(课件)模具介绍
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35-40 結晶組織細緻化處理 鏡面拋光性佳
運用範圍
大型熱塑性塑料模具 TV, LCD , Monitor , 儀錶板 , 家用品
模具壽命約 30萬模次 高拋光性 高硬度模具
預硬合金鋼 模具壽命約 35萬模次
高硬度模具 要求表面亮度模具之塑膠模
模具壽命約 50萬模次
光學鏡片 PVC模 光碟片 醫療器材 模具壽命約 50萬模次
Cold Sprue
冷注道襯套
Heated Sprues Thermal Shut - Off
加熱式注道襯套
JRF GEP 10/10/00
Helical Heater
Sprue Puller ( 注道拉料銷)
REVERSE TAPER 最佳
JRF GEP 10/10/00
Z PULLER 好
GROOVE 尚可
熱膠道系統
JRF GEP 10/10/00
MoldMasters
EwiKon Fast Heat
RAMA Husky
DME Who makes a Hot Runner ?
Gunther Spear PETS
Kona
Cool One Heated Sprue Bushing
Incoe
OSCO
Insulated Runner ETC……
JRF GEP 10/10/00
Venting 排氣 ( 逃氣 )
JRF GEP 10/10/00
Tooling and Processing
Apply Full Parting Line Venting
• 降低射出壓力 • 避免氣體在充料末端聚集 • 成品外觀較佳
Vent Placement Every 25mm to 50mm Interval
SUCKER PIN 不建議使用
甚麼是料道系統 ?
A: 塑料由射出機射嘴至成品間的通道
B: 能量緩衝區
JRF GEP 10/10/00
Runner Systems( 料道系統)
JRF GEP 10/10/00
PEI Runner Design (料道設計 )
PL
JRF GEP 10/10/00
Cavity Plastic
Core Pin
Hydraulic Cylinder
Cored Hole
Core
JRF GEP 10/10/00
1
JRF GEP 10/10/00
Cam Actions Slide 機構式滑塊
2 3
PEI 模具常用之鋼材
鋼材
ASSAB
AISI
718
P-20
740
HP-20
JRF GEP 10/10/00
排氣間隙
0.04 ~0.07 mm
Draft Angle
Ejecting the Part
不易頂出
易頂出
無拔模斜度
JRF GEP 10/10/00
GATING
由成品肉厚處; 接近轉角處; 遠離負載區或應力集中處 ; 質 量中心處 (非成品中心處)
依成品厚度及塑料流動指數 成品外觀需求 成品設計肉厚 模穴數需求
HOT RUNNER; HOT TIP; VALVE GATE; THREE PLATE; EDGE GATE; CASHEW GATE; DIAPHRAGM GATE SUBGATE; TUNNEL GATE; FLASH GATE; FAN GATE; HOT EDGE GATE; DIRECT SPRUE; ETC. ETC. ETC.
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Design
Moldability Holes
Gate - Melt Entry Point
塑料可得到 較好流動
JRF GEP 10/10/00
Why use Multiple Gates?
Single Gate
Multiple Gates
BALANCING RUNNERS 料道流動平衡
Unbalanced System ( 不平衡料道 )
B
A
A
B
B
JRF GEP 10/10/00
A
A
B
BALANCING RUNNERS
Balanced System ( 平衡料道 )
A
A
A
A
A
A
JRF GEP 10/10/00
A
A
Hot runner Tooling
圓形 流動效能
最佳
梯形 流動效能
可
半圓形 流動效能
最差 不建議使用
冷料井建議尺寸
PEI 塑料建議料道結 面積
(4.0 ~ 8.0 MM “ Dia.)
塑料流動方向
Cold Slug Well ( 冷料井 )
冷料井之長度 1.5 X 料道直徑
Cold Slug Well ( 冷料井 )
JRF GEP 10/10/00
使用熱膠道好處
• 降低生產時間 - 降低約 10-15%
• 減少塑料浪廢 - 沒有料道及注道塑料
•改善成品外觀 - 低內應力 - 較好外觀
JRF GEP 10/10/00
Gating ( 進澆口 )
JRF GEP 10/10/00
在何處?
進料點 數量?
進料點 形式?
