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1、 排气设计1. 排气的必要性在射成成形中，当模具完全关闭时，模穴部与横浇道完全由空气所占有，因此若不排出这些空气，则所射出的溶融材料将此部分完全填充满。必需以模具内的空气来换取溶融材料。除了这种模具内空气排出的必要性以外，依成形材料处类而定。有时候溶融时也会有气体或水蒸气竺挥发物质发生。例如耐燃性塑胶在高温时某一部分会分解而产生腐蚀性气体。除此之外，聚缩醛于成形时发生的挥发性物质会造成，而损及模具表面。因此模穴所占的空气与成形时发生的挥发性物质必需迅速地由模穴排出，此排气通道的设计，在模具设计上是极重要的的注意事项。所谓的排气，如前述不仅是排出空气而已，也需排出空气中的气体。2 排气设计不当时
2、的问题。一 烧焦当溶融材料填充速度比模穴内的排气速度快的话，模穴内的空气被压缩立刻达到高温（这种现象称为断热压缩），成形品与高温空气接角的部分产生烧焦，而成黑色。二 由于在模穴内闭气阻力阻止了溶融材料的流动，减缓流速，造成填充不良现象。另外闭铛于模穴内的气体量最后残留于模穴内，如果不会千百万烧焦也会造成填充不良的现象。这种情形在吸湿性大的材料的预备干燥不完全时最容易发生。三 溢料模穴内的空气与气体量，抑制了溶融材料的流动，使分割面扩充，造成与扩大投影面积相同效果，使分模面上浮，而产生溢料。1.图2及图是其例子，如图所示的环状成形品中设置十字形进进浇口时，空气如图3所示，闭铛于中央部，虽然在周围
3、设置排气沟，但模具分模面上浮而发生溢料，这种现象在薄肉制品的时候，特别容易发生。四 其它问题如前所述发生的MOLD DEPOSIT,制品外观的损伤，小形精密形品也会发生尺寸不良的原因。除此之外，排气不完全造成的成形不良不气泡，银线，喷嘴纹，外表污点等。无如如何，模穴内空气或气体被闭锁于内的话，不仅阻碍溶融材料的流动，使速度下降，而且要采用较大的射出压力。3.由模具分割面的排气法。排气方法有很多种，任何方式皆是经验的积累，一般最常用采用的排气方法是在模具的分割面设置较浅的沟，图4是其例子，此图是在模具的分割面设置4个排气沟。 排气沟的深度，在溶融材料流入时不会造成溢料的限度内，以能使空气与气体空
4、气与气体完全排出的尺寸与基准，如表1，所示溶融粘度极低的PBT树脂与聚醯胺（NYLON）等 排气沟深度要用较小尺寸。 排气沟一般皆与远距离进浇口，或设于较易出现结合线割面的外周，设置压模面约40CM左右，其余模面降低，使公母模不直接接触。 这样的全面排气构造，模具加工时要发费一些时间，与前图的场合比较的话，则排气迅速而且确实。但是无论采用什么排气法，仅能有效排出溶融材料流体的末端的空气与，如果成形品的内部有气体闭锁于内时，则必需考虑用其它方法。图1 也是全面排气的例子，在此例子中横中浇道也是全面排气的构造。4由雌模或雄模部分的排气法。的位置，另外较易发生气体的成形材料不仅在模穴部，而且在横浇道
5、副浇道的端也要投排气沟。图6是深度较深零件的模具分割面全周设置排缺沟例子（全面排气），右边的扩大图是在制品全周设置浅的排沟，其外周又设半圆形断面的环状引沟，这种环状沟的数个地方又 设置通往外部的沟槽，使气体导向模具外。因此在模穴分当无法由模穴部分的周边完全将模穴内的空气或气体排出时，则下列方法。利用顶出梢利用顶出梢与顶出梢孔的间隙在空气闭锁的部分设置顶出梢是很有效的方法。梢与梢孔的间隙当梢直径是510MM时，间隙约0.020.03左右，较小直径时采用0.010.02MM左右。利用梢与梢孔间隙的方法最简单，但溢料进入间隙部分的话，成为圆筒状薄的溢料而使间隙阻塞。其对策如图10在顶出梢的侧面加工出
