射出成型原理PPT课件
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模具本體 Mold Base
熱傳導
Heat Conduction
冷卻水管
Cooling Lines
熱對流 Heat Convection
模穴(塑件)
熱傳導
Cavity(Part)
H.eat Conduction
27
模溫週期變化
• 模溫週期變化
– 合模時間
35
– 充填時間
– 保壓時間
模溫
– 冷卻時間
時間
.
23
冷卻階段
.
24
冷卻過程說明 流率 壓力
時間
• 在此一階段塑料不再充填，產品開始冷卻固化。 • 螺桿儲料以進行下一週期成型準備。
.
Back
25
頂出階段說明
•當產品固化到足以頂出強度時，射出成型機台之頂出單元便行頂出。
•頂出後便進行閉模動作，為下一週期準備。
.
26
塑件冷卻過程
• 塑件冷卻過程
after flow
• 平行流動方向，收縮率較大
• 垂直流動方向，收縮率較小
– 對加玻纖塑務料影響更大
局部流場
分子鏈局部受力情形 配向情形 速度梯度較低
lower velocity gradient
local flow field
速度梯度較高 higher velocity
gradient
forces acting on molecular chain
• 往阻力小區域流動
• 單位時間內流動距
離大，表阻力小
• 單位時間內流動距
離小，表阻力大
流動阻力較大區域，流 動波前等位線較為密集
ຫໍສະໝຸດ Baidu
流動阻力較小區域，流 動波前等位線較為稀疏
.
6
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 – ……
.
7
厚度對壓力差之探討
• 厚度對壓力差之探討
厚度分布
Thickness Distribution
– 厚度厚，壓力差較小
流動阻力較小區域
流動阻力較大區域
– 厚度薄，壓力差較大
縫合線
• 會有黏滯加熱現象產生，造成
Welding Line
溫度上昇，黏度下降
• 流動行為實為流動和熱傳競爭
熱傳較差
熱傳較佳
速度分布 剪切率分布
.
8
速度分布 剪切率分布
成型參數對壓力差之探討
• 成型參數對壓力差之探討
– 充填速度
• 高速充填，其行為往往取決於充填體積大小 • 慢速充填，其行為往往取決於產品厚度
– 模具溫度 高速充填 – 塑料溫度
慢速充填
.
9
噴泉流動
• 噴泉流動
冷卻水管
流動波前
遠離流動波前之速 度分布,全展流， 以剪切流動為主
• 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
不平衡之澆道系統
可能發生充填不飽的模穴
過度保壓的模穴.
由於遲現象造成充填不飽的14模穴
最佳化成型時間
• 射出時間和壓力關係圖
壓
力
2
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
1
3
時間
.
15
保壓過程原理
• 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
遲滯現象 hesitation
.
可能產生之內部縫合線 12
包風
• 包風
– 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
固化層
噴泉流動區域
• 縫合線
– 影響外觀，應力集中
.
接觸面高分子鏈互相平行
熔接線
10
分子鏈配向性
• 分子鏈配向性
– 影響產品線性收縮行為
流動前未被配向的高分子鏈流動後被配向的高分子鏈
unoriented molecular chain oriented molecular chain
before flow
– 高溫下，保壓壓力較易傳達
高融膠溫度 低融膠溫度 模穴壓力
. 時間
21
模具溫度對模穴壓力探討
• 模具溫度對模穴壓力探討
– 高溫下，保壓壓力較易傳達
高模溫 低模溫 模穴壓力
時間
.
22
塑料種類對模穴壓力探討
• 塑料種類對模穴壓力探討
– 結晶性塑料比容較非晶性塑料大，模穴壓力 曲線較低
模穴壓力
非晶性塑料 結晶性塑料
• 變更流動趨勢，以改善此一問題
• 加裝頂出設計，增加排氣效果
• 加裝透氣金屬，改善問題
• Moldex模流軟體中，假設塑料流
動未端均有良有排氣設計，因而
無法顯示因包封造成塑料劣化
.
包封位置 air-trap 13
流動平衡
• 流動平衡
– 具流動平衡設計模具，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
.
16
保壓過程說明 流率
壓力
time
• 更多塑料進入模穴以防止產品收縮變形。 • 此一階段稱為壓力控制階段。
.
Back
17
保壓過程壓力探討
• 保壓過程壓力探討
– tf=充填開始
– tf1=充填結束
Pm Pn
– tp=保壓結束
Pm
– td=澆口封口 – te=開模頂出
壓力
Pn
Pg Pc
Pg Pc
tf tf1
射出成型原理
.
1
射出成型過程概述
充填
保壓
冷卻
.
頂出
2
充填過程原理
.
3
充填過程說明
流率 壓力
time
• 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。
.
Back
4
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
molecular chain orientation
速度差造成配向說明
.
速度分布 剪切率分布 分子鏈配向性
velocity profile
shear rate profile
配向性遞減 decrease in molecular chain orientation orientation
11
遲滯效應
tptd
.
te 時間
18
保壓時間對模穴壓力探討
• 保壓時間對模穴壓力探討
模穴壓力
短保壓時間 長保壓時間
時間
.
19
保壓過程流動探討
• 保壓過程流動探討
– 防止收縮變形 – 降低收縮差 – 殘留應力產生
保壓流動將沿局部阻力較小 路徑前進並向兩側傳遞壓力
.
20
熔膠溫度對模穴壓力探討
• 熔膠溫度對模穴壓力探討
熔膠波前 Melt Front
圓管流動
Tube Flow 針點進澆
平板間流動 Flow between Plates
熔膠波前 .
