內縮 變形 區域 內縮 變形 區域 內縮 變形 區域 內縮 變形 區域 內縮 變形 區域 內縮 變形 區域 內縮 變形 區域
第四章 塑膠品內縮變形之改善實驗 4.14.1
4.14.1 實驗之目的實驗之目的實驗之目的實驗之目的
本案所使用之塑料為旭化成 ABS+PMMA 之(1)AT35(2)IM070(3)191 等三 種同性質之塑料，由於此系列塑料僅能獲取有限地相關之物性資訊，首先 以ABS 及 PMMA 之特性判斷其縮水率約千分之 3~5 之間做為模具設計依據。
然而本實驗對象其上下蓋組立後的間隙設計為 0.05mm，因上蓋外殼成型後 恐有內縮變形之虞，如圖4-1 所示。問題造成整機產品組立後產生異聲問 題，希望藉此改善此問題的研究能順利解決異聲問題的發生，有效的控制 產品外觀間隙的均勻性，順利完成產品大量生產的目標。
圖 4-1 內縮變形區域
4.2 4.2 4.2
4.2 實驗之方法實驗之方法實驗之方法實驗之方法
實驗之上蓋模具設計為一模四穴如，圖 4-2 所示。依據同一廠商所提 供之不同型號的 ABS+PMMA 塑料分別進行 AT35、191、IM070 進行試模確認 其的尺寸變化，分別以調整不同參數(1)模溫(2)射速(3)保壓分別對於內縮 變形之處以 2.5D 之電子量測儀器進行量測，試圖了解依此調整參數對於現 有之模具之影響程度。
圖 4-2 一模四穴針點進膠
三板模針點進膠 三板模針點進膠 4.3
4.3 4.3
4.3 實驗之模具實驗之模具實驗之模具實驗之模具
依據先期模流分析(Moldex3D)及模具廠檢討的結果,找到最佳的進膠 點(Gate)位置，如圖 4-3 所示。模具規格定義與成品外觀表面要求鏡面處 理(Mirror finish)及模具表面處理規格，如圖 4-4 所示。實驗之成品模具 設計圖，如圖4-5 所示。
圖 4-3 進膠點(GATE)位置 GATE
圖 4-4 模具規格定義/成品表面處理定義
圖 4-5 模具結構圖
4.4 4.4 4.4
4.4 模具水路設計模具水路設計模具水路設計模具水路設計
熱可塑性塑膠之射出模具溫度控制最為常用的方式。模板上設有冷卻 孔或者模心的內部設有冷卻用的溝槽等結構，在冷卻環路中使用水、油、
多氯聯苯等冷卻用媒體，將模具溫度循環保持在適當的溫度；除了模具溫 度的高低之外，還有一項重要的事情就是模具各部份之溫度的保持應該儘 量要求均一性，如圖 4-6 所示。
圖 4-6 模具冷卻水路設計
對於生產一般品的模具，模穴各部位的溫度差，應能控制在 5℃以內；
至於高精密度的品，溫度差更應控制在 2℃以內。模具的溫度可冷媒的流 量、流速來控制；模穴的溫度差雖亦可由冷媒的流量、流速來控制，但會 影響模具溫度。一般性之原則介紹如下：
(1) 在模板開設多數冷卻孔的時候，應該在接近料管的部位(溫度最高的地 方)最先通水之後，在使之向外循環。
(2) 使用其塑料收縮率較大的材料時如聚乙烯(PE) ，應該盡量沿著主要的 收縮方向開設冷卻溝槽，用以防止變形。
(3) 進出水孔間距應在 27mm 以上才有空間連接水孔接頭。
(4) 模仁水孔間距理論應為其直徑的 3~5 倍。
(5) 冷卻水路出水口不可正對注射機的拉杆，以免造成水路安裝困難。
(6) 對散熱困難的細長模仁可以使用熱傳導性良好的鈹銅制造。若型芯較粗 時(通常>8mm)﹐可在其內部加入銅棒﹐銅棒一端接到模板水路。
(7) 冷卻管道至模穴的距離，會影響冷卻效果及溫度的均勻，冷卻管道的溫 度分不是成同心圓，當距離模穴近時冷卻效果較好，但會使模穴表面溫
度差距較大。冷卻過程熱傳導的最重要部分是從水管壁到冷卻介質的熱 傳導，如圖 4-7 所示。
(8) 受到從模具材料到冷卻介質熱傳導影響，熱傳導受冷卻液流經模具材料 時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷卻液的性質及冷卻液流速的影響。
冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導比層流有 效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導能力。
在考慮冷卻介質時﹐要確保廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠 的壓力下達到所需的流速﹐並在一個溫度和所需的速率下釋放熱。因此，
設計冷卻管道時應兼顧冷卻效果、溫度均勻、模具強度等因素。
圖 4-7 冷卻過程熱傳導
4.5 4.5 4.5
4.5 實驗之參數設定實驗之參數設定實驗之參數設定實驗之參數設定
為滿足客戶所要求之品品質，在射出中調整的參數因子繁多，本實驗 之模擬參數設定，如圖 4-8 所示。塑膠射出控制參數因子如射出速度、射 出壓力、模具溫度、保壓壓力、冷卻時間等，如表 4-1 所示。塑膠射出加 工過程，如表 4-2 所示。製程條件因素有以下:射出速度(包括充填速度、
導螺桿轉速、開閉模座速度、成品頂出速度等)；射出壓力(包括充填壓力 上限(一段壓) 、保壓壓力(二段壓)、導螺桿背壓等)；射出溫度(包括料筒 溫度、噴嘴溫度、模具溫度等)；時間(包括充填時間、保壓時間、冷卻時 間等)；位置(包括進料位置、充填與保壓轉換位置、頂出量、殘留量等) 。
圖 4-8 參數設定