道設(shè)計(jì)對(duì)于塑件質(zhì)量與產(chǎn)能有絕對(duì)的影響,本節(jié)之流道設(shè)計(jì)規(guī)則提供了流道設(shè)計(jì)的基本規(guī)范。(1)在流道尺寸方面，流道截面面積不應(yīng)該小于豎澆道截面面積，以便熔膠可以快速流到澆口區(qū)域。但是必須注意不要使用太大口徑的流道，才能夠降低廢料量。選擇冷流道口徑應(yīng)考慮能夠使用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工者優(yōu)先。對(duì)于大部分的塑料，建議流道最小直徑為1。5ｍm（0。０6英吋）。未加填充材料的塑料之典型流道尺寸可以參考表3-１。梯形流道的高度與寬度大約相等,而且每邊各有5°～15°的斜角。（２)每當(dāng)流道有分支，其分支流道的直徑應(yīng)該要小于主流道的直徑，因?yàn)橹挥休^少量的熔膠會(huì)流進(jìn)分支。而且,從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)而言,應(yīng)減少流道內(nèi)的的熔膠量,以減少?gòu)U料。當(dāng)主流分流到N個(gè)分支流道時(shí)，主流道直徑（dmain）和分支流道直徑(dbrａnch)的關(guān)系為:(３)考慮熔膠溫度，一般而言，小尺寸流道比大尺寸流道為佳，其可以產(chǎn)生較大量的黏滯熱，有效地提升熔膠溫度，而不必采用高溫料管.不當(dāng)?shù)貞?yīng)用高溫料管可能會(huì)導(dǎo)致塑料裂解.然而，小尺寸流道系統(tǒng)有可能提前凝固，造成短射。(4)所有的流道必須在交接處設(shè)計(jì)一冷料井(cｏldslugwelｌ),幫助熔膠流進(jìn)流道系統(tǒng)和模穴.圖3－9顯示冷料井的長(zhǎng)度通常等于流道直徑。流道與另一分支流道相交處,通常在流道延伸處設(shè)置冷料井.圖３-9冷料井（5)流道的設(shè)計(jì)必須顧及頂出和脫模的方便性，提供適當(dāng)?shù)钠拭婧兔撃Ｐ苯?。?duì)于大部份的塑料而言,必須將流道表面拋光，以方便熔膠流動(dòng)和頂出塑件。加長(zhǎng)的流道系統(tǒng)應(yīng)該采用多豎澆道拉桿(multipｌｅspruｅpｕllerｓ）和多重頂出位置。(6）設(shè)計(jì)熱澆道系統(tǒng)時(shí),應(yīng)咨詢(xún)塑料供貨商,以確定正確的歧管尺寸和進(jìn)澆量。３—3澆口設(shè)計(jì)澆口是熔膠流進(jìn)模穴處的小開(kāi)口,一個(gè)塑件的澆口設(shè)計(jì)包括澆口種類(lèi)、尺寸和位置。澆口設(shè)計(jì)受到塑件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、塑件規(guī)格（例如外觀、公差、同軸性）、成形塑料、填充材料、范本種類(lèi)、和經(jīng)濟(jì)因素（模具加工成本、成形周期、允許之廢料量等)的影響.熔膠的流動(dòng)長(zhǎng)度超過(guò)實(shí)用上的限制，必須使用多澆口系統(tǒng)。最好采用單澆口,多澆口系統(tǒng)通常會(huì)產(chǎn)生縫合線和熔合線的問(wèn)題。單澆口系統(tǒng)可以確保材料、溫度的均勻分布和均勻的保壓，以及較佳的分子鏈配向性。雖然單澆口系統(tǒng)模具的最初加工成本較高,但是廢料少，塑件質(zhì)量佳等結(jié)果使其值回票價(jià)。