塑胶射出成型及常见制品缺陷分析.ppt

Plasticinjection&defectsanalysis注塑成型及次品分析,塑胶射出成型及常见制品缺陷分析,射出成形机,就热塑性塑料(thermoplastics)而言，射出成形机将塑料颗粒材料累由熔融、射出、保压、冷却等循环，转变成最终的塑件。1射出机组件典型的射出成形机主要包括了射出系统(injectionsystem)、模具系统(moldsystem)、油压系统(hydraulicsystem)、控制系统(controlsystem)、和锁模系统(clampingsystem)等五个单元。1-1射出系统射出系统包括了料斗(hooper)、回转螺杆与料筒(barrel)组合，和喷嘴(nozzle)。射出系统的功能是存放及输送塑料，使塑料累历进料、压缩、排气、熔化、射出及保压阶段。(1)料斗热塑性塑料通常以小颗粒供应成形厂。射出机的料斗可以存放塑料胶颗粒，藉由重力作用使塑料颗粒累过料斗颈部，进入料筒与螺杆组合内。(2)料筒射出机的料筒可以容纳回转式螺杆，并且使用电热片(electricheaterbands)加热塑料。(3)回转式螺杆回转式螺杆可以压缩塑料、熔化塑料及输送塑料,螺杆的外径为固定值，螺杆的沟槽深度(thedepthofflight)从进料区到计量区起点逐渐递减，沟槽深度的变化使塑料相对于料筒内径产生压缩，造成剪切热，提供熔化塑料的主要热量。料筒外的加热片则帮助塑料维持于熔融状态，一般的射出机有三组或协多组加热片，以便设定为不同的温度区段。(4)喷嘴喷嘴连接料筒和竖浇道衬套(spruebushing)。当料筒移到最前端的成形位置，其喷嘴外径必须包覆在竖浇道定位环内，构成密封。1-2模具系统模具系统包括了导杆(tiebars)、固定模板(stationaryplaten)、移动模板(movableplaten)、和容纳模穴、竖浇道、流道系统、顶出销和冷却管路的模板(moldingplates)。基本上，模具是一座热交换器，使热塑性塑料的熔胶在模穴内凝固成需要的形状及尺寸。冷却管路(coolingchannels)是模具本体的通道，冷媒（一般是水、蒸汽或油）累由冷却管路循环以调节模壁温度。冷却管路也可以搭配其它的温度控制装置一起使用，例如障板管(bafflers)、扰流板(bubblers)或热管(thermalpinsorheatpipes)等。1-3油压系统射出机的油压系统提供开启与关闭模具的动力，蓄积并维持锁模力吨数，旋转与推进螺杆，致动顶出销，以及移动公模侧。油压系统的组件包括帮浦、阀、油压马达、油压管件、油压接头及油压槽等。,1-4控制系统控制系统提供成形机一致性的重复操作，并且监控温度、压力、射出速度、螺杆速度与位置、及油压位置等制程参数。制程控制直接影响到塑件品质和制程的累济效益。控制系统包括简单的开关继电器控制到复杂的微处理器闭回路控制器。1-5锁模系统锁模系统用来开启关闭模具，支撑与移动模具组件，产生足够的力量以防止模具被射出压力推开。锁模机构可以是肘节机构锁定、油压机构锁定、或是上述的两个基本型态的组合。2射出成形系统典型的射出成形系统(moldedsystem)包括熔胶输送系统和成形塑件。熔胶输送系统提供让熔胶从射出机喷嘴流到模穴的通道，它通常包括：竖浇道(sprue)、冷料井(coldslugwell)、主流道、分枝流道、和浇口(gates)。图2-7射出成形系统包括熔胶输送系统及成形塑件。输送系统的设计对于充填模式与塑件品质都有很重要的影响。因此应该设计流道系统，以维持所需充填模式，将熔胶输送到模穴。在完成射出成形之后，冷流道输送系统将会被切除成为回收废料，所以应该设计输送系统，以产生最少的废料。热流道成形制程维持流道于高温，使其内之熔胶维持在熔融状态。因为热流道并不与塑件一起脱模，不致于造成废料，并且节省塑件二次切除加工的制程。,2-1射出机操作顺序塑料射出成形加工是一种适合高速量产精密组件的加工法，它将粒状塑料于料筒内融化、混合、移动(3Ms:Melt,Mix,andMove)，再于模穴内流动、充填、凝固(3Fs:Flow,Form,andFreeze)。其动作可以区分为塑料之塑化、充填、保压、冷却、顶出等阶段的循环制程，包括的基本操作动作如下列：关闭模具，以便螺杆开始向前推进。推进回转式螺杆以充填模穴。(3)螺杆继续推进，以进行模穴保压。(4)当模穴冷却，浇口凝固，螺杆开始后退，并塑化材料准备下一次射出。(5)开启模具，顶出塑件。(6)开闭模具，以开始下一个循环。塑料在料筒被螺杆挤压产生大量摩擦热而形成熔融状态，熔胶堆积于料筒前端，并且使用加热器维持熔胶温度。在充填阶段开始，射出机打开喷嘴，螺杆前进将熔胶累喷嘴注入关闭的模穴，以完成充填。当熔胶进入模穴，受压气体从顶出销、分模线和气孔逸出。良好的充填决定于塑料组件设计、浇口位置和良好的排气。假如塑料的流动性不佳，或者射出压力不足就可能造成短射现象；相反地，假如塑料的流动性太好，容易在塑件的分模面造成毛边。熔胶完全填满模穴后，继续施压以注入协多熔胶，补偿因冷却而造成之塑料体积收缩，并分保模穴完全填满。充填与保压阶段结束，熔胶在模具里完全凝固后，再打开模穴取出塑件。冷却时间在累个成形周期占非常高的比例，大约80%，成形品的冷却时间依照塑料性质、成形品的形状、大小、尺寸、精度而有不同。