结合线问题探讨及解决方式.ppt

结合线问题探讨及解决方式 主讲人 陈介聪2014 6 24 凯华公司内部训练教材 目录 一 结合线的形成与原因page1 8 二 结合线的改善方式page9 二 1 调整壁厚 改变结合线位置page10 14 二 2 调整熔合角度加上排气装置 提升结合线程度page15 17 二 3 进料口移位或尺寸变更 改变结合线位置page18 24 二 4 追加冷料区 排除冷料 提升结合线程度page25 31 二 5 追加辅助流道 提升结合线程度page32 33 三 MoldFlow的料口设计原则page34 36 1 3 一 结合線與熔合線 WeldLine和MeldLine 熔接線 WELDLINES 當兩個流動前端相遇時就會產生熔接線 如左圖 因此在多澆口系統中熔接線很難避免 熔接線除了在視覺上難看以外 由於應力集中 容易使成品品質惡化 熔接線雖然不易消除 但是經由電腦分析 我們可以將其設計在比較不影響的位置 這樣就不會造成成品外觀及內部結構的不良 澆口位置及澆道尺寸大小也與熔接線的位置有很大的關係 熔合線 MELDLINES 熔合線與熔接線非常類似 差別只是當兩個流動前端相遇後 原料沿著相遇的位置往前流動而形成熔合線 2 4 一 结合線or熔合线发生原因 长城后门板结合线 3 5 一 各成形材料的L T与射出压力关系 4 6 一 Gate数量及位置 在選擇料口數目時 可以將整個模穴部份分隔成幾個區間 submoldings 如圖40 分隔的原則如下 1 每一個區間有相同的體積 2 每一個區間有相同的壓力降 3 溶接線及溶合線的位置必須在最不會影響成品品質的區域 4 避免滯流效應 5 避免逆流效應 在這個簡單的範例中 料口數目及位置的選擇必須符合P1 P2的要求 5 一 料口位置 在訂定料口位置時 我們必須根據流動平衡的原則 確保充填時模穴內部塑料的每個流動路徑都能保持相同的時間及壓力 應用這個原則 我們也可以判斷出理想的料口數目 簡單的模穴形狀 圖47 49是充填T形模穴時的幾種料口位置選擇方式 圖47的充填方式可以達到流動平衡 但是充填路徑較長 需要比較大的充填壓力 圖48中的料口位置選擇在中央部份 可以避免充填壓力過高的問題 但是卻會造成流動不平衡 圖49中的料口位置選擇在T形的頂端部份 改變成品各部份的厚度 可以達成流動平衡 6 一 流动模式 模具設計的主要目的就是設計出平順的充填形態 也就是在充填過程中 塑料流動方向不改變而且流動前端能夠保持直線狀態 以下介紹一些能夠使流動前端保持直線狀態的澆道系統 這些系統是利用尺寸設計來控制澆道的溫度及流動形態 圖41表示單邊料口的充填方式 這種方式可以藉由尺寸設計達到流動平衡 也就是一般說的人工平衡 但是無法達到自然平衡 圖42表示料口在中心位置的熱料道或三板模的人工平衡充填方式 圖43表示雙邊料口的人工平衡充填方式 中間部份必須有排氣口 圖44表示扇形料口的充填方式 扇形料口在製造平板形的成品時是非常有效的 扇形的角度及厚度必須詳細計算 以確保流動前端能保持直線形狀 此外 由於扇形料口寬度大 可以設計的非常薄 而減少廢料 7 一 复杂模穴形状的gate位置选择 圖50 53是充填複雜模穴時的幾種料口位置選擇方式 圖50中我們採用三個料口從圖面的下方注入 很明顯的 由於充填區域不同 A料口的尺寸必須大於B料口 這會產生一些問題點 第一個是逆流問題 由於AB料口的距離近 A料口流出的塑料會與B料口產生逆流效應 使B料口附近的區域過度充填 即使我們調整AB間的距離 問題仍然存在 如果改變料口位置從另一面充填 如圖51所示 將會產生另一個問題 溶接線位置恰好在成品最薄部份的中心線上 如果改變料口位置如圖52所示 利用輔助流道來增加B料口的充填區域 也會產生另一個問題 輔助流道會具高方向性 難以剪斷 如果我們將模穴分成三個區間 使每個區間的體積及壓力相等 如圖53所示 將可以得到較佳的充填形態 8 一 滞流效应的对应 圖55 57表示採用多料口的方式以避免滯流效應的例子 在圖55及56中我們分別由A及B的料口處開始充填 