圖3—10顯示澆口尺寸的名詞。和塑件及流道比較，澆口截面通常很小，所以塑件可以很容易地去除澆口而不會(huì)留下澆口痕跡.通常澆口厚度大約是塑件厚度的2/3。由于澆口處的塑料凝固可以視為保壓階段的結(jié)束，大截面的澆口可以減少黏滯熱熱,大截面澆口容許使用較低進(jìn)澆速度進(jìn)澆，使用較高的保壓壓力進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的保壓，以提高塑件的材料密度。假如必須考慮塑件的外觀、低殘留應(yīng)力和較佳尺寸穩(wěn)定性等因素,就應(yīng)該選用較大的澆口.］圖3—10澆口各個(gè)尺寸之名稱(chēng)3—3—１澆口種類(lèi)澆口有許多類(lèi)型，根據(jù)去除澆口方式方類(lèi)可以區(qū)分為人工去除式澆口（mａnuallｙtrimmedgates）和自動(dòng)去除式澆口(ａutomａt(yī)icallｙtriｍｍedgateｓ)。(A）人工去除式澆口人工去除式澆口需要作業(yè)員二次加工切除澆口，其使用的原因包括:澆口太大,必須移到模具外面再予以剪除。對(duì)于剪切應(yīng)力很敏感的塑料(例如PＶC)，應(yīng)避免采用自動(dòng)去除式澆口。來(lái)自不同方向的熔膠同時(shí)流過(guò)大的截面積,而且要求纖維的配向性時(shí)，應(yīng)避免自動(dòng)去除式澆口。人工去除式澆口有下列形式：直接澆口、凸片澆口、邊緣澆口、重迭式澆口、扇形澆口、盤(pán)狀澆口、環(huán)狀澆口、輻狀澆口、和薄膜澆口。（１）直接澆口直接澆口（ｄｉrecｔgate）又稱(chēng)為豎澆道澆口（ｓpｒuegate）如圖６—11,通常使用于單模穴模具，塑料以最小的壓力降直接從豎澆道填入模穴。此類(lèi)澆口于剪除后容易在塑件表面留下澆口痕跡。直接澆口的凝固受控制于塑件肉厚,而不是澆口厚度.通常塑件在接近直接澆口區(qū)域的收縮不大，但在直接澆口處有大量的收縮,結(jié)果造成澆口處的大量拉伸應(yīng)力。圖3－11直接澆口(2）凸片澆口凸片澆口(tabgate）如圖3－１2，通常使用于扁平塑件或薄塑件，以減小模穴內(nèi)的剪應(yīng)力。澆口周遭的高剪應(yīng)力只發(fā)生在輔助凸片，并且將于成形后剪除.凸片澆口經(jīng)常應(yīng)用于ＰC、壓克力、ＳＡN和ABＳ等樹(shù)脂的成形。凸片的最小寬度是６.4mｍ,最小厚度為模穴肉厚的75％。（３）邊緣澆口側(cè)邊澆口（ｅdgeｇaｔe）又稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)澆口（ｓtaｎdaｒdgate），如圖3-13所示,通常位于模具的分模在線，而且從塑件的側(cè)邊、上方或下方充填。典型邊緣澆口尺寸為塑件厚度的6％～75%，或是0．4~６。4mm,寬度為１.6~１2。7ｍm，澆口面長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)1。0mm，最佳值為0．5mm。圖3-１2凸片澆口圖３—13邊緣澆口3－5模具冷卻系統(tǒng)熱塑性塑件的射出成形中，模具的冷卻時(shí)間占整個(gè)周期的2/3以上，如圖６－4３所示。效率好的冷卻回路可以縮減冷卻時(shí)間，增加產(chǎn)能。再者，均勻的冷卻可以降低殘留應(yīng)力，維持塑件尺寸的精度與穩(wěn)定性，進(jìn)而改良塑件質(zhì)量。