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1、塑膠射出成型進階教程塑膠射出成型進階教程目錄第一章:射出成型原理探討第二章:安定成型的參數設定第三章:低壓成型技術概述塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討1.前言熱可性塑膠加熱熔解后在塑形過程中及完了後又漸漸冷卻至定形,這幾乎是所有塑膠成型加工法的必要程序.受熱熔解,冷卻固化,意味著塑膠分子鏈團的被解開與再集合,但射出成型加工的過程,絕非如此而已,它必需在模腔被充滿後,為補嘗冷卻後的容積收縮,而在塑料尚在高溫時,适時適量地補充注入.一定容積的模腔,要擠入較多的塑料,必定對熔融的塑料形成壓縮,壓縮使塑料產生抵抗(模腔內壓),在抵抗仍然存在的時間內适當的保
2、持壓力的對抗(避免模腔內塑料逆流)是不可避免的.模腔的充填速度如果太慢,則因塑料溫度的降低(流動阻抗增加),有可能使充填無法完全(短射),或充滿後的壓縮變成困難,但充填速度太快,則又容易形成外觀上不良的等問題.綜上所述,溫度,壓力,速度,時間和量等五大參數,對射出成型工程的影響是我們所必需探討的.塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討2.壓力--比容積--溫度(1)塑料的熱舉動觀察因溫度變化,塑料的轉態及比容積的變化,熱可塑性塑膠可分為兩大鼉----不定形(amorphous)及結晶性塑膠.(partiallycrystalline)結晶性塑膠在低溫形成
3、的緊密而規則的分子鏈纏集結構(結晶區域),必需被加溫到熔解溫度(TM)以上,分了鏈鏈才會散開如同下定形塑膠,這時它才發生熔融而能流動,射出成型的充填和壓縮也必需在這個狀態下完成不可.部分結晶玻璃態橡膠態液態溫度--比容關係圖TgTm溫度比容積(v)塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討(2)受熱下的熱舉動射出成型過程中,塑料的比容積除因溫度變化而隨著改變外,也會因受到壓縮而改變,它們之間的關係如圖:0501001502002501.21.11.00.903006008001000溫度(0C)比容積0501001502002501.11.00.90.803
4、006009001200溫度(0C)比容積1.21500壓力壓力不定形塑膠p-v-t示意圖結晶性塑膠p-v-t示意圖塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討檢視p-v-t圖,必需要加以注目的就是,無論不定形塑膠或結晶性塑膠,其軟化或熔解的溫度都會因受壓程度愈大而形成愈高,因此,加工溫度的設定不能只考慮塑料在加熱筒內的熔融而已,必需也要將在模腔內被壓縮的因素也一並考量.尤其,結晶性塑膠的溫度一降到Tm以下時,就會由熔融狀態再度形成結晶的結構,使得流動阻抗大幅的上升,甚或不能流動.在熔融狀態下的塑料,具有相當大的可被壓縮性,以大部份射出成型機的能力而言,強制地
5、將過剩的塑料壓擠入模腔,內並非難事,在暈樣條件下,成型品將會殘留相當大的內部應力下被冷卻固化,當然如此一來,成型品的性能將受到影響,如受些許外力或受化學藥品的作用,容易受到破壞,甚者在開模離型的瞬間就會發生破裂.塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討(3).射出工程的p-v-t關系在射出成型整個過程,塑料的壓縮程度(內壓),溫度的變化和其比容積的發跡是一直互動的,我勻可以下述的過程來說明:充填(Filling)熔融的塑料開始被注射,直到模腔剛被充滿的階段.這一階段,熔融塑料因流路阻抗而輕微受壓縮,內壓緩慢上升,一般而言較低的料溫.較低模溫,較長流路,較薄
6、的肉厚以及較慢的充填,都會使流路阻抗較大,而使內壓的上升較快.同時,這一階段由於熱料不斷的湧入,所以在模穴的同一位置,其料溫可視為不變,塑料的比容積因內壓的輕微上升也緩慢的增加.壓縮結束充填開始最後進入模穴的塑膠最先進入模穴的塑膠時間料溫塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討壓縮(Packing)充填結束,模穴內塑料比容積仍高,(密度低),所以必需再繼續壓擠追注的過程.壓縮階段在一定容積的模腔里,塑膠被不繼的壓擠,所以內壓急劇的上升,其上升的程度主要由壓補塑料的量來決定,壓縮的量不僅影響內壓的上升,也影響成型品的尺寸及性能.在這一階段,熱料仍繼續進入模腔
7、,如果其時間不是太長,則模穴同一位置的料溫也僅輕微下降,塑料的比容積主要是因內壓的急劇上升而大幅上揚塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討保持(Holding)當模穴內塑料被適當壓縮后,應立將注射的壓力降低,以防過量,但如降得太低,則因模穴內塑料沿處高溫高壓狀態,將發生逆流,所以必需仍以適當的壓力加以對抗,直到入澆口冷凝封住的過程.在保持的過程,熱料不再(或極微量)進入模穴,所以料溫較快的冷卻,模穴內壓大致依據下式所代表的原理,逐步下降低:(P+A)(V-W)=R’T式中P:表模穴內壓.V:表塑料比容積.T:表塑料溫度.A,W及R:是和塑料分子結構有關的
8、系數塑膠射出成型進階教程第一章:射出成