6、1/21倾斜角度的斜面，不但可以提高排气温效果，而且可以自动地清除溢料。二利用模心梢的方法。当制品的某一部分有较深的浮凸物或补肋的话，在模具上成为深的袋装部分，使气体闭锁于内，产生填充不良与烧焦。在此部分设置顶出梢可以有效的排出气体，依情形而定，如图11所示，也可以在模心梢的周围设置间隙，以进行排气。三利用层状的嵌入件 高度高的补强肋的排气法如图12所示，可制成薄板嵌入模具内，气体由薄板的间隙排出，此种构造称为积层构造。图14也是采用同样的考虑方法，由数组套组合而成，由间隙排出气体的构造例。上述这些方法皆可有效排出气体，但是要避免制品上残留排气沟痕迹，另外依模具构造而定，有时候会造成冷却水孔设
7、置上的困难。5利用特殊方法的排气一 利用LOGIC SEAL 方法LOGIC SEAL 法是美国LOGIC DEVIEE 公司开发出来的模具冷却水循环系统，冷却水路负压，使冷却水循环，因此虽然水路中有些缝隙不会漏水。利用LOGIC SEAL 的模具冷却方法，在后面讲座，这个特微是利用模具构成部分的些微间将气体由冷却水路导出的排气方法。这种排气方法称为WATER LINE VENTING,以下介绍2.3个例子。 15是在容器状的制品模穴及底部插入排缺模心，气体经由设于模心的微小孔导入冷却水路，这个模心的主要部分如图所示，以烧结方式制成，不必担心冷却与泵隙排出，并由冷却水路排出气体。此时冷却与泵浦
8、的吸入侧相连接而成负压，因而气体由冷却水 吸收而排出外部。采用这种方式的排气也可应用在CORE PIN排气法或层状嵌入件气法中。另外以烧结合金制成的排气模心如图所示，虽然不采用LAGIC SEAL系统，但也能用来排气。但此时因为烧结金属的热传导不佳，由于耐压强度弱，有可能产生变形。利用真空吸引的排气法。这是利用真空泵浦使模穴内变成高度的真空状态，瞬间排出气体的方法。图20是其概略图，但是此图是移处成形法的应用例，应用于热可塑性胶塑的射出成形法时采用完全方法进行。此图的例子是来自模穴的过排气沟，导入深的引导。然后与真空泵浦的吸引管连接。吸引管经过操作，从真空槽与真空泵浦连接，仅用真空泵浦时需一段
9、时间来长疝真空度，否则模穴内无法达到足够的真空度，而这个真空朝是必备之物，另外中模具的分割面上，必需装上矽橡胶这种耐热性的密封热圈，才能达到密封状态，实际成形时，首先关闭模具，打开操作阀，使 模穴成为真空吸引方法是最接近理想的排气法，自早就已了解，但是设备费用高，模具构造也很复杂。至今实际上尚末达到真正的实用化，而最近塑胶成形品的高密化的问题已经有很大的CLOSE UP,因此利用真空吸引的法渐渐受到大家的嘱目。利用真空吸引的排气法优点是右以防止从前的排气问题造成的填充不良，烧焦等现象，若从成形品的高精密化方面来看，利用真空吸引法将可以提高模穴对成形品的转写精度，并可提升尺寸精度。在TECHNO
10、PLUS公司，以此点为着眼，在该公司的射出成形机SIM-4749K中装上可以达到5*10TORR真空步行的真空，利用这个真空装置及该成形机所具有的高射出率，右以成形聚缩醛制齿轮，达到JIS 级的高精度。这个齿轮节圆直径120MM，模数1，因此利用真空装置与高度射出，不仅可以提高转写精度，在外观上也不会发生流痕，与结合线问题。排气孔模具在末射出成形前，成形空间中含有空气，在材料填满成形空间时，其间之气体必须排出，末排出之空气，会造成压缩之空气而产生热，而且足够热会使材料烧。末燃烧之空气则会造成气泡。若成形空间中之空气无法顺利从顶出销或心型周围以及分模面上排出时，就必须另设排气孔。如图15所示通常
11、排气孔均设在浇口相对侧，有时位于材料最后填满的位置。但成形品型状的设计也是气泡产生与否的重要因素，因此成型品必须保持曲线，如果在成形时，材料末能扫过整个成型空间，则气泡之发生将是无可避免的。无流道模具无流道模具是将注道，流道加热或保持材在熔融状态，使流道系统内之材料，保持在流动状态下，在每次射出成型完型毕后，使流道系统乃残留于模具内，只取出成型品，故称无流道模具。无流道模具由于不必将流道部取出，故有下列优点：（1） 可节省不必要之废料部，可节省材料。（2） 缩短材料往流道系统充填的时间，减短成形机关闭模具的作动行程，同时也省去流道取出之时间，故可缩短成型周期。（3） 流道不必取出，浇口自动分离
