塑膠射出成型流道系統最佳化之研究

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1、2010產業管理創新研討會塑膠射出成型流道系統最佳化之研究林朝源陳文琮大葉大學工業工程與科技管理學系lincy@mail.dyu.edu.tw摘要與太空科技等尖端領域上，更是扮演舉足輕重的角色。射出成型使用多模穴模具的優點在於可大量塑膠製品能有現在的普及性，具有大量生產性生產、低成本、提高產品生命週期和產業競爭力。能的射出成型技術實有不可磨滅的貢獻。由於製程然而在實際生產過程中，塑料的剪切現象使塑料溫中有許多干擾因素，造成成品品質不良－如翹曲、度產生變異引起流動不平衡的問題，造成元件品質收縮、凹陷和殘留應力等，這些缺陷對產品

2、品質和不佳、降低成品良率及提高成本。流動不平衡是一精度有極大的影響。模多穴射出最常見的問題之一，本研究透過模具內過去針對塑膠射出成型產品之設計與模具開塑料的流動現象進行了解，並透過流道的設計改善發，傳統上主要根據試誤法(trial-and-error)之經驗流動不平衡的問題，找出最佳流道系統。累積。其產品開發之流程為完成產品設計及模具設計後，直接送交模具製作，等模具製作完成後，進關鍵詞：射出成型、多模穴、流動平衡行實體試模工作，此時因無法事先將相關材料特性及其他相關條件於設計階段有效整合，故只能利用Abstract試誤法於實

3、際試模中不斷地修正。此種作法最大之問題為無法於模具生產製作前將問題先行釐清處理，常造成後續開發上投入大量之資金及人力，卻Injectionmoldingprocessusingmulti-cavitymoldingisrequiredsinceitcanprovidewithlowcost又事倍功半。有鑑於此，近年來相關之開發已逐步andmassproduction.Thehigherplasticshear-rate導入電腦輔助工程設計(Computer-Aidedaroundtherunnerboundariesisan

4、importantfactorEngineering,CAE)之軟體及技術。與過去傳統開發forleadingtheuneventemperaturedistributioninthe最大不同的是，當產品設計及模具設計完成後，並cross-sectionoftherunner.Thefinalpartswiththe不直接送交模具製作，而是先利用CAE工具整合warpage,shrinkage,andpoorexternalswillreducethe設計、材料、製程等相關參數，進行電腦試模工作，competitiveadv

5、antages.Flowimbalanceisoneofthe此時可因應各項參數之影響做廣度及深度之試mostcommonproblemsofthemulti-cavitymolding.Thepurposeofthisstudyistofindtheoptimal模，並將所遭遇之各項問題迅速回傳至產品設計或arrangementoftherunnersystemforinjection模具設計進行修正，再不斷地進行電腦試模，等到moldingbyusingredesigntherunnertoimprovethe相關電腦試

6、模達到水準後，才進行實體模具製作，flowbalance.接著再進行實體試模工作，此項作法最大之特點為事先將相關材料特性及其他相關條件於設計階段Keywords:Injectionmolding、Multi-cavity、Mobile有效整合，故可大量減輕實體試模工作之負荷，並equilibrium.提昇其開發之速度。在塑膠射出成型製造方面，使用多模穴模具的1.前言優點在於可大量生產、低成本、提高產品生命週期和產業競爭力。然而在實際生產過程中，塑料的剪塑膠材料是由許多的基本單體(Monomers)經切現象使塑料溫度產生變異引

7、起流動不平衡的問由聚合反應程序(Polymerizationprocess)而形成的題，造成元件品質不佳、降低成品良率及提高成一種長鏈高分子聚合體。由於塑膠性能的改良、加本。流動不平衡是一模多穴射出最常見的問題之工技術的創新、及環保意識的抬頭，質輕且可回收一，本研究透過模具內塑料的流動現象進行了解，的塑膠材料逐漸取代傳統材料，成為生產線上的主並透過流道的設計改善流動不平衡的問題，找出最流材料。工程塑膠材料由於重量輕、機械強度高、佳流道系統，不因加工條件變異及材料種類而影響耐腐蝕、加工容易，和傳統金屬加工相比，省去許改善效果。

8、多繁雜的處理步驟，並具有美觀的色澤等優點，在本研究利用模流分析，來找出流道中造成流動日常生活與工業應用上均已十分普遍。一般的熱塑不平衡的原因。研究發現，為高剪切率的影響和過性塑膠，如PE、PC、PS、ABS等均可用射出成型多的分流處，改善的方式可藉由降低分流處的轉向來製造各種零件及製品，尤