(參閱圖3-４4）。圖３—43模具冷卻占整個(gè)射出成形周期的2/３以上圖3-44適當(dāng)有效的冷卻可以改善塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)率模具冷卻系統(tǒng)之組件模具本身可以視為一具熱交換器，將熔膠所含的熱量經(jīng)由冷卻循環(huán)系統(tǒng)的冷媒帶走。典型的模具冷卻系統(tǒng)如圖３-45和圖3-４６所示，包括下列組件:。模溫控制單元.幫浦。冷媒供應(yīng)歧管.管路（ｈoseｓ）.模具內(nèi)的冷卻孔道(ｃｈanｎels)．冷媒收集歧管3－5－1冷卻孔道的配置冷卻孔道可以是并聯(lián)或串聯(lián)管路,如圖3－28所示。并聯(lián)冷卻孔道路從冷媒供應(yīng)歧管到冷媒收集歧管之間有多個(gè)流路，根據(jù)各冷卻孔道流動(dòng)阻力的不同，各冷卻孔道的冷媒流動(dòng)速率也不同，造成各冷卻孔道不同熱傳效率,并聯(lián)冷卻孔道之間可能有不均勻的冷卻效應(yīng)。采用并聯(lián)冷卻孔道時(shí)，通常模具的模穴與公模心分別有并聯(lián)冷卻系統(tǒng),各系統(tǒng)之冷卻孔道數(shù)目則取決于模具的尺寸和復(fù)雜性。圖3—４7冷卻孔道的配置，(左）并聯(lián)孔道；（右）串聯(lián)孔道。３—5－2其它的冷卻裝置模具內(nèi)可能有些遠(yuǎn)離冷卻管路區(qū)域,無(wú)法達(dá)到正常的冷卻效果,這些區(qū)域可以采用障板管（baｆｆles）、噴流管(bubblｅrs）或熱管（tｈｅrｍalｐinｓ)來(lái)達(dá)到均勻的冷卻效果。障板管、噴流管和熱管都是冷卻孔道的一部份,可以引導(dǎo)冷卻劑流進(jìn)平常難以冷卻的區(qū)域，如圖3-４８所示。圖３-48障板管、噴流管和熱管。

第四章問(wèn)題排除4－1包風(fēng)包風(fēng)(airtraps）是指熔膠波前將模穴內(nèi)的空氣包覆，它發(fā)生在熔膠波前從不同方向的匯流，或是空氣無(wú)法從排氣孔或鑲埋件之縫隙逃逸的情況。包風(fēng)通常發(fā)生在最后充填的區(qū)域，假如這些區(qū)域的排氣孔太小或者沒(méi)有排氣孔,就會(huì)造成包風(fēng),使塑件內(nèi)部產(chǎn)生空洞或氣泡、塑件短射或是表面瑕。另外,塑件肉厚差異大時(shí),熔膠傾向于往厚區(qū)流動(dòng)而造成競(jìng)流效應(yīng)(ｒａcｅ－trackiｎgｅfｆｅｃt），這也是造成包風(fēng)的主要原因,如圖8-１所示。圖4—１熔膠波前從不同方向匯流，而造成包風(fēng)4—2黑斑、黑紋、脆化、燒痕、和掉色黑斑（blaｃｋｓpecｋs)和黑紋（blackstｒeakｓ)是在塑件表面呈現(xiàn)的暗色點(diǎn)或暗色條紋，如圖4—2所示。褐斑或褐紋是指相同類(lèi)型的瑕疵,只是燃燒或掉色的程度沒(méi)那么嚴(yán)重而已。發(fā)生黑斑或黑紋的原因是塑料有雜質(zhì)污染、干燥不當(dāng),或是塑料在料筒內(nèi)待料太久而過(guò)熱裂解.圖4-2（左）黑斑和（右）黑紋脆化（brittｌeｎess）的原因是材料裂解，使分子鏈變短,分子重量變低,結(jié)果使得塑件的物理性質(zhì)降低。塑件脆化可能導(dǎo)致斷裂或破壞,如圖4—3所示。圖４-3塑件脆化導(dǎo)致斷裂燒痕（bｕrnｍarkｓ）是塑件接近流動(dòng)路徑末端或包風(fēng)區(qū)域的暗色或黑色小點(diǎn)，如圖4－４所示，其形成主因是模穴內(nèi)的空氣無(wú)法逃逸,受壓縮造成高熱而燒焦。