Melt Front
徑向(輻射型)流動 Radial Flow
5
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
厚度分布 Thickness Distribution
熱傳導
Heat Conduction
冷卻水管
Cooling Lines
熱對流 Heat Convection
模穴(塑件)
熱傳導
Cavity(Part)
H.eat Conduction
27
模溫週期變化
• 模溫週期變化
– 合模時間
35
– 充填時間
– 保壓時間
模溫
– 冷卻時間
時間
.
23
冷卻階段
.
24
冷卻過程說明 流率 壓力
時間
• 在此一階段塑料不再充填，產品開始冷卻固化。 • 螺桿儲料以進行下一週期成型準備。
.
Back
25
頂出階段說明
•當產品固化到足以頂出強度時，射出成型機台之頂出單元便行頂出。
•頂出後便進行閉模動作，為下一週期準備。
.
26
塑件冷卻過程
• 塑件冷卻過程
after flow
• 平行流動方向，收縮率較大
• 垂直流動方向，收縮率較小
– 對加玻纖塑務料影響更大
局部流場
分子鏈局部受力情形 配向情形 速度梯度較低
lower velocity gradient
local flow field
速度梯度較高 higher velocity
gradient
forces acting on molecular chain
• 往阻力小區域流動
• 單位時間內流動距
離大，表阻力小
• 單位時間內流動距
離小，表阻力大
流動阻力較大區域，流 動波前等位線較為密集
ຫໍສະໝຸດ Baidu
流動阻力較小區域，流 動波前等位線較為稀疏
.
6
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 – ……
.
7
厚度對壓力差之探討
• 厚度對壓力差之探討
厚度分布
Thickness Distribution
– 厚度厚，壓力差較小
流動阻力較小區域
流動阻力較大區域
– 厚度薄，壓力差較大
縫合線
• 會有黏滯加熱現象產生，造成
Welding Line
溫度上昇，黏度下降
• 流動行為實為流動和熱傳競爭
熱傳較差
熱傳較佳
速度分布 剪切率分布
.
8
速度分布 剪切率分布
成型參數對壓力差之探討
• 成型參數對壓力差之探討
– 充填速度
• 高速充填，其行為往往取決於充填體積大小 • 慢速充填，其行為往往取決於產品厚度
– 模具溫度 高速充填 – 塑料溫度
慢速充填
.
9
噴泉流動
• 噴泉流動
冷卻水管
流動波前
遠離流動波前之速 度分布,全展流， 以剪切流動為主
• 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
不平衡之澆道系統
可能發生充填不飽的模穴
過度保壓的模穴.
由於遲現象造成充填不飽的14模穴
最佳化成型時間
• 射出時間和壓力關係圖
壓
力
2
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
1
3
時間
.
15
保壓過程原理
• 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
遲滯現象 hesitation
.
可能產生之內部縫合線 12
包風
• 包風
– 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
固化層
噴泉流動區域
• 縫合線
– 影響外觀，應力集中
.
接觸面高分子鏈互相平行
熔接線
10
分子鏈配向性
• 分子鏈配向性
– 影響產品線性收縮行為
流動前未被配向的高分子鏈流動後被配向的高分子鏈
unoriented molecular chain oriented molecular chain
before flow
– 高溫下，保壓壓力較易傳達
高融膠溫度 低融膠溫度 模穴壓力
. 時間
21
模具溫度對模穴壓力探討
• 模具溫度對模穴壓力探討
– 高溫下，保壓壓力較易傳達
高模溫 低模溫 模穴壓力
時間
.
22
塑料種類對模穴壓力探討
• 塑料種類對模穴壓力探討
– 結晶性塑料比容較非晶性塑料大，模穴壓力 曲線較低
模穴壓力
非晶性塑料 結晶性塑料
• 變更流動趨勢，以改善此一問題
• 加裝頂出設計，增加排氣效果
• 加裝透氣金屬，改善問題
• Moldex模流軟體中，假設塑料流
動未端均有良有排氣設計，因而
無法顯示因包封造成塑料劣化
.
包封位置 air-trap 13
流動平衡
• 流動平衡
– 具流動平衡設計模具，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
.
16
保壓過程說明 流率
壓力
time
• 更多塑料進入模穴以防止產品收縮變形。 • 此一階段稱為壓力控制階段。
.
Back
17
保壓過程壓力探討
• 保壓過程壓力探討
– tf=充填開始
– tf1=充填結束
Pm Pn
– tp=保壓結束
Pm
– td=澆口封口 – te=開模頂出
壓力
Pn
Pg Pc
Pg Pc
tf tf1
射出成型原理
.
1
射出成型過程概述
充填
保壓
冷卻
.
頂出
2
充填過程原理
.
3
充填過程說明
流率 壓力
time
• 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。
.
Back
4
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
molecular chain orientation
速度差造成配向說明
.
速度分布 剪切率分布 分子鏈配向性
velocity profile
shear rate profile
配向性遞減 decrease in molecular chain orientation orientation
11
遲滯效應
tptd
.
te 時間
18
保壓時間對模穴壓力探討
• 保壓時間對模穴壓力探討
模穴壓力
短保壓時間 長保壓時間
時間
.
19
保壓過程流動探討
• 保壓過程流動探討
– 防止收縮變形 – 降低收縮差 – 殘留應力產生
保壓流動將沿局部阻力較小 路徑前進並向兩側傳遞壓力
.
20
熔膠溫度對模穴壓力探討
• 熔膠溫度對模穴壓力探討
熔膠波前 Melt Front
圓管流動
Tube Flow 針點進澆
平板間流動 Flow between Plates
熔膠波前 .
Melt Front
徑向(輻射型)流動 Radial Flow
5
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
厚度分布 Thickness Distribution