3-1 射出成型簡介[1]
射出成型製程是一種週期性的循環製程，主要分為四個階段，包括充 填（Filling stage）、保壓（Packing stage）、冷卻（Cooling stage）以及頂 出（Eject stage）。射出成型製程基本上是一種非穩態週期程序，所謂非穩 態是指整個射出成型過程是隨著時間變化，而非一成不變，週期性則是指 射出成型是一個週而復始的過程。一個典型的射出成型程序步驟如圖3-1所 示。
3-2 射出成型機規格[1]
一般而言，射出成型機規格指定以鎖模噸數（Clamping tonnage）及射 料量（shot size）兩者為主。其他的參數，還包括了射出速率（injection rate），
射出壓力（injection pressure），螺桿規格（screw design），最大模厚（mold thickness），以及柱間距（the distance between tie bars）。
3-3 傳統射出成型步驟[11]
傳統射出成型最基本的步驟就是充填、保壓、冷卻、螺桿鬆退及頂出 固化塑料等步驟。射出成型機的構造中，一般是使用往復式螺桿，以進行 射出機之進料、熔膠及充填過程，其中螺桿之旋轉乃利用油壓作動來完成。
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圖3-2所示為射出機之射出單元，當塑料從進料筒以一般重力的方式落入料 管，旋轉螺桿將塑料推向料管之加熱區。由於螺桿旋轉是以高速進行，在 將塑料推向加熱區的同時，其螺牙對塑料所施予的剪切作用會產生極大的 剪切熱，促使塑料提前熔化，以確保塑料在獲得加熱區之熱源後，能夠達 到完全熔融的狀態。圖3-3所示為單螺桿之三段區域示意圖，當熔融的塑料 從進料區被推向計量區時，由塑料對螺桿螺牙所施與的反作用力，將迫使 螺桿向後退至原先設定位置，螺桿轉動才會停止。此時料管前端已儲存足 夠的射膠量，等待接著而來的充填製程。
保壓是由於塑膠熔融狀態時之密度較塑膠冷凝為固態時之密度為小，
而冷凝後體積則相對縮小，保壓製程即是為了改善這種情形而設計，當模 穴充填完畢後，再以較高的壓力將模穴外的熔膠再次擠入模穴，並持續一 段時間後，使模穴內塑膠熔膠密度提高，以彌補冷卻後所收縮的體積。
冷卻的目的是將熔膠所含的熱量移除，使塑料從黏稠的熔膠凝結成為 固體狀態，以利成品於脫模時被頂出。模具中冷卻系統效率是影響冷卻時 間的主要因素，依不同模穴的幾何形狀、位置及大小等，必須設計不同冷 卻系統。冷卻劑的不同、冷卻管路相對位置、冷卻管路的大小及冷卻溫度 設計等因素都影響到冷卻時間長短及冷卻系統之效益。
料管內之塑料經高溫融化又經壓縮，當螺桿停止轉動後，塑料會膨脹 從射嘴流出，為使膨脹熔膠不從射嘴流出，故需在射膠動作結束時，將射
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膠螺桿後退少許，以增加料管前端之空間，使塑料有多餘的空間膨脹而不 至於從噴嘴流出。最後打開模穴，將成品、澆道系統及廢料頂出。
3-4 成形條件之各階段重點[1] [9] [11] [12]
在射出成型過程中一般熔膠溫度範圍：150 -350 °C。模具溫度範圍：
40 -120 °C。因為熔膠帶來的熱量使模具溫度升高，而射出機噴嘴與模具澆 口接觸亦使模具溫度上升。當充填完成後，還必須有冷卻系統降低模具溫 度，使塑膠熔膠冷卻固化。
一般而言，射出成型各階段重點如下：
1. 塑化過程要完全熔化且溫度要一致
2. 充滿模穴時，模穴內各處溫度要一致，並且模穴內各處之固化層厚度盡 量小且應一致，才能有效傳遞保壓階段之壓力
3. 充填過程波前速度要穩定，使表層分子拉伸程度一致，及剪切應力一 致。
4. 保壓時模穴各處壓力一致，才能有一致的收縮
5. 冷卻過程中，模穴各處壓力應一致，各處之溫度也應有一致之降低速率，
才能有一致之密度。
6. 不要超越塑料本質之性質，如溫度、剪切率、剪切應力，以免破壞塑料 分子。
模溫控制之所以重要，因為模溫高低與冷卻速率將大為影響塑膠製品
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之外觀尺寸精度與殘留應力發生，其影響包括以下三點：
1. 對成形性及成形效率而言，模溫高則流動性佳。模溫低則能夠縮短固化 時間，提高效率。
2. 對成形品物性而言，模溫高則塑膠材料之結晶度高，表面性質較佳。模 溫低則材料迅速固化，容易不均勻冷卻造成殘留應力。
3. 對防止成品變形而言，冷卻不足容易發生收縮下陷。冷卻不均則容易收 縮不平均，引起翹曲、扭曲。
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(1) Filling stage
(2) Packing stage
(3) Cooling stage
(4) Eject stage
圖3-1 射出成型製程步驟[1]
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圖3-2 射出機之射出單元[11]
圖3-3 螺桿之三段區域示意圖[11]
metering zone compression zone feed zone
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