重要模流知识

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1、模流知識目錄第一章緒論1.1課程目的1.2射出成型概論第二章模具中的塑膠流動行為2.1模內射出三階段2.2熔膠流動行為(polymerphysics)第三章結論2第一章緒論1.1課程目的毫無疑問的，兩個一模一樣的製件，如果在不同的成型條件下製造，因其應力及收縮程度的不同，時常會有不同的特性。故本課程之目的是加強模流分析工程師或模具設計工程師對塑膠流動行為的瞭解，藉以提昇工作品質。1.2射出成型概論射出成型是一種將高分子材料製成複雜形狀的成型工藝，整個過程包括材料的加熱，射出材料到模具，材料在模具中的冷卻

2、及製件的頂出。在上百個複雜的參數中，大致可區分為機器參數變量和高分子材料參數變量。機器參數變量是可以在機器上設置和調整，而材料參數變量直接由材料的特性決定。31.2.1射出成型機射出成型機由很多部份組成，主要組成如下：料斗：顆粒狀材料從此裝入成型機。料筒、螺桿：料筒及螺桿從料斗獲取材料，然後加熱塑化，此處涉及到一個材料變量”熔融料溫”液壓單元：液壓單元提供一個壓力把塑料擠入模具，壓力的提供者為油壓或其他液壓是機器的參數，由此產生的塑料壓力是材料參數”材料壓力”。液壓壓力與材料壓力的比值叫做增強比，一般為

3、10:1，可以更高。料斗液壓單元模具料筒、螺桿4射出成型機鎖模機構液壓機構料斗螺桿料管加熱器模具冷卻系統膠口與料管51.2.2射出成型週期射出成型過程可分成充填、保壓、冷卻、開模等四個時期：射出成型週期冷卻時間開模時間充填時間保壓時間6成形週期充填時間保壓時間冷卻時間開模時間2219102Sec.射出成型週期7充填充填時間是指射出機螺桿向前移動並推動塑料前進所費的時間,即在壓力維持段之前的時間,保壓在充填結束後到開模前的這段時間稱為“後充填時間”充填結束後以某一壓力維持住螺桿直到澆口冷卻凝固所費的時間稱

4、為“保壓/維持時間”彌補材料本身的可壓縮性及冷卻收縮HopperBarrelScrewMoldScrewisapplyingaspecifiedpressuretothepolymermeltinordertopackmoreplasticintothecavity.Alsocalled“compensationstage”.射出成型過程-18射出成形過程-2冷卻時間壓力維持結束後壓力開始釋放,一直到成品固化到足以頂出時所需的時間稱為冷卻時間也是一般所稱的固化時間(CureTime)開模時間整個行程包括

5、公模後移,模具打開,成品頂出及移出,模具關閉等9壓力(p)Gatesealing適當溫度12充填23壓縮34保壓5開模6收縮至常溫123456溫度(T)比容積--設定壓力--實際壓力--螺桿設定速度--實際螺桿速度--螺桿位置1.2.3P-ν-T圖與成型週期之對照機台實際壓力、螺桿位置、射速曲線1234102.1模內射出三個階段第二章模具中的塑膠流動行為射出成型過程雖然複雜，但通常可概分為三個階段：I.充填階段(fillingphase):螺桿向前推動，將塑料穩定的充入模穴中。這個階段持續到模腔剛好充滿

6、。射出三個階段圓盤模剖面圖11II.加壓階段(pressurizationphase):我們以為液體是不可壓縮，其實熔膠的特性和氣體一樣，有高度的可壓縮性。這個階段模具中受到射出的持續壓力，多餘的塑料會被強行壓入模腔內，這時螺桿還會繼續往前移動。依照P-ν-T圖可以約略算出PA6T料約有14%(Rp-1)的額外塑料被強迫進入模腔中，而LCP卻只有6%的塑料被強壓進入模腔。MitsuiArlenMN-400(unfilled)320ºC1.1541.010TiconaVectraE130i(30%GF)3

7、35ºC0.67850.64250.6190.92Rp=1.154/1.010=1.14Rp=0.678/0.6425=1.06Rc=1.154/0.92=1.25Rc=0.678/0.619=1.09Rp/Rc分別為II/III階段與第一階段的體積比12III.補償階段(compensationphase):由前一頁的P-ν-T圖來看，PA6T由融溶到固化約有25%的體積收縮(Rc-1)，而LCP也有約9%的體積收縮。但在加壓階段只得到部份補充，因此靠補償階段來注入多餘塑料是必需的。我們也發現LCP的

8、補償階段需求較少，有些產品甚至不需補償。模腔中三個階段的充填示意圖充填階段注入的塑膠加壓階段注入的塑膠補償階段注入的塑膠132.1.1充填階段特性探討如圖，熔膠經由噴嘴、豎膠道、流道系統進入模腔，在其前端看似泡泡狀。塑膠表面接觸模壁很快冷卻，形成凝固層(frozenlayer)，但其中心卻是溶融狀，故再噴入的熔膠沿著中心向前流時會形成向前及向外的流動，向外流動的塑膠接觸模壁後，再凝結成新的表皮，如此的流動方式我們稱之為噴泉流或泡泡流(fou