圖4-4燒痕掉色（ｄiscoｌorａｔion）是指塑件從原始的塑料顏色發(fā)生變化的瑕疵，這可能是因?yàn)樗芰狭呀饣蛭廴舅斐傻?例如:塑料在料筒內(nèi)待太長(zhǎng)的時(shí)間;料筒溫度太高，造成塑料變色；回收再研磨塑料、不同顏色塑料、來(lái)路不明塑料造成的污染。假如射出速度太快或射出壓力太高，可能導(dǎo)致流道系統(tǒng)和模穴內(nèi)的氣體無(wú)法在很短的充填時(shí)間內(nèi)從排氣孔排出,會(huì)造成包風(fēng)；競(jìng)流現(xiàn)象加上不當(dāng)?shù)呐艢庀到y(tǒng)也會(huì)造成包風(fēng)。結(jié)果，模緒內(nèi)的空氣受壓縮，壓力與溫度升高,使得流道路徑末端或包風(fēng)區(qū)域的塑件表面的塑料裂解而造成燒痕。4—3表面剝離表面剝離(delaｍｉｎatｉoｎ）是指塑件表面的層狀剝離塑料，如圖4-5，其造成的原因?yàn)椋夯旌喜牧现g的兼容性不佳。成形制程使用了過(guò)量的脫模劑。模穴內(nèi)的熔膠溫度太低。濕氣太重。澆口和流道具有尖銳轉(zhuǎn)角。圖4—５表面剝離表面剝離的改善方法說(shuō)明如下:(1）改變塑料準(zhǔn)備程序:避免采用性質(zhì)不明的塑料或回收塑料.遵守塑料干燥的指示，在射出成形前確實(shí)將塑料干燥。過(guò)多的濕氣加熱會(huì)造成蒸氣，導(dǎo)致塑件表面剝離。（2）變更模具設(shè)計(jì)：將澆口與流道的轉(zhuǎn)角平滑化,可以避免造成塑料剝離。（3）調(diào)整成型條件:假如熔膠溫度太低，塑件層之間可能無(wú)法鍵結(jié),受到頂出的作用力，可能使塑件剝離，應(yīng)嘗試提高料筒溫度和模具溫度.嘗試提高背壓。避免使用過(guò)量的脫模劑解決脫模問(wèn)題，應(yīng)該改良頂出系統(tǒng)或排除其它的脫模困難。４—４魚(yú)眼魚(yú)眼（fisheyes)是一種塑件表面的瑕疵，導(dǎo)致于未熔化的塑料被壓擠到模穴內(nèi)，而呈現(xiàn)在塑件表面的瑕疵，如圖4—７所示.其形成的原因包括:˙料筒溫度太低。˙添加太多的再研磨塑料。˙塑料受污染。˙螺桿轉(zhuǎn)速太低和背壓太低。圖４－7魚(yú)眼改善塑件發(fā)生魚(yú)眼的方法說(shuō)明如下：(1）改良材料準(zhǔn)備程序:將不同的塑料分開(kāi)儲(chǔ)存于不同的容器或袋子內(nèi),以避免塑料相互摻雜。根據(jù)塑件質(zhì)量的要求，降低所添加再研磨塑料的比例。假如允許使用再研磨塑料時(shí),首先應(yīng)該嘗試添加10％看看,再逐漸調(diào)整比例.(２)調(diào)整成形條件：提高料筒溫度。在塑化階段提高螺桿轉(zhuǎn)速，以造成更大量的磨擦熱，將塑料熔化。提高背壓，使塑料均勻混合成熔膠狀態(tài)。塑料供貨商通常可以提供塑料的料筒溫度、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速等信息，但還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行調(diào)整。(3)檢查射出機(jī)組件：檢查加熱片、熱對(duì)偶和控制器的功能是否正常。料筒是否太短而無(wú)法塑化樹(shù)脂。