热浇道的使用时机.doc

热浇道的使用时机热浇道之原理：热浇道模具是将传统式模具或三板式模具的浇道与流道经常加热，于每一成形时即不需要取出流道和浇道的一种崭新构造。由模具的结构来探讨其差异性： 1. 为成形超大件制品：须以热浇道才能使塑料流动例如：汽车内衬板、平衡杆、等，需要较多处同时进浇。2.偏离射出成型机之中心的侧向进浇：以热浇道方式进浇将可使模具的构造简单，成形容易、加快成形速度、减少成形时的料头一举数得。三板模之缺点：(1)三板方式在每次射出时，沉重的母模板须在导梢上滑动，即使新品期间堪用，模具寿命也不长。(2)三板方式在每次顶出时，从模子取出竖浇道的移动量大于从模子取出成形品所必要的模板移动量。3.由顶出侧进浇时，或者需较长之竖浇道时使用：可免除太长的料头所产生的问题，例如：模具行程可减少、节省料头残留量、成形容易、不缩水、无流痕等现象。4.对于一些大型或是允许由中心进浇之产品：(1) 可以用热浇道来取代三板模，以避免不必要的成形机模板的运动。(2) 在三板模使用之方式中，须移动母模板而取出料头，若用热浇道成形法，开模运动可缩短卸下料头所必要的移动，因此可增加模子厚度，传统方式本须用大成形机方可生产时，使用热浇道之后可改用小成形机。5.较难成形之对象：例如：高黏度、低黏性、高成形温度、热浇道系统可解决诸此问题。具体的实例：金属粉末射出、陶瓷粉末射出、塑料磁铁之射出、塑料轴承之射出、热可塑性橡胶（TPE）等等。6.可配合三板模之设计，减少料头取出所需要之行程：以热浇道应用在三板模时有以下之优点：(1)料头容易取出，并且可减少料头取出之行程。(2)射料时之料流动较平均，又可分别控制各射出点的操作条件，射出较容易。(3)节省材料费用。7.节省材料费用及人工费用：节省材枓方面：(1)冷料头所产生之成本（利息损失）。简单的例子：倘若冷料头占废料率的68而言，（在制造时1公斤的材料只能生产320 g的产品，而其余的680 g为冷料头）。(2)仅管冷料头尚可回收，不过基于人力的因素、回收料之混合比例等等之因素之影响，为了维持正常的运转，必须积存有一些冷料头，因而造成资金的滞留。倘若以材料费用100元公斤，其积存的废料为500公斤时，每天所需积压的资金将高达5000.6810034000元，因此其在利息上的损失约达每天200元左右，长期而言，金额非常可观。8.高速射出成形时：高速射出成形不只提高成形效率，如杯子、容器等肉厚薄之成形所不可缺乏的。9.于使用层模（stack mold）时：对于一些浅薄的、数量大的产品，例如：CD外壳、小颗粒产品，只需增加15的锁模力，以相同的射出时间，即可增加80的产量。10.环保问题与效率的问题：由于热浇道是不产生垃圾，因此无所谓处理垃圾的问题。所谓的垃圾意味着：(1)资源的浪费：分析塑料射出成形的过程中(2)不占储存料头空间，无绞碎之噪音及变质的问题。由于塑料种类繁多，加上多种色泽不一，因此往往因积存料头，必须在寸土寸金的土地上占有不少空间，同时积压了不少资金。同时因绞碎必须产生噪音影响安宁，较差的工作环境影响工作士气。 二、热浇道与模具业由于时代的巨轮不断的、快速的，而且很残酷的往前快速迈进，加上我国内近来的几项福利政策业已开始：全民健保、国民年金等相关实施，不只使得以人力为主的模具业成本大增，更糟糕的是人力市场难求，模具业普遍缺人的现象令人心忧！因此在有限的人力资源之下，如何提高您的模具利润以应付日益增加的成本，乃是目前大家面临的主要问题，提高精密度，自动化制模，固然是一种很好办法，不过需要投入大量资金购买设备、训练人员，针对以上情况，最简单，最容易达成的方式，莫过于对热浇道之使用做透彻的了解。 三、塑料材料特性之介绍射出成形之加工就是（溶化）（流动）（成形）（固化结晶化）的工程。因此对于塑料的特性，就格外重要了。例如：溶解温度、压力、黏度、比热等都必须予以重视。由于塑料之领域非常广阔，于此无法深入其间，不过我们将针对其常识部份加以说明。1.可塑化塑料之所以能够成形加工，是由于它在温度与压力的作用下产生变形，依受热的温度不同，可分为四种状态，即玻璃状态、高弹性状态、可塑化状态、分解状态，如图标：玻璃状态：0T1，分子在冻结状态，硬且脆，遇压力则易破裂。高弹性状态：T1T2，因外力可变形，未达溶化状态不易成形。可塑化状态：T2T3，可随意加工成形。分解状态：T3，塑料开始裂解，出现气体分解物，甚至达烧焦状态。2.成形条件：(注)以下为一般形塑料之成形条件对于每一种不同塑料，其相对的成形区域或有不同，不过其过程分析皆相同。因此对于优秀的模具设计者而言，应确实了解每一种塑料之成形区域及加工特性。射出成形机模具过程可塑化流动充填保压冷却成形不良缺料毛边烧焦翘曲缺损尺寸不良残留应力接合线3.