由於整個充填過程很明顯地前後分成厚薄兩個區域 導致滯流現象 在圖57中我們將模穴分成兩個區間 使用兩個料口進行充填 此外 為了避免溶接線位置恰好位於較薄或厚薄區的交接處而影響成品強度 我們計算出適當的澆道尺寸來控制溶接線的位置 滞流区域 滞流区域 9 二 结合线改善方式 1 利用壁厚调整 改变结合线位置or结合线程度 亦即抑流or助流方式 2 调整塑料熔合角度加上排气装置可以改善结合线程度 3 进料口移位or尺寸变更 移动结合线于不明显区域 4 追加冷料区 排除冷料 提升结合线程度 5 追加辅助流道于碰穿面 使高温塑料流过后 提升结合线品质程度 10 二 1 助流与抑流设计 對於流動肋部 抑流設計我們以圖62的說明 圖62是一個小的四方形盒子 當進行充填時 最方便的方式就是將料口設在頂面的中心位置上 但是這種方式所製造出來的成品會因為各點不同的方向性而產生翹曲現象 如圖63所示 1 2 3點與料口的距離都不一樣 三者的壓力也不相同 呈現非平衡流動形態 我們可以經由改變成品某些部份的厚度來改善上述的缺失 也就是在模穴內設計流動肋部 增加厚度 或抑流設計 減少厚度 來控制流動速率及流動方向 流動肋部會增加原料的使用量 同時也會增加料口附近的冷卻時間 缺點為非常容易引起因為冷卻時間不同而造成的翹曲現象 優點為可以減少料口附近的應力 降低射出壓力及得到較佳的流動平衡 這些優點也有可以防止翹曲發生的作用 反過來說 抑流設計可以節省塑料的使用量 也不會改變料口附近的冷卻時間 流動肋部及抑流設計的設計如圖64 65 何時使用流動肋部或抑流設計並沒有一定的準則 必須根據應力及壓力狀況而定 有時兩者倂用可能是最好的方法 例如增加主要流動路徑的厚度 而減少其他部份的厚度 11 二 1 均一方向的流动模式 圖58是一個大形的四角形盒子 由於體積太大 無法使用單一料口的方式進行充填 在圖59中我們採用四個料口 分別位於盒子的四個頂點 這種充填方式將會在中央部份發生空氣陷入的問題 圖60中為了改進上述的問題點 我們在盒子的四個頂點中央增加一個料口 但是這種充填方式會造成複雜的流動形態 違反簡單流動形態原則 為了能夠遵循簡單流動形態原則 使整個充填過程中流動前端保持直線形狀 我們採用流動肋部以改善充填狀態 如圖61所示 助流的壁厚改善方法 12 13 二 1 結合線的對策 肉厚調整 使合流位置避開電鍍範圍 助流or抑流方式 Camry前欄結合線的短射狀況 改善前 橫向柵欄先行流動再與電鍍區外圍合流 Camry前欄結合線改善後狀況 電鍍區已合流 故不與橫柵欄發生結合線 如圖Camry前欄結合線改善 是利用肉厚調整 橫向柵欄逃肉 減緩流速 避免與外圍塑流於電鍍區域合流造成結合線 14 二 1 結合線的對策 肉厚調整 使合流位置避開電鍍範圍 助流or抑流方式 BK07028前欄結合線改善 第一次TRY塑流狀況 第二次調整肉厚塑流狀況 BK前欄第三次肉厚調整後塑流狀況 如圖BK07028前欄中央採直接斜口充填時 中央橫向柵欄速度較外圍電鍍區快 造成分流於兩側 產品結合線 改善時須將柵欄流速減緩 使外圍電鍍區先合流 再使橫柵欄與外圍合流 15 二 2 熔合角度 排气 改善熔合表面状态 16 二 2 熔合角度对应熔合线影响 排气 良好熔合角度 ABS材料熔合角度例 最佳熔合角度 PP材須大於110 ABS材須大於130 17 二 2 熔合角度调整 塑料的最佳熔合角度 1 利用肉厚調整 使熔合角度達到PP材110 以上 2 於熔合線的分模面上加設排氣溝 避免氣體阻礙材料熔合 18 二 3 利用进料口位置的变更 可调整结合线位置1 不影响美观的位置 2 不影响强度的位置 19 二 3 熔合线对策进料口尺寸调整方式 改变结合线位置 結合線 改善前 DS04233素材結合線狀況 結合線 改善後 DS04233料口位移後結合線狀況 加大中央主料口为大片扇形料口 20 二 3 熔合线对策进料方式更改 改变结合线位置 改善前 AM05007結合線 改善後 AM05007下巴更改為5點閥式料口的狀況 1 AM05007原採用OPEN料口3點 於排氣孔處造成結合線 2 變更閥式進料5點後 