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1、,注塑成型知識,吳春益,. 注塑成型概論 . 注塑成型機 . 注塑成型條件 .注塑成型的不良類型分析 附録: Plastic的成型加工法,注塑成型目錄,. 注塑成型(射出成形)是什麼?, 原理 - 加熱而成熔融狀態的Plastic材料,通過施加壓力，注入到封閉的模具 空間內，通過在模具內的冷卻和固化,製造出與模具形象同樣形態的方法. 在熱加塑性Plastic的成型加工方法中,目前最為一般，最發展的成型技法. 注塑成型(射出成形)的 3大 要素 - 樹脂,模具,注塑成型機,. 注塑成型概論,樹脂,模具,注塑成型機,. 注塑成型概論,注塑過程: 合模注塑保壓冷卻(塑化) 開模脫模,. 注塑成型概論
2、, Plastic的成型加工法,. 注塑成型概論,. 注塑成型機 (Injection Molding Machine),. 注塑成型機, 注塑成型機的區分,. 注塑成型機, 水準型, 垂直型,. 注塑成型機, Insert專用,形體（鎖模）Cylinder,形體（鎖模）油壓Hose,油壓 推杆,稼動 Die-platen, 直壓式的構造,. 注塑成型機, 曲臂式(Toggle)的構造,形體（鎖模）Cylinder,Cross Head,型後調整裝置,Toggle Link,Ejector Cylinder,移動Die Plate,機械式安全裝置,固定Die Plate,模具,Tie-Bar,
3、Tail Stock,. 注塑成型機, 注塑機的構造和名稱,Frame,油壓控制裝置,電氣控制裝置,移動板,安全門,固定板,形體(鎖模）,油壓,. 注塑成型機,設置形體（鎖模力）,注塑,油壓,電氣裝置的基礎部位 形體（鎖模）,注塑一般在Frame上面放置,油壓和電氣控制部在Frame內部, 內裝油壓機器的一部分(板操作側）設置在 Frame外部.,在注塑時用強力來維持模具,防止模具發生推動的裝置 固定板,可動板(型板, Die Platen) - 固定板, 可動板所構成 - 固定板固定在Frame上, 可動板隨著Tie-bar開閉模具 Tie-bar - 支持型板,在模具開閉動作時，發揮Gui
4、de功能 - 在Toggle式,通過Tie-bar的伸張引起的彈性恢復力而發生形體（鎖模）力。, Frame, 形體（鎖模）裝置(Clamping Unit),. 注塑成型機, 形體（鎖模） Cylinder - 模具在開閉時,發生形體力的油壓Cylinder 直壓式 : Piston直接結合到可動板 Toggle式 : 通過Toggle Link的構造,可增加力量 模具厚度調整裝置 - 直壓式的原理上，不需要模具厚度調整裝置 但, 調整0點時需要 - Toggle式,因需要按模具厚度來調整形體（鎖模）裝置,才能得到 形體力，因此需要厚度調整裝置 Ejector - 注塑後，從模具突出成型品的
5、裝置 安全門 - 考慮作業者的安全和防止受傷,和注塑機的動作進行設定Inter Lock : 後門一般是作業者的死角,通常和Power連接進行Open時Power Off,. 注塑成型機, - 一般直壓式和Toggle式最為代表, 也有移送用Toggle,最終形體力用 直壓式的複合式,還有最近開發的2Plate工法的DIMA式。 直壓式 - 型開閉速度慢 (Cylinder Size 大) -一直維持同樣的形體力 - 易於把握形體力（鎖模力） - 形體力發生的時間長 Toggle式 - Energy效率高,可進行輕量化 - 可進行Hi-Cycle成型(高速型開閉) - 難於正確確認形體力（鎖模
6、力） - Tie-bar的伸張和彈性恢復會發生形體力,因此必要設定模具厚度,. 注塑成型機,1. 鎖模力 : 根據產品的大小決定 鎖模力.,鎖模力 = P * A,平均有效壓力(3001000kg/),投影面積(計算 型開閉 方向 面積),2. 最大注塑量 : 表示能注塑的最大重量 (oz,g) . 雖然根據樹脂的比重有所差距,但是一般都以PS為基準. (最佳注塑量為 最大注塑量的 3080%),最大注塑量 = 螺杆 截面積 * 最大計量距離 * 樹脂的比重, 注塑機 選定方法,. 注塑成型機,3. 注塑壓力: 注塑成型機能射出的最大樹脂的壓力.(設計 基準2000 kg/),注塑力 = P
7、* A,最大系統壓力,注塑ram 斷面積,注塑 壓力 = 注塑力 / 螺杆 斷面積,Ton,kg/ 表示,D,4,螺杆 的 直徑,統一的注塑成型機上一般能裝三種不同直徑螺杆， 根據成型品選定.,. 注塑成型機,4 . 最大注塑速度 : 注塑成型機的最大注塑速度(mm/sec),最大注塑速度 = 注塑率 / 螺杆 斷面積,用 m/sec表示,D,4,螺杆 的直徑,最大注塑速度影響產品的外觀(熔接線(weld), 流痕(flow mark) 等) 選注塑成型機的時候要確認。要是成型機大的話，最大速度變小。,. 注塑成型機,5 . 格林柱 間距: 根據模具大小檢討是否能裝載，還得確認模具的油壓型腔或
8、設置固定 的空間是否足夠.,橫向,豎向,6 . 可塑化能力: 可塑化能力是 對於每段時間樹脂能可塑化的性能 大容量 成型品必須檢討.,適合裝載的模具大小,. 注塑成型機,7 . 型開閉距離 : 確保取出產品的空間雖然需要產品長度的2倍 但是在三段模具的時候需要兩倍以上的距離.,8 . 最小模具厚度 : 表示能安裝的最小模具厚度比這個小的模具不能安裝.,9 . Ejector 距離 : 表示取出 成型品時的ejector的動作距離.,. 注塑成型機, 注塑機周邊附帶設備,- 模具溫度調整機(Mold Temperature Controller) - 原料自動移送裝置(Auto Feeding