JRF GEP 10/10/00
撥料板
料頭分模線
母模板
成品分模線
公模仁
公模座
頂出板機基座 及下夾模板
JRF GEP 10/10/00
頂出板
JRF GEP 10/10/00
JRF GEP 10/10/00
JRF GEP 10/10/00
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
Cam Actions ( 滑塊機構 ) Hydraulic ( 油壓驅動 )
3
JRF GEP 10/10/00
4
JRF GEP 10/10/00
Tool Thermal Management
PEI 塑料之模具建議使用隔熱裝置以利模溫控制
隔熱板
JRF GEP 10/10/00
公模
附加額外
母模
隔熱板
隔熱板
Three Plate Design ( 三板模 )
注口襯套
上夾模板
Direct Sprue Gate (直接澆道) 建議使用於 ULTEM
Sprue
JRF GEP 10/10/00
Molded Part
Edge Gate (側邊澆口)
建議使用於 ULTEM
Land Length
JRF GEP 10/10/00
2.5 mm Maximum
Fan Gate ( 扇形澆口 )
JRF GEP 10/10/00
BASIC TOOL TYPES
JRF GEP 10/10/00
Two Plate Mold 兩板模
Two Plate Design ( 兩板模 )
注口襯套
上夾模板
母模板
成品分模線
公模仁
公模座
頂出板基座 及下夾模板
JRF GEP 10/10/00
頂出板
2
JRF GEP 10/10/00
建議使用於 ULTEM
RADIUS
JRF GEP 10/10/00
COLD SLUG ( 冷料井 )
Tunnel Gate ( 潛伏式澆口)
不建議使用於 ULTEM
Parting Line
Molded Part Sprue
GATE BLUSH COMMON
X
0.250 x “X”
Tunnel Gate
PVC 模具 車燈模具 醫療器材 模具壽命約 50萬模次
光學鏡片 PVC模 光碟片 醫療器材 車燈模具
模具壽命約 50萬模次
SPRUE BUSHING( 注道襯套 )
Radius Nozzle (射嘴)
Orifice Sprue Bushing
JRF GEP 10/10/00
Sprue Bushings ( 注道襯套 )
高模溫成形
• 易充填
• 較低射出壓力 • 料管設定溫度較低 • 易頂出 • 較低內應力 • 表面外觀佳 • 肉厚表面縮水
JRF GEP 10/10/00
成品縮水率依據下列因素綜合考量
1. 成品設計 2. 澆口位置及尺寸 3. 塑料成形溫度 4. 塑料流動指數 5. 射出壓力 6. 保壓壓力及時間 7. 模具溫度
JRF GEP 10/10/00
甚麼是熱膠道系統 ?
Extended Nozzles ( 射嘴的延伸 )
JRF GEP 10/10/00
Heated Sprue Bushing (加熱式注道襯套)
JRF GEP 10/10/00
多點進膠方式
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
1.2 mm ~ 2.5 mm
JRF GEP 10/10/00
900
澆口位置與流動方向
JRF GEP 10/10/00
澆口位置
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Design
Moldability Holes
Gate - Melt Entry Point
靠破孔設計會 阻礙塑料流動
硬度
鋼材特性
HRC
高鎳鉻鉬合金工具鋼
30-33 拋光行可
可熱處理至HRC52 718 改良型
35-40 拋光性較718好
8407-MS
結晶組織細緻化處理
耐熱疲勞性佳
H-13
50-54
STAVAX ESR
420 CORRAX
NAK-80 (JIS)
JRF GEP 10/10/00
NAK-80
不鏽鋼模具鋼材 鏡面拋光性佳 32-50 耐腐蝕性好 熱處理此寸穩定性佳 鏡面拋光性佳
JRF GEP 10/10/00
最少尺寸為 水路直徑兩 倍
JRF GEP 10/10/00
WATERLINE CONNECTIONS
不建議使用
IN
連續式水路 連結
OUT
120 O 130 O 130 O 140 O 140 O 150 O
125O 125O 135O 135O 145O 145O
Tooling Type and Structure ( 模具型式及結構 ) Runner System and Gating ( 進料系統 ) Cooling System ( 溫度控制系統 ) Ejector system ( 頂出系統 ) Venting and others ( 逃氣及其它 )