已無結合線問題 21 二 3 结合线的对策 变更进料方式 J87飾板改採中央潛狀料口 易保壓並改善結合線 J87飾板採2點側邊進料 中央處產生結合線 如圖是J87電鍍飾板結合線改善狀況 改善前 2點側邊進料 殘留應力及結合線發生 改善後 單點潛狀料口 易保壓 無結合線 結合線 22 二 3 阀式料口对应结合线的改善方式 前欄閥式料口例 結合線的改善 AM050073點料口 5點閥門料口 改善結合線 1 歐美地區對於閥式料口已大量採用 2 採用閥式料口時 料口與料口間距離不可太長 否則冷料熔合時 品質NG 23 二 3 熔合线对策进料位置调整方式 改变结合线位置 改善前 FD04360結合線狀況 改善後 FD04360料口位置調整後熔合線狀況 1 FD04360於C面進料時 熔合線發生於B面 2 將C面料口焊補 利用A面主料口充填 再CHECKC面充填狀況 做C面料口的微量補料 24 二 3 KHS130305格栅 改变料口位置 1 两点侧料口 中央产生结合线 2 改单边侧料口 无结合线 但流动长度太长 造成射压大 毛边打 3 最佳料口方式 由mark处直接进料 往产品两端充填是OK 又没有结合线问题 25 二 4 结合线对强度的影响 26 二 4 安全气囊的强度 安全气囊盖与组装孔位部易因结合线破坏强度 27 二 4 设溢料区改善空位结合线破裂 OVERFLOW 1 KA05002下巴於組立孔處 因結合線強度不足易裂 2 利用溢料區把冷料推到溢料區 可提升熔合強度 28 二 4 设溢料区改善孔位破裂 KHS130361 OVER FLOW 因冷料区面积太小 造成冷料无法完全排出 29 二 4 熔合线对策加设溢料区 OVERFIOWAREA DS04231結合線凸起 加設溢料區 DS04231因結合線凸起 於分模面上加設溢料區 使塑料流動末端的冷料可往前推入溢料區內 則熔合線品質可提升 30 二 4 结合线凸起改善对策 追加溢流区释放压力 改善前 AM04042B P中央料口部凸起 料口充填不均的壓力差 改善後 AM04042B P中央部加大溢料區 使造成釋壓作用 避免中央凸起 31 二 4 追加OVERFlow改善结合线程度 32 二 5 利用辅助流道改善结合线 公模側輔助流道 熔合線位置於C面 上圖是HONDAB P 利用輔助流道將靠破孔造成結合線沖散至C面不明顯位置 33 二 5 HONDA后仓板利用刹车灯碰穿孔追加辅助流道 提升结合线程度 34 三 MOLDFIOW的设计原则 一 澆口數目我們可以利用電腦模擬充填模穴時需要的壓力值來決定澆口數目 只要能有效的充填模穴 大部份的情況下我們儘可能採取最少的澆口數目 二 澆口位置澆口位置的訂定一般根據流動平衡原則 也就是說我們一直改變澆口位置直至充填時各部份的充填時間及壓力均相同 假如扔一直無法達成平衡 可以使用抑流設計 Deflectors 或肋部 Leaders 方式修改模穴尺寸 改善平衡狀況 三 流動形態理想的流動方式流動前端應該是直線形的 而不是圓形的 如此能夠形成均一的方向性 在流動形態方面還必須注意常會發生的問題點 例如滯留效應 逆流效應及不希望的溶接線位置等等 四 澆道設計澆道設計與充填形態 溶接線位置及流動時產生摩擦熱量有很大的關係 35 三 MOLDFIOW的流动观念 一 單方向流動形態單方向流動原則表示塑膠原料在整個充填過程中 流動前端最好保持單一方向 同時前端為直線形 二 流動平衡流動平衡原則表示模穴中所有的流動路徑最好能保持平衡 也就是保持相同的充填時間及壓力 三 定壓力梯度定壓力梯度原則表示大部份有效率的充填形態都是在定壓力梯度下完成的 所謂壓力梯度就是單位長度的壓力降 四 最大剪應力充填時的剪應力必須低於某一臨界值 這臨界值的大小與材質及使用情況有關 五 均勻的冷卻時間成品各部份的冷卻時間必須均一 以避免發生翹曲現象 六 溶接線及溶合線位置溶接線及溶合線的位置必須控制在最不會影響成品品質的區域 36 三 MOLDFIOW的流动观念 七 避免滯流效應選擇澆口位置時必須考慮充填過程中的流動方式 儘可能避免將流動分為較厚及較薄的部份 以避免滯流效應 八