12、，可全自动成型操作。无流道模有上述之优点，但有其限制。1. 有熔融状态易热分解，成形温度范围小的材料不适用此类模具，但有充分之设计，可使用。2. 无流道模具通常构造较复杂，温度控制装置相当，生产量不多时，不合算。无流道模具之种类，大体可分为：1.延长喷嘴方式；-4滞液式喷嘴方式；3. 绝热流道方式，4.加热流道方式。前二个方式之无流道模具一次只能成形一件成型品，除非使用多喷嘴成型机，后二个方式则一次可成型多个形品。如图年示为各类流道方式。模具的温度控制 温度控制的必要性 在射出成形中，射出于模具内之熔融材料温度，一般在150350度之间，但由于模具之温度一般在40120度之间，所以成形材料所带
13、来的热量会逐渐使模具温度长高。另一方面由于加热缸之喷嘴与模具之注道视套直接接触，喷嘴处之温度高于模具温度，亦会使模具温度上升。假使不设法将多余之热量带走，则模具温度必然继续上升，而影响成形品的冷却固化。相反地，若从模具中带走信太多的热量，使模具温度下降，亦会影响成形品的品质。故不管在生产性或成形品的品质上，模具 的温度控制是有其必要性的。兹分述述如下。1. 就与成形性成形效率而言模具温度高时，成形空间内熔融材料的流支性改善，可促进充填。但就成形效率而言，模具温度宜适度减低，如此，可缩短材料冷却固化的时间，提高成形效率。 -4.就成形品的物性而言 通常熔融材料充填成形空间时，模具温度低的话，材料
14、会迅速固化，此时为了填充，需要很大的成形压力，因此，固化之际，施加于成形品的一部分压力残留于内部，成为所谓的残留应力。对于PC或变PPO之类硬质材料，此残留应力大到某种程度以上时，会发生应力龟裂现象或造成成成形品变形。 PA或POM等结晶性塑胶之结晶化状态显著取决于其冷却其冷却速度，冷却速度愈慢时，所得结果愈好。由上可知，模具温度高，虽不利于成形效率，但却常有利于成形品的品质。2. 就防止成形品变形而言。成形品肉厚大时，若冷却不充分的话，则其表面发生收缩下陷，即使肉厚适当，若冷却方法不良，成形品各部份的冷却速度不同主话，则会因热收缩而引起翘曲等变形，因而须使模具各部分均匀冷却。 温度控制的理论
15、要素。 模具的温度调整，对成形品的品质，物性及成形效率大有影响，冷却孔的大小与其分布为重要的设计事项。 热在空气中，主要藉辐射 和对流来传播，在固体或液体中主要藉传导来传导。固体的热传导也 因物质的不同而有所差异，而表不同物质的交界处也有界膜传热系数。在液体中，热的传导因传 热 管的大小，流速，密度，粘度等而民，热计算公式很复杂，需要很多假定，不易求解。但最近由于电脑的发展等已容易计算，可行理论解析。1. 模具温度控制所需的传热面积熔融材料的热量约5%,因辐射或对流而尚失于空气中，95传导于模具。假定材料带入的热量全部传播到模具，其热量为Q.则Q=S*G*(CP*(T1-T2)+L) (KCAL/HR)S:每小时的射出数（次/HR）G:每次射 出材料的重量（KG/次）CP:材料的比热（KCAL/KG.）T1:材料的温度。（他：取出时的成形品温度，即模具温度。L:熔解潜热（KCAL/KG）现设： CP(T1-T2)+L=A S*G=M则 Q=M*A(KCAL/HR)M:每小时射出于模具的材料重量A:材料1KG的全热量 所谓融解潜热是材料的相变化产生的热量，亦即材料从料体变成完全固体时，从材料出的热量。以单位重量表示。表1所示为各种材料在成形条件下，1KG材料在成形条件下，1KG材料的全热量。 热量QWW 模