JRF GEP 10/10/00
Recommended Water Connections
Manifold “In”
MOLD
Manifold “Out”
Water “In”
成形 PEI 塑料之模具溫度建議為 150 C
JRF GEP 10/10/00
Water “Out”
低模溫成形
• 不易充填
• 較高射出壓力 • 料管設定溫度較高 • 高頂出壓力 • 較高內應力 • 成品肉厚處內部有空孔
Knock Out Pin (頂 出銷)
JRF GEP 10/10/00
Cashew Gate ( 牛角澆口 )
不建議使用於 ULTEM
Cashew Gate
JRF GEP 10/10/00
R
Gate
R
Pin Point Gating ( 針點澆口 )
不建議使用於 ULTEM
0.5 mm Land Length
Gate
NoteFra Baidu bibliotekStep
0.038 - 0.075mm depth
Vent
m1m2.7
1.5 mm min Land Length
1.27 mm
JRF GEP 10/10/00
Design and Processing Dictate Part Performance
Ejector Pin 頂針逃氣
JRF GEP 10/10/00
20,000 psi
7,000 psi
MOLD TEMPERATURE
模具溫度
JRF GEP 10/10/00
Part Cooling and Solidification
(熱轉移)
溶融塑料
JRF GEP 10/10/00
模具冷卻
成品
Mold Cooling
隔板式
熱流板 (分流板) Manifold 建議
• 由外部提功均勻熱源 (如右圖示 4 Heaters)
• 加熱器最少提供 50 Watts/in3
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
Hot Runner Systems
Manifold = 3800C
Cavity Plate = 1500C
噴水式
導熱棒
冷卻水路製作方式
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
連續式水路
Pin Blade
IN
OUT
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
噴泉式冷卻
Tube
冷卻效率佳
Pin
IN
OUT
JRF GEP 10/10/00
TOOLING BASICS
JRF GEP 10/10/00
FOR ULTEM ( PEI )
INJECTION MOLDING
Tooling Considerations
塑料
模具設計考量
模具
GOOD PART
成型條件
JRF GEP 10/10/00
設計
Injection Tooling Structure
運用範圍
大型熱塑性塑料模具 TV, LCD , Monitor , 儀錶板 , 家用品
模具壽命約 30萬模次 高拋光性 高硬度模具
預硬合金鋼 模具壽命約 35萬模次
高硬度模具 要求表面亮度模具之塑膠模
模具壽命約 50萬模次
光學鏡片 PVC模 光碟片 醫療器材 模具壽命約 50萬模次
Cold Sprue
冷注道襯套
Heated Sprues Thermal Shut - Off
加熱式注道襯套
JRF GEP 10/10/00
Helical Heater
Sprue Puller ( 注道拉料銷)
REVERSE TAPER 最佳
JRF GEP 10/10/00
Z PULLER 好
GROOVE 尚可
熱膠道系統
JRF GEP 10/10/00
MoldMasters
EwiKon Fast Heat
RAMA Husky
DME Who makes a Hot Runner ?
Gunther Spear PETS
Kona
Cool One Heated Sprue Bushing
Incoe
OSCO
Insulated Runner ETC……
JRF GEP 10/10/00
Venting 排氣 ( 逃氣 )
JRF GEP 10/10/00
Tooling and Processing
Apply Full Parting Line Venting
• 降低射出壓力 • 避免氣體在充料末端聚集 • 成品外觀較佳
Vent Placement Every 25mm to 50mm Interval
SUCKER PIN 不建議使用
甚麼是料道系統 ?
