充填系統

充填系統
功能
引導從射出機噴嘴(Nozzle)所射出的熔融材料進入成型空間(模穴)中成型
組成
注道
主流道
支流道
澆口
※流道系統的設計是否適當,直接影響成形品的外觀,物性,尺寸精度和成形周期.
充填系統-示意圖與實品
充填系統-流道形狀
主要分三種
1.圓形
2.半圓形
3.梯形
流道流動
流道流動之不平衡及改善
流道流動改善
充填系統-澆口形式
直接澆口
方形邊緣澆口
搭接澆口
扇形澆口
薄膜澆口
圓盤澆口
點狀澆口
潛狀澆口
並有下列幾種形式
1.直接澆口
熔膠由豎澆道直接進入模穴,單穴成品射出成型時,系經由模具中心射出.因此澆口痕跡將殘留於成品中央.
示意圖
實品圖
2.方形邊緣澆口
3.搭接澆口
此型澆口與方形邊緣澆口唯一不同點是熔膠間接進入模穴,可減低一部份冷膠痕跡,但澆口去除常造成困擾,因為加工不易,因此除了硬質PVC外,均適用.
示意圖
實品圖
4.扇形澆口
此澆口可使大型產品在短時間內充填完成.
示意圖
實品圖
5.薄膜澆口
常見場合
1.大而薄的成品.
2.塑膠的縱向與橫向收縮率有較大差異
,且無法從產品中央位置做澆口設計時.
示意圖
實品圖
6.圓盤澆口
單穴圓筒狀產品可以考慮使用此種澆口.
7.點狀澆口
亦稱為Pin-pointGate針點澆口,可以使流道和澆口在開模或頂出過程中與產品自動分離.
示意圖
實品圖
8.潛狀澆口
亦稱隧道式澆口(TunnelGate)
特點:澆口痕跡小,位置易設定在產品不重要的部位,成品頂出過程中,同時將澆口切斷,可以達自動化的效果.
示意圖
實品圖
充填過程
充填階段時,當熔膠流入模穴時與冷的腔壁接觸,會形成薄的凝層,靠近壁上的熔膠溫度會降低,在熔膠流動的峰前,由於噴流效應(FountainFlowEffect)熔膠從中心往兩模腔壁流動造成等速的熔膠流動,同時熱熔膠從中心帶至前緣及兩邊模腔壁.在熔峰後端之熔膠則是層狀流動,在中心的流動速度最大,而凝固層邊的流速為零.
『噴流效應』之原因及防止
D/d太大〈中央澆口〉
模溫低
射速快
由邊緣設定澆口
常見充填問題(1)
過度保壓(overpacking):過度保壓會增加內應力,使產品密度較大,甚至出現毛邊.
保壓不足(underpacking):保壓不足的產品在融膠冷卻後會收縮,使產品不合規格,在局部較厚的部分,其背面會出現凹陷.
常見充填問題(2)
縫合線(weldline):融膠遇到阻礙就必須繞行,融膠會分流.當分流的融膠重新會合時,會留下一道痕跡,就是所謂的縫合線.
停滯效應:融膠會挑好走的路走,所以融膠會容易在薄的地方產生停滯,會傾向將別的部分先充填完.【形狀斷面積較大】
常見充填問題(3)
兢流道效應(racetrackeffect):融膠欲流向阻力較小的流道,因此充填厚度不均勻的工件,厚度大的地方融膠流得快.
凝固層(frozenlayer):凝固層出現時,射出產品會材質不均勻,表面較不平順,較嚴重的還會發生短射.
常見充填問題(4)
流向雜亂:流向雜亂會使工件強度較差,表面的紋路也較不美觀.
暗逆流:較接近主流道的入口,射出的融膠壓力較大,而壓力較大的融膠會壓迫旁邊壓力較小的融膠,將造成逆流的現象.
充填系統-設計目標
避免問題
保壓不足,保壓過度…等.
同步充填
流動平衡設計,管流,板流….
流向單純
如右圖
圓管流的公式
圓管流及平板流的公式,流道設計時都會考慮進去,計算壓力(P)與流量(Q)的關係,以便達到同步充填.
平板流的公式
進點配置
進點配置和縫合線的位置息息相關,也跟是否能夠同步同填有關,以下以汽車保險桿的模流分析做例子,加以說明進點配置的重要
進點在上方有四點,側方有兩點,而且上方的每二個進點距離相等,且流道尺寸亦相同,因而導致無法同步充填,因此可以改善進點的配置與流道尺寸,如下圖.
經過改良後的進點配置,流道尺寸上方中間部份較小而兩旁尺寸較大,由左圖就可以看出已經可以同步充填了.
流道平衡
1.融膠的性質
2.流道平衡基本公式
3.流道的配置
4.電腦輔助模流分析
流道平衡可說是充填系統中最重要的課題,流道若能平衡,不但能避免許多充填問題,更確保了產品品質的齊一性.以下四個部分來說明如何達到流道平衡:
___由圖中我們很容易看出上件(有按鈕的)先充飽,沒有同步充填,可能發生過度保壓.原因是上件有許多孔,融膠需求量比下件少,但是兩邊流道澆口尺寸卻一樣.
若我們把下件的流道澆口尺寸加大一些(請與上圖仔細比較),使得在同樣的時間內,融膠流入下件的量較多,就能夠同步充填了.