產品模具塑膠之關係

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1、產品設計.模具結構.塑膠射出三者之關係大網說明射出成型概說CAE工程概說充填階段問題說明冷卻階段問題說明影響產品變形因素塑膠模具設計-射出成型概說-射出成型概說射出成型流程塑料融熔加壓成型產品冷卻頂出成型特點成型速度快尺寸精密形狀複雜塑化過程塑料、預熱、乾燥、供給背壓充填前準備螺桿後退，塑料進入貯料區螺桿和塑料摩擦+加熱環加熱，塑料熔化充填過程模穴進膠壓力上升流率控制塑料進入模穴螺桿前進Time壓力流率保壓過程防止收縮變形壓力控制階段防止收縮保壓控制Time壓力流率冷卻階段塑料停止充填螺桿後退，塑料融熔

2、塑料冷卻螺桿後退Time壓力流率頂出過程開模頂出閉模下一週期成型週期塑膠模具設計-CAE工程概說-影響品質要素塑膠材料模具設計射出機台傳統模具開發流程產品設計模具製作模具設計產品試模塑料選擇產品量產OKNOCAE工程何謂CAE(Computer-AidedEngineering)電腦輔助工程分析理想開發流程產品原型設計(CAD)電腦分析修改優化(CAE)電腦輔助製造(CAM)CAE目的仿真分析減少實測次數求得實驗不易取得數據效益節省時間降低成本科學化數據，提供問題研判未開發模具分析流程產品設計CAE分析

3、模具設計模具製作塑料選擇產品試模OKNO已開發模具分析流程問題描述CAE分析問題重現模具修改實際成型參數產品試模塑膠模具設計-充填階段問題說明-time流率壓力螺桿前進，迫使塑料進入模穴。塑料在模穴進行充填過程中，其射出壓力隨著成型過程增加。此一過程稱為流率控度階段。充填過程說明充填基本流動方式充填基本流動方式圓管流動平板流動徑向流動充填基本流動模式充填基本流動模式壓力差為主要動力塑料流動趨勢往阻力小區域流動影響壓力差主要因素影響壓力差主要因素產品厚度分佈幾合形狀流道設計塑料特性加工成型參數……厚度對壓

4、力差之探討厚度對壓力差之探討厚度厚，壓力差較小厚度薄，壓力差較大會有黏滯加熱現象產生，造成溫度上昇，黏度下降流動行為實為流動和熱傳競爭噴泉流動噴泉流動縫合線影響外觀，應力集中遲滯效應遲滯效應因厚度差，而造成流動趨勢不一現象厚度薄，阻力增加，造成塑料冷卻，先到先冷卻厚度差異大，造成流動趨勢改變可能產生之內部縫合線包封包封由於塑料流動行為導致空氣無法排出此一現象，可能造成塑料被絕熱壓縮，造成溫度上升，導致塑料劣化變更流動趨勢，以改善此一問題加裝頂針設計，增加排氣效果加裝透氣金屬，改善問題流動平衡流動平衡具流動

5、平衡設計模具，一般而言可具較均一品質在多模穴設計中，可使各模穴產品品質均一在單模穴中可減少產品局部過度充填現象，避免撐模及毛邊現象產生不平衡之澆道系統過度保壓的模穴可能發生充填不飽的模穴不平衡之澆道系統由於遲現象造成充填不飽的模穴最佳化成型時間射出時間和壓力關係圖123時間壓力區域1：粘滯流動控制區區域3：熱傳流動控制區區域2：最佳成型控制區塑膠模具設計-充填問題案例討論--厚度對充填行為影響-原始產品設計厚度=1.8mm厚度=4.8mm厚度薄，造成短射由於外側厚度厚，造成包封產品設計變更厚度=2.0mm

6、厚度=2.5mm原有包封及短射問題，已改善改善效益原始設計造成boss處，由於遲滯效應，而產生短射由於兩側厚度厚，導致產品中間有包封現象設計變更原有包封及短射問題已消除改善效益避免產品無法成型問題產生結論適度產品厚度設計，將有助於產品成型塑膠模具設計-充填問題案例討論--厚度對射出壓力影響-原始產品設計厚度=0.67mm最大射出壓力=150MPa產品設計變更厚度=2.5mm最大射出壓力=130MPa改善效益原始設計射出壓力=150MPa設計變更射出壓力=130MPa改善效益減少20MPa結論增加產品厚

7、度，將降低射出壓力塑膠模具設計-冷卻階段問題說明-塑件冷卻過程塑件冷卻過程模溫週期變化模溫週期變化合模時間充填時間保壓時間冷卻時間(佔成型週期最長)脫模時間(熱變形溫度下頂出)影響冷卻速率因素塑件厚度設計約和厚度成平方比冷卻方式模材選擇冷卻管配置冷卻液性質冷卻液流速塑料種類加工參數冷卻時間粗估平板型塑件圓型塑件Tm=冷卻初塑料溫度℃Tw=模具溫度℃Te=塑料頂出溫度℃冷卻水管參數的設定冷卻液流量的設定應該儘可能達到紊流(turbulentflow)狀態,使熱傳效果較佳雷諾數(ReynoldsNumber

8、)管徑D,[cm]冷卻液密度及黏度=冷卻液流量=Q,[cc/sec]單位分別為[g/cm3],[poise]雷諾數在4000以上為紊流,欲達良好的熱傳效果,應控制在10,000以上,如縮小管徑或提高流速Back模溫週期變化模溫週期變化合模時間充填時間保壓時間冷卻時間(佔成型週期最長)脫模時間(熱變形溫度下頂出)塑膠模具設計-冷卻問題案例討論--厚度對冷卻時間影響-原始產品設計最大厚度=4.8mm最長冷卻時間=44秒產品設計