A: 塑料由射出機射嘴至成品間的通道
B: 能量緩衝區
JRF GEP 10/10/00
Runner Systems( 料道系統)
JRF GEP 10/10/00
PEI Runner Design (料道設計 )
PL
JRF GEP 10/10/00
Cavity Plastic
Core Pin
Hydraulic Cylinder
Cored Hole
Core
JRF GEP 10/10/00
1
JRF GEP 10/10/00
Cam Actions Slide 機構式滑塊
2 3
PEI 模具常用之鋼材
鋼材
ASSAB
AISI
718
P-20
740
HP-20
JRF GEP 10/10/00
排氣間隙
0.04 ~0.07 mm
Draft Angle
Ejecting the Part
不易頂出
易頂出
無拔模斜度
JRF GEP 10/10/00
GATING
由成品肉厚處; 接近轉角處; 遠離負載區或應力集中處 ; 質 量中心處 (非成品中心處)
依成品厚度及塑料流動指數 成品外觀需求 成品設計肉厚 模穴數需求
HOT RUNNER; HOT TIP; VALVE GATE; THREE PLATE; EDGE GATE; CASHEW GATE; DIAPHRAGM GATE SUBGATE; TUNNEL GATE; FLASH GATE; FAN GATE; HOT EDGE GATE; DIRECT SPRUE; ETC. ETC. ETC.
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Design
Moldability Holes
Gate - Melt Entry Point
塑料可得到 較好流動
JRF GEP 10/10/00
Why use Multiple Gates?
Single Gate
Multiple Gates
BALANCING RUNNERS 料道流動平衡
Unbalanced System ( 不平衡料道 )
B
A
A
B
B
JRF GEP 10/10/00
A
A
B
BALANCING RUNNERS
Balanced System ( 平衡料道 )
A
A
A
A
A
A
JRF GEP 10/10/00
A
A
Hot runner Tooling
圓形 流動效能
最佳
梯形 流動效能
可
半圓形 流動效能
最差 不建議使用
冷料井建議尺寸
PEI 塑料建議料道結 面積
(4.0 ~ 8.0 MM “ Dia.)
塑料流動方向
Cold Slug Well ( 冷料井 )
冷料井之長度 1.5 X 料道直徑
Cold Slug Well ( 冷料井 )
JRF GEP 10/10/00
使用熱膠道好處
• 降低生產時間 - 降低約 10-15%
• 減少塑料浪廢 - 沒有料道及注道塑料
•改善成品外觀 - 低內應力 - 較好外觀
JRF GEP 10/10/00
Gating ( 進澆口 )
JRF GEP 10/10/00
在何處?
進料點 數量?
進料點 形式?
JRF GEP 10/10/00
撥料板
料頭分模線
母模板
成品分模線
公模仁
公模座
頂出板機基座 及下夾模板
JRF GEP 10/10/00
頂出板
JRF GEP 10/10/00
JRF GEP 10/10/00
JRF GEP 10/10/00
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
Cam Actions ( 滑塊機構 ) Hydraulic ( 油壓驅動 )
3
JRF GEP 10/10/00
4
JRF GEP 10/10/00
Tool Thermal Management
PEI 塑料之模具建議使用隔熱裝置以利模溫控制
隔熱板
JRF GEP 10/10/00
公模
附加額外
母模
隔熱板
隔熱板
Three Plate Design ( 三板模 )
注口襯套
上夾模板
Direct Sprue Gate (直接澆道) 建議使用於 ULTEM
Sprue
JRF GEP 10/10/00
Molded Part
Edge Gate (側邊澆口)
建議使用於 ULTEM
Land Length
JRF GEP 10/10/00
2.5 mm Maximum
Fan Gate ( 扇形澆口 )
JRF GEP 10/10/00
BASIC TOOL TYPES
JRF GEP 10/10/00
Two Plate Mold 兩板模
Two Plate Design ( 兩板模 )
注口襯套
上夾模板
母模板
成品分模線
公模仁
公模座
頂出板基座 及下夾模板
JRF GEP 10/10/00
頂出板
2
JRF GEP 10/10/00
建議使用於 ULTEM
RADIUS
JRF GEP 10/10/00
COLD SLUG ( 冷料井 )
Tunnel Gate ( 潛伏式澆口)
不建議使用於 ULTEM
Parting Line
Molded Part Sprue
GATE BLUSH COMMON
X
0.250 x “X”
Tunnel Gate
PVC 模具 車燈模具 醫療器材 模具壽命約 50萬模次
光學鏡片 PVC模 光碟片 醫療器材 車燈模具
模具壽命約 50萬模次
SPRUE BUSHING( 注道襯套 )
Radius Nozzle (射嘴)
Orifice Sprue Bushing
JRF GEP 10/10/00
Sprue Bushings ( 注道襯套 )
高模溫成形
• 易充填
• 較低射出壓力 • 料管設定溫度較低 • 易頂出 • 較低內應力 • 表面外觀佳 • 肉厚表面縮水
JRF GEP 10/10/00
成品縮水率依據下列因素綜合考量
1. 成品設計 2. 澆口位置及尺寸 3. 塑料成形溫度 4. 塑料流動指數 5. 射出壓力 6. 保壓壓力及時間 7. 模具溫度
JRF GEP 10/10/00
甚麼是熱膠道系統 ?
