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1、塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討塑膠射出成型進階教程目錄第一章:射出成型原理探討第二章:安定成型的參數設定第三章:低壓成型技術概述塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討1.前言熱可性塑膠加熱熔解后在塑形過程中及完了後又漸漸冷卻至定形,這幾乎是所有塑膠成型加工法的必要程序.受熱熔解,冷卻固化,意味著塑膠分子鏈團的被解開與再集合,但射出成型加工的過程,絕非如此而已,它必需在模腔被充滿後,為補嘗冷卻後的容積收縮,而在塑料尚在高溫時,适時適量地補充注入.一定容積的模腔,要擠入較多的塑料,必定對熔融的塑料形成壓縮,壓縮使塑料產生抵抗(模腔內壓),在抵抗仍然存在的時間內适當的保持
2、壓力的對抗(避免模腔內塑料逆流)是不可避免的.模腔的充填速度如果太慢,則因塑料溫度的降低(流動阻抗增加),有可能使充填無法完全(短射),或充滿後的壓縮變成困難,但充填速度太快,則又容易形成外觀上不良的等問題.綜上所述,溫度,壓力,速度,時間和量等五大參數,對射出成型工程的影響是我們所必需探討的.塑膠射出成型進階教程第一章:射出成型原理探討2.壓力--比容積--溫度(1)塑料的熱舉動觀察因溫度變化,塑料的轉態及比容積的變化,熱可塑性塑膠可分為兩大類----不定形(amorphous)及結晶性塑膠.(partiallycrystalline)結晶性塑膠在低溫形成的緊密而規則的分子鏈纏集結構
3、(結晶區域),必需被加溫到熔解溫度(TM)以上,分了鏈鏈才會散開如同下定形塑膠,這時它才發生熔融而能流動,射出成型的充填和壓縮也必需在這個狀態下完成不可.部分結晶玻璃態橡膠態液態溫度--比容關係圖TgTm溫度比容積(v)塑料射出成型进阶教程第一章:射出成型原理探讨(2)受热下的热举动射出成型过程中,塑料的比容积除因温度变化而随着改变外,也会因受到压缩而改变,它们之间的关系如图:0501001502002501.21.11.00.903006008001000温度(0C)比容积0501001502002501.11.00.90.803006009001200温度(0C)比容积1.2150
4、0压力压力不定形塑料p-v-t示意图结晶性塑料p-v-t示意图塑料射出成型进阶教程第一章:射出成型原理探讨检视p-v-t图,必需要加以注目的就是,无论不定形塑料或结晶性塑料,其软化或熔解的温度都会因受压程度愈大而形成愈高,因此,加工温度的设定不能只考虑塑料在加热筒内的熔融而已,必需也要将在模腔内被压缩的因素也一并考量.尤其,结晶性塑料的温度一降到Tm以下时,就会由熔融状态再度形成结晶的结构,使得流动阻抗大幅的上升,甚或不能流动.在熔融状态下的塑料,具有相当大的可被压缩性,以大部份射出成型机的能力而言,强制地将过剩的塑料压挤入模腔,内并非难事,在晕样条件下,成型品将会残留相当大的内部应力
5、下被冷却固化,当然如此一来,成型品的性能将受到影响,如受些许外力或受化学药品的作用,容易受到破坏,甚者在开模离型的瞬间就会发生破裂.塑料射出成型进阶教程第一章:射出成型原理探讨(3).射出工程的p-v-t关系在射出成型整个过程,塑料的压缩程度(内压),温度的变化和其比容积的发迹是一直互动的,我匀可以下述的过程来说明:充填(Filling)熔融的塑料开始被注射,直到模腔刚被充满的阶段.这一阶段,熔融塑料因流路阻抗而轻微受压缩,内压缓慢上升,一般而言较低的料温.较低模温,较长流路,较薄的肉厚以及较慢的充填,都会使流路阻抗较大,而使内压的上升较快.同时,这一阶段由于热料不断的涌入,所以在模穴
6、的同一位置,其料温可视为不变,塑料的比容积因内压的轻微上升也缓慢的增加.压缩结束充填开始最后进入模穴的塑料最先进入模穴的塑料时间料温塑料射出成型进阶教程第一章:射出成型原理探讨压缩(Packing)充填结束,模穴内塑料比容积仍高,(密度低),所以必需再继续压挤追注的过程.压缩阶段在一定容积的模腔里,塑料被不继的压挤,所以内压急剧的上升,其上升的程度主要由压补塑料的量来决定,压缩的量不仅影响内压的上升,也影响成型品的尺寸及性能.在这一阶段,热料仍继续进入模腔,如果其时间不是太长,则模穴同一位置的料温也仅轻微下降,塑料的比容积主要是因内压的急剧上升而大幅上扬塑料射出成型进阶教程第一章:射出
7、成型原理探讨保持(Holding)当模穴内塑料被适当压缩后,应立将注射的压力降低,以防过量,但如降得太低,则因模穴内塑料沿处高温高压状态,将发生逆流,所以必需仍以适当的压力加以对抗,直到入浇口冷凝封住的过程.在保持的过程,热料不再(或极微量)进入模穴,所以料温较快的冷却,模穴内压大致依据下式所代表的原理,逐步下降低:(P+A)(V-W)=R’T式中P:表模穴内压.V:表塑料比容积.T:表塑料温度.A,W及R:是和塑料分子结构有关的系数塑料射出成