9、System) - 原料 Tank/容器 (Silo/Hopper) - 原料乾燥機 ; Hopper Dryer (除濕)/ Oven ,材料選定,加工條件,模具設計,產品設計,Weld,. 注塑成型的不良類型分析, 在Weld領域上的脆弱點,- 不良因素 ;,分子之間的不完整結合/分散,分子(或者纖維)不適當的冷卻,Weld表面的V-notch 殘存,Weld表面的異物質或未細工的存在,. 注塑成型的不良類型分析, 分子間的結合和分散,未分散,部分分散,完全分散,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part Design for Injectio
10、n Molding (1994),. 注塑成型的不良類型分析, Weld現象,Weld單面,Weld Line的 結合形象，不但是外觀的不良，而且同時是對產品作用為 尖銳應力的集中點。,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part Design for Injection Molding (1994),. 注塑成型的不良類型分析, Weld 消滅角度,Weld角度,Weld Line按材料別有 120 150的“消滅角度”。,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part Design for Injecti
11、on Molding (1994),. 注塑成型的不良類型分析, Weld 效能和外觀的改善,在Weld的周圍設置 Overflow well。,Butt Weld,Overflow well,正面衝突的Weld,. 注塑成型的不良類型分析, Weld效能和外觀改善,多點Gate的配置,Butt Weld,正面衝突的Weld,. 注塑成型的不良類型分析, 縮印(Sink Mark),牆壁的厚度不同,減小牆壁厚度厚的部分。,Sprue，Runner，Gate的Size 太小。,增大 Sprue，Runner，Gate的Size。,注塑壓和補壓太低。,提高注塑壓和補壓。,成型溫度太高。,降低Cyl
12、inder溫度和模具溫度。,不充分或不均衡的模具冷卻,檢查冷卻系統。,不充分的材料供應量,提高材料供應量。 正確調整切換點。 (設置Cushion),. 注塑成型的不良類型分析, 縮印(Sink Mark) - 成型品單面厚度厚的部位會慢慢進行冷卻，但厚度薄的部位會先進行冷卻而發生的 收縮也快，因此厚度薄部分的材料會被拉近而發生全體收縮在厚度厚部位的集中。 導致厚度厚部位的外表面發生凹進去的現象，此現象稱為 Sink mark。,. 注塑成型的不良類型分析, 注塑成型工程上時間別的型內壓力分佈,. 注塑成型的不良類型分析,注塑成型階段 (P-V-T曲線),1. 熔融樹脂的模具內流入 1-2.
13、模具內充填 2. 充填完畢 2-3. 壓縮補壓階段 3. 模具內的最大壓力 (轉移到補壓階段) 3-4. 切換為保存壓力 4. 補壓開始 4-5. 冷卻和固化層厚度增加引起的壓力 降下 5. Gate固化，補壓終了 5-6. 產品的冷卻，收縮引起的壓力下降 6. 達到大氣壓，開始成型收縮 6-7. 在模具內的等壓冷卻 7. 型閉，產品取出 7-8. 成型後冷卻引起的收縮 8. 最終產品的體積,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part Design for Injection Molding (1994),important,. 注塑成型的不良類型
14、分析, 多樣厚度的產品,發生Sink mark的產品設計 厚度太厚。 不均衡的厚度。 有角的內外半徑,改善的產品設計 均衡的厚度 薄厚度 內外半徑,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part Design for Injection Molding (1994),. 注塑成型的不良類型分析, Boss的設計,發生Sink mark或Void的 Boss設計,改善的Boss設計,採用Gusset設計可從側面 分離的Boss,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part Design for Injectio
15、n Molding (1994),. 注塑成型的不良類型分析, 適當的Boss設計,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part Design for Injection Molding (1994),. 注塑成型的不良類型分析, 適當的 Rib 設計,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part Design for Injection Molding (1994),Rib的厚度要薄於牆壁厚度: 3.2mm - 40% of wall thickness 3.2mm - 60% of wall thick
16、ness,. 注塑成型的不良類型分析, 彎曲/變形(Warpage),彎曲是因注塑物部位別的收縮率偏差而發生。,. 注塑成型的不良類型分析, 發生彎曲的主要原因,模具上下側溫度差異會引起冷卻時間的差異，而冷卻時間差異會引發殘留 應力的差異。 - 產品內的壓力(注塑壓，補壓)差，會以收縮的不均衡分佈來呈現。 樹脂的流動方向和流動直角方向的配向差異引起的收縮率差異，會以殘留 應力來呈現。,. 注塑成型的不良類型分析, 適當的產品檢討,產品設計或模具設計時，為提高置數安定性的檢討事項,材料選定,產品的厚度分佈,Gate，Runner的置數和位置,成型條件,均衡冷卻設計,. 注塑成型的不良類型分析, 樹脂流動方向引起的配向效果,Adapted from Robert A, Malloy . Plastic Part
