充填系统
功能
引导从射出机喷嘴(Nozzle)所射出的熔融材料进入成型空间(模穴)中成型
组成
注道
主流道
支流道
浇口
※流道系统的设计是否适当,直接影响成形品的外观,物性,尺寸精度和成形周期.
充填系统-示意图与实品
充填系统-流道形状
主要分三种
1.圆形
2.半圆形
3.梯形
流道流动
流道流动之不平衡及改善
流道流动改善
充填系统-浇口形式
直接浇口
方形边缘浇口
搭接浇口
扇形浇口
薄膜浇口
圆盘浇口
点状浇口
潜状浇口
并有下列几种形式
1.直接浇口
熔胶由竖浇道直接进入模穴,单穴成品射出成型时,系经由模具中心射出.因此浇口痕迹将残留於成品中央.
示意图
实品图
2.方形边缘浇口
3.搭接浇口
此型浇口与方形边缘浇口唯一不同点是熔胶间接进入模穴,可减低一部份冷胶痕迹,但浇口去除常造成困扰,因为加工不易,因此除了硬质PVC外,均适用.
示意图
实品图
4.扇形浇口
此浇口可使大型产品在短时间内充填完成.
示意图
实品图
5.薄膜浇口
常见场合
1.大而薄的成品.
2.塑胶的纵向与横向收缩率有较大差异
,且无法从产品中央位置做浇口设计时.
示意图
实品图
6.圆盘浇口
单穴圆筒状产品可以考虑使用此种浇口.
7.点状浇口
亦称为Pin-pointGate针点浇口,可以使流道和浇口在开模或顶出过程中与产品自动分离.
示意图
实品图
8.潜状浇口
亦称隧道式浇口(TunnelGate)
特点:浇口痕迹小,位置易设置在产品不重要的部位,成品顶出过程中,同时将浇口切断,可以达自动化的效果.
示意图
实品图
充填过程
充填阶段时,当熔胶流入模穴时与冷的腔壁接触,会形成薄的凝层,靠近壁上的熔胶温度会降低,在熔胶流动的峰前,由於喷流效应(FountainFlowEffect)熔胶从中心往两模腔壁流动造成等速的熔胶流动,同时热熔胶从中心带至前缘及两边模腔壁.在熔峰后端之熔胶则是层状流动,在中心的流动速度最大,而凝固层边的流速为零.
『喷流效应』之原因及防止
D/d太大〈中央浇口〉
模温低
射速快
由边缘设置浇口
常见充填问题(1)
过度保压(overpacking):过度保压会增加内应力,使产品密度较大,甚至出现毛边.
保压不足(underpacking):保压不足的产品在融胶冷却后会收缩,使产品不合规格,在局部较厚的部分,其背面会出现凹陷.
常见充填问题(2)
缝合线(weldline):融胶遇到阻碍就必须绕行,融胶会分流.当分流的融胶重新会合时,会留下一道痕迹,就是所谓的缝合线.
停滞效应:融胶会挑好走的路走,所以融胶会容易在薄的地方产生停滞,会倾向将别的部分先充填完.【形状断面积较大】
常见充填问题(3)
兢流道效应(racetrackeffect):融胶欲流向阻力较小的流道,因此充填厚度不均匀的工件,厚度大的地方融胶流得快.
凝固层(frozenlayer):凝固层出现时,射出产品会材质不均匀,表面较不平顺,较严重的还会发生短射.
常见充填问题(4)
流向杂乱:流向杂乱会使工件强度较差,表面的纹路也较不美观.
暗逆流:较接近主流道的入口,射出的融胶压力较大,而压力较大的融胶会压迫旁边压力较小的融胶,将造成逆流的现象.
充填系统-设计目标
避免问题
保压不足,保压过度…等.
同步充填
流动平衡设计,管流,板流….
流向单纯
如右图
圆管流的公式
圆管流及平板流的公式,流道设计时都会考虑进去,计算压力(P)与流量(Q)的关系,以便达到同步充填.
平板流的公式
进点配置
进点配置和缝合线的位置息息相关,也跟是否能够同步同填有关,以下以汽车保险杆的模流分析做例子,加以说明进点配置的重要
进点在上方有四点,侧方有两点,而且上方的每二个进点距离相等,且流道尺寸亦相同,因而导致无法同步充填,因此可以改善进点的配置与流道尺寸,如下图.
经过改良后的进点配置,流道尺寸上方中间部份较小而两旁尺寸较大,由左图就可以看出已经可以同步充填了.
流道平衡
1.融胶的性质
2.流道平衡基本公式
3.流道的配置
4.电脑辅助模流分析
流道平衡可说是充填系统中最重要的课题,流道若能平衡,不但能避免许多充填问题,更确保了产品品质的齐一性.以下四个部分来说明如何达到流道平衡:
___由图中我们很容易看出上件(有按钮的)先充饱,没有同步充填,可能发生过度保压.原因是上件有许多孔,融胶需求量比下件少,但是两边流道浇口尺寸却一样.
若我们把下件的流道浇口尺寸加大一些(请与上图仔细比较),使得在同样的时间内,融胶流入下件的量较多,就能够同步充填了.