Extended Nozzles ( 射嘴的延伸 )
JRF GEP 10/10/00
Heated Sprue Bushing (加熱式注道襯套)
JRF GEP 10/10/00
多點進膠方式
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
1.2 mm ~ 2.5 mm
JRF GEP 10/10/00
900
澆口位置與流動方向
JRF GEP 10/10/00
澆口位置
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Design
Moldability Holes
Gate - Melt Entry Point
靠破孔設計會 阻礙塑料流動
硬度
鋼材特性
HRC
高鎳鉻鉬合金工具鋼
30-33 拋光行可
可熱處理至HRC52 718 改良型
35-40 拋光性較718好
8407-MS
結晶組織細緻化處理
耐熱疲勞性佳
H-13
50-54
STAVAX ESR
420 CORRAX
NAK-80 (JIS)
JRF GEP 10/10/00
NAK-80
不鏽鋼模具鋼材 鏡面拋光性佳 32-50 耐腐蝕性好 熱處理此寸穩定性佳 鏡面拋光性佳
JRF GEP 10/10/00
最少尺寸為 水路直徑兩 倍
JRF GEP 10/10/00
WATERLINE CONNECTIONS
不建議使用
IN
連續式水路 連結
OUT
120 O 130 O 130 O 140 O 140 O 150 O
125O 125O 135O 135O 145O 145O
Tooling Type and Structure ( 模具型式及結構 ) Runner System and Gating ( 進料系統 ) Cooling System ( 溫度控制系統 ) Ejector system ( 頂出系統 ) Venting and others ( 逃氣及其它 )
JRF GEP 10/10/00
Recommended Water Connections
Manifold “In”
MOLD
Manifold “Out”
Water “In”
成形 PEI 塑料之模具溫度建議為 150 C
JRF GEP 10/10/00
Water “Out”
低模溫成形
• 不易充填
• 較高射出壓力 • 料管設定溫度較高 • 高頂出壓力 • 較高內應力 • 成品肉厚處內部有空孔
Knock Out Pin (頂 出銷)
JRF GEP 10/10/00
Cashew Gate ( 牛角澆口 )
不建議使用於 ULTEM
Cashew Gate
JRF GEP 10/10/00
R
Gate
R
Pin Point Gating ( 針點澆口 )
不建議使用於 ULTEM
0.5 mm Land Length
Gate
NoteFra Baidu bibliotekStep
0.038 - 0.075mm depth
Vent
m1m2.7
1.5 mm min Land Length
1.27 mm
JRF GEP 10/10/00
Design and Processing Dictate Part Performance
Ejector Pin 頂針逃氣
JRF GEP 10/10/00
20,000 psi
7,000 psi
MOLD TEMPERATURE
模具溫度
JRF GEP 10/10/00
Part Cooling and Solidification
(熱轉移)
溶融塑料
JRF GEP 10/10/00
模具冷卻
成品
Mold Cooling
隔板式
熱流板 (分流板) Manifold 建議
• 由外部提功均勻熱源 (如右圖示 4 Heaters)
• 加熱器最少提供 50 Watts/in3
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
Hot Runner Systems
Manifold = 3800C
Cavity Plate = 1500C
噴水式
導熱棒
冷卻水路製作方式
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
連續式水路
Pin Blade
IN
OUT
JRF GEP 10/10/00
Injection Molding Tooling
噴泉式冷卻
Tube
冷卻效率佳
Pin
IN
OUT
JRF GEP 10/10/00
TOOLING BASICS
JRF GEP 10/10/00
FOR ULTEM ( PEI )
INJECTION MOLDING
Tooling Considerations
塑料
模具設計考量
模具
GOOD PART
成型條件
JRF GEP 10/10/00
設計
Injection Tooling Structure