熔化塑料的流动性一般的流体（例如：水、油）其流动状态，皆依照牛顿定义进行。而塑料熔液看似普通的流体，其实乃是非牛顿流体。例如：在牛顿流体中，虽然剪断应力有变化，但其粘度却不变。而塑料熔液，当剪断应力发生变化时，粘度也有明显的变化产生。例如：在牛顿流体中，压力从1增加到了10的时候，则流出量增加了10倍。以塑料熔液来做同样的实验，当压力从1增加到10，其流出量可能增加了100倍，或500倍，甚至1000倍（依照不同的塑料而定）。因此在这种非牛顿流动中，压力增大则流动抵抗减小。因此射出成形时，虽然浇口相当狭小，但却很容易填充于模穴内，至于牛顿流体，再加分类有两种，如图：射出成形是将塑料溶液采用高速度使其产生变形的一种加工法，因塑料溶液有压缩性，在高速的流动下，容易引起弹性的压力变动。这个现象，当流动阻力有急速变化时，即可看出这种弹性的压力变动变生后，流体前端的扩散方向极为混乱不安定。但是采用高速填充时，塑料溶液又像是非压缩性的现象。这种弹性的压力变动（不安定的脉动）是因何而起的？以下分析如图所示：【当塑料溶液之流动类似层流状态时，即模穴在正常且安定的状态下填充】在图中，富有压缩性的塑料溶液以螺旋状的弹簧表示，叙想在弹簧施加压力，使往管子中央移动时，当用一样的速度使弹簧由左往右移动的活动，这是理想的层流状态，由于射出压力与阻力在平衡状态时，弹簧的移动很平滑。【如C】可是在某些情况，必需以急速填充时，射出压力及速度也就异常的增高。因此富有弹性的塑料溶液（弹簧），头一瞬间时承受过程的压缩，第二瞬间时引起强大的阻力，其原因是压力的起伏变动和流动体前端的乱流所发生的，这种流动状况称为弹性乱流。4.塑料材料之选择：设计制品之初即应选择所用塑料，但大都未将模具并入考虑。但可能的话，所选用的材料应使模具之制造简单才好。成形收缩率小者（PS、ABS、PC）的尺寸精度较易达成。而成形收缩率大者（PP、PE、POM）较难做到尺寸精度（模具的公差为成形品公差之1/6）。流动时黏度比较大者（ABS等），溶液较不易流入缝隙中，但黏度小者（如PA、POM）即使间隙很小溶液亦易于进入。成形时之温度较低者(PS等)较易成形且成形周期亦快，但成形温度高者(PC)则较慢。成形时不易变质或分解者（PS、PE、PP等），量产时不易引起品质不稳的不良品，但成形时易发生变质或分解者，若不严格要求成形条件（模具可以精密控制成形条件）则无法量产。此在热浇道之情形下问题尤其严重。5.结晶性塑料与非结晶性塑料从分子的结构观察，结晶性塑料线状高分子，依样其化学构造，有些分子的一部份，乃以有规则地集合，将其称为结晶性塑料。不是所有的分子都变成此状态，依据冷却条件在重量比有4080程度变成结晶状态。此程度称为结晶度。结晶之内都是称为Lamella的分子链弯曲、折叠，而未进入产生单位结晶之结晶部分的分子链存在于Lamella或球晶之间，产生非结晶部分。非结晶性塑料与结晶性塑料不同，分子无法有规则地集合。这是由于形成高分子链之原子团太大、架桥妨碍结晶。从容积变化的观察结果，亦可将热可塑性塑料分为两大类，一种是非结晶性塑料，另一种是结晶性塑料。对于结晶性与非结晶性之分类，在表中有关各种塑料的习性已有注明。对于其容积与温度间之变化，我们可由以下例子来做更进一步的了解。例如：PS（非结晶性塑料之代表）从20加热到200时约膨胀8.3，以密度而言，从0.97 cm/g减少到1.012 cm/g（结晶性塑料之代表）在同条件下有下列的变化：20容积：1.03 cm/g200的容积：1.33 cm/g容积增加率：29已溶融的非晶性聚合物，采用现在所使用的射出成形机，可做大幅度的压缩。因条件而异，过剩的溶融体也可强制填充于模穴内，在这种条件下做出的成形品，残留着很大的内应力而固化。对成形品的性能有很大的影响。它会在脱模的瞬间被破坏，稍受到外力或因化学药品的作用也很容易受破坏。结晶性塑料，因加热使结晶完全融解，溶融体成了非晶状态，其动作与非结晶性聚合物一样。值得注意的是压力变高时，从结晶质到非结晶质的转移温度也会提高。结晶性塑料成形时，在成形品的品质上有一点很重要，即聚合物在非结晶状态时必需要完成成形的动作。这件事，特别是对保压期间而言，保压中的变形即是因流动而引起的。结晶性塑料的溶融体急速冷却后，成形品的某些部份，其再结晶化受到妨碍，再结晶化的现象无法瞬间完成，而随时继续进行，密度和结晶化程度之间有直接的关系，结晶化程度高，则密度提高。相反地，结晶化程度低，则密度降低，因急激的冷却，而使再结晶化受到妨碍的部份，因温度、时间因素的差异下，或多或少继续进行后结晶化。后结晶化继续进行，直到回复原本此部份的密度为止。因此可以了解后结晶化与后收缩是相关连的，后结