4－５毛邊毛邊(fｌasｈ)指在模具的不連續(xù)處（通常是分模面、排氣孔、排氣頂針、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)等)過(guò)量充填造成塑料外溢的瑕疵。如圖４—８所示.造成毛邊的原因包括:（1)鎖模力太低（2)模具有縫隙（３)成形條件(4）不當(dāng)?shù)呐艢鈭D４－8毛邊4-６流痕流痕（fｌoｗｍａrks)是塑件在澆口附近之漣波狀的表面瑕疵，如圖4-9所示，其產(chǎn)生原因是塑件溫度分布不均勻或塑料太快凝固，熔膠在澆口附近產(chǎn)生亂流、在澆口附近產(chǎn)生冷塑料或是保壓階段沒(méi)有補(bǔ)償足夠的塑料。造成這些問(wèn)題的因素包括：低熔膠溫度、低模具溫度、低射出速度、低射出壓力或者流道和澆口太狹小。最近根據(jù)使用鑲埋玻璃模具進(jìn)行觀察分析得知,流痕的缺陷也可能因?yàn)槿勰z流動(dòng)波前部份在模穴壁面冷卻,并且與后到的熔膠持續(xù)翻滾和冷卻之效應(yīng)。圖4—9流痕改善塑件流痕的方法說(shuō)明如下：（1）變更模具設(shè)計(jì):改變流道系統(tǒng)的冷料井尺寸,使得在充填階段，熔膠波前的較低溫塑料不會(huì)進(jìn)到模穴。通常,冷料井的長(zhǎng)度等于流道直徑.流痕的產(chǎn)生有可能是因?yàn)榱鞯老到y(tǒng)和澆口尺寸太小而提前封口，使得保壓階段的補(bǔ)償塑料無(wú)法進(jìn)入模穴。對(duì)于特定之模具與塑料,加大流道與澆口尺寸?？s短豎澆道的長(zhǎng)度,或者改用熱流道設(shè)計(jì)取代冷流道設(shè)計(jì)。應(yīng)改善模具的排氣能力。（2）調(diào)整成形條件：應(yīng)該提高塑料的流動(dòng)性,所以可以提高模具溫度、提高噴嘴溫度、提高料筒溫度、提高射出壓力、提高射出速度、提高保壓壓力和加長(zhǎng)保壓時(shí)間。(3)改善塑件設(shè)計(jì):塑件不宜有太急劇的肉厚變化。4—7遲滯效應(yīng)遲滯效應(yīng)（ｈesiｔatioｎ）或遲滯痕跡是一種塑件表面的瑕疪,它導(dǎo)因于熔膠流經(jīng)薄肉區(qū)或肉厚突然變化區(qū)域,造成流動(dòng)停滯，如圖4—10所示.當(dāng)熔膠射入厚度變化的模穴,會(huì)往厚區(qū)與阻力較小的區(qū)域充填，結(jié)果使薄區(qū)流動(dòng)停滯,一直到薄區(qū)以外部份都完成充填,停滯的熔膠才繼續(xù)流動(dòng)。但是,停滯太久的熔膠可能會(huì)在停滯處就先行凝固，當(dāng)凝固的熔膠被推到塑件表面，就會(huì)產(chǎn)生遲滯痕跡。遲滯效應(yīng)可能經(jīng)由變更塑件肉厚或改變澆口位置而改善.要排除塑件的遲滯痕跡，必須考慮重新設(shè)計(jì)塑件與模具，微調(diào)成形條件也是可以思考的方向.說(shuō)明如下：(1)變更塑件設(shè)計(jì)：縮減塑件肉厚變化。（2）變更模具設(shè)計(jì):澆口位置應(yīng)該遠(yuǎn)離薄肉區(qū)或肉厚突然變化區(qū)域,如此,使遲滯效應(yīng)延后發(fā)生，或在較短時(shí)間內(nèi)結(jié)束。圖4-１1顯示不當(dāng)?shù)臐部谖恢盟斐扇勰z遲滯流動(dòng)。將澆品移離薄肉區(qū)可以減低遲滯效應(yīng)。(3）調(diào)整成形條件:提高熔膠溫度及／或增加射出壓力。圖４-１０停滯流動(dòng)的熔澆造成遲滯效應(yīng)圖4—11不當(dāng)?shù)臐部谖恢盟斐傻娜勰z遲滯流動(dòng)。4—9噴射流當(dāng)熔膠以高速流過(guò)噴嘴、流道、或澆口等狹窄的區(qū)域后，進(jìn)入開(kāi)放或較寬厚區(qū)域，并且沒(méi)有和模壁接觸，就會(huì)產(chǎn)生噴射流(jetting）。蛇狀發(fā)展的噴射流使熔膠折合而互相接觸,造成小規(guī)模的縫合線，如圖4－１２所示。噴射流會(huì)降低塑件強(qiáng)度，造成表面缺陷及內(nèi)部多重瑕疪。相較之下，正常的充填模式之熔膠波前則不會(huì)產(chǎn)生這些問(wèn)題。改善塑件之噴流瑕疵的方法說(shuō)明如下：圖4－12噴射流與正常充填的比較(1）更改模具設(shè)計(jì):通常噴射流問(wèn)題出現(xiàn)在澆口設(shè)計(jì)，你可以重新安置或變更澆口設(shè)計(jì)，以引導(dǎo)熔膠與側(cè)壁金屬模面接觸。使用重迭澆口或潛式澆口,如圖４-13.以逐漸擴(kuò)張的熔膠流動(dòng)面積來(lái)減低流動(dòng)速度;使用凸片或扇形澆口，如圖4—１4，可以提供熔膠從澆口到模穴較平順的轉(zhuǎn)移,降低熔膠的剪應(yīng)力和剪應(yīng)變。加大澆口與流道尺寸，或縮短澆口長(zhǎng)度。檢討冷料井是否設(shè)計(jì)不當(dāng)。圖4-13使用重迭澆口或潛式澆口以避免噴射流圖４—1４使用凸片或扇形澆口以避免噴射流（2)調(diào)整成形條件：調(diào)整為最佳的螺桿速度曲線，使熔膠波前以低速通過(guò)澆口,等到熔膠探出澆口外再提高射速，以消除噴射流,如圖４—15。亦可能調(diào)整料筒溫度以逐量提高或降低各段熔膠的溫度，以消除噴射流，此改善方法的原因仍未確定，但是可能與模嘴膨脹效應(yīng)和熔膠性質(zhì)（例如黏度和表面張力等）之改變有關(guān)系。對(duì)于大多數(shù)的塑料，降低溫度使得?？谂蛎浶?yīng)增大；但是，也有塑料(例如PVC）則因?yàn)樯邷囟榷龃竽Ｗ炫蛎浶?yīng)。圖4-１5調(diào)整為最佳的螺桿速度曲線，以消除噴射流.４－10波紋波紋（rippｌｅs)是指接近流動(dòng)長(zhǎng)度末的指紋般的小漣波，如圖4－16所示.圖4-１6波紋波紋缺陷的產(chǎn)生是由于熔膠流動(dòng)波前部份在模穴壁面冷卻,并且與后到熔膠的持續(xù)翻滾冷卻之效應(yīng),如圖4-１7所示。與澆口形狀、熔膠溫度相比較,熔膠流動(dòng)波前速度和模具溫度對(duì)于波紋的產(chǎn)生有很大的影響.提高熔膠波前速度或模具/熔膠溫度可以幫助來(lái)消除波紋。圖4—1７（1)正常充填不發(fā)生波紋；（2）冷模溫和低熔膠波前速度造成波紋.改善塑件之波紋的方法說(shuō)明如下:(1）改良塑件設(shè)計(jì)：增加塑件厚度.（2）變更模具設(shè)計(jì)：確定塑件有合適的流道系統(tǒng)，包括豎澆道、流道和澆口.在整個(gè)模具安排適當(dāng)?shù)呐艢庀到y(tǒng)，特別是流動(dòng)路徑的末端。（３）調(diào)整成形條件:提高模具溫度,提高熔膠溫度。但仍要避免待料在過(guò)高的溫度太久，以免塑料裂解.提高射出速度，以提高黏滯熱，降低熔膠黏度。提高射出壓力，但仍不宜超出機(jī)器的負(fù)載.正常操作的射出壓力應(yīng)限制在射出機(jī)最大壓力負(fù)載的7０~85％,以免損傷射出機(jī)的液壓系統(tǒng).4—11短射短射（sｈoｒtshoｔ）是熔膠無(wú)法充滿整