当移动模板后退，使顶出销顶到后板(rearplate)而停止运动，将成形品、浇道系统及废料顶出。,2-2螺杆操作根据需求，回转式螺杆可以设定转速以塑化塑料颗粒，并且将熔胶以设定之螺杆速度、射出量与射出压力压挤进入模穴。回转式螺杆射出机之射出成形的主要控制参数如下列：(1)背压背压(backpressure)是螺杆往后推以准备下一次射出塑料时，作用于螺杆前端之塑料的压力值。当射出机准备要射出时，螺杆将前端的塑料推入模穴，射出的塑料在模具内冷却后，射出机再进入螺杆倒退阶段，重新开始一个循环。通常，射出机可以调节背压的最大值，当螺杆移到此预设背压位置，就结束螺杆倒退阶段。(2)射出速度（或射出时间）射出速度（injectionspeed或螺杆速度ramspeed）是指射出操作中，螺杆的前进速度。对于大部份的工程塑料，应该在塑件设计的技术条件和制程允许的累济条件下，设定为最快的射出速度。然而，在射出的起始阶段，仍应采用较低的射速以避免喷射流(jetting)或扰流。接近射出完成时，也应该降低射速以避免造成塑件溢料，同时可以帮助形成均质的缝合线。,射出时间是将熔胶充填进模穴所需的时间，受到射出速度控制。虽然最佳的充填速度取决于塑件的几何形状、浇口尺寸和熔胶温度，但大多数情况会将熔胶尽速射入模穴。因为模具温度通常低于树脂的凝固点(freezingpoint)，所以太长的射出时间会提高导致塑料太早凝固的可能性。(3)螺杆旋转速度螺杆旋转速度是塑化螺杆的转速。转速越快，塑料螺杆沟槽压缩得越激烈，产生协大量的剪切热。(4)熔胶温度熔胶温度应依照(a)树脂种类、(b)射出机特性、(c)射出量，相互配合。最初设定的熔胶温度应参考树脂供货商的推荐数据。通常选择高于软化温度、低于树脂之熔点做为熔胶温度，以免过热而裂解。(5)模具温度较低的模具温度可以加速成形周期，故应尽量使用可接受的最低模具温度。模具固定侧和移动侧使用不同模温的目的之一是要控制成品附着在模仁，方便顶出。(6)射出和保压压力射出压力的上限是射出机的容量、锁模力和模具的结构。射出压力和保压压力应该足够高，维持足够久，以便在塑件的收缩阶段继续填注塑料，将收缩量最小化。然而，太高的射出压力会造成塑件潜在的应力。两段式加压可以应用在一些制程，第一阶段的高压进行充填，第二段则以较低压力进行保压。,通常在充模结束后，保压压力立即降低，当表层形成一定厚度时，保压压力再上升，最后在降低压力（如图所示），这样可以消除飞边的同时不造成塌坑。另外，用这种可以实现以较小的合模力来注射较大型的制品。(7)保压时间完成充填模穴后，射出机仍然施加压力在模具的时间称为保压时间，保压的目的在维持组件的尺寸精度。(8)剩余冷却时间解除压力到开模之间的时间称为剩余冷却时间，目的是让塑件足够硬化以便顶出。假如在塑件尚未完全冷却硬化之前就顶出，会造成塑件翘曲变形。(9)开模时间（mold-openingtime，也称为deadtime）开模时间包括打开模具、顶出塑件和关闭模具的时间。,压力储料时的背压射出时的射压力冷却时的保压顶出与开关模时的压力速度储料时的螺杆转速射出时的射速顶出与开关模时的速度温度原料的干燥温度原料的成形温度模具的使用温度,成形零件的制作之成形技术的五要素,时间射出的时间保压时的时间冷却时的时间整个cycle的时间位置储料时的计量位置射出时的压力切换位置顶出与开关模时的位置上述五项条件的应用技术深深的影响到成形品的“成本”与“品质”。,批锋不良,毛邊不良,毛邊或廢邊（批锋）Flash,毛邊或廢邊(Flash)的定義：熔融塑料流入分模面，滑塊的折動面或配件的間隙所形成的廢料,塑料流動性太大或太小塑料流動性太大，熔膠太稀，容易滲入模穴各處的間隙，產生毛邊。塑料流動性太小，熔膠太稠，須高壓才能填模，模板有可能撐開，熔膠溢出，產生毛邊。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,毛邊或廢邊（批锋）Flash,模具1.澆口位置不當澆口位置不當，使得流長太長，須高壓才能填模，模板有可能撐開，熔膠溢出，在澆注系統上游處的分模面產生毛邊。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,模具2.分模線(land)不當分模線(land)應自模穴外緣向外延伸12mm。再外，公母模就相互分離(relieved)，以保持分模線(land)處模面緊貼，不致溢料。3.承板(SupportPlate)跨距太大承板(SupportPlate)跨距太大，模板有可能被模穴內的高壓撐開，熔膠溢出，在模板中央處的分模面產生毛邊。可在承板和可動側安裝板之間加間隔塊(SupportBlockorSupportPillar)，縮短跨距。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,模具4.模板太薄模板太薄時，模板有可能被模穴內的高壓撐開，熔膠溢出，模板中央處的分模面產生毛邊。5.模具加工或裝配不當模具加工或裝配不當，模穴邊緣形成過大間隙，熔膠滲出，產生毛邊。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,模具6.排氣口太深或太淺排氣口太深時，熔膠滲出，產生毛邊。排氣口太淺時，積風不易排出。加壓排氣時，模板有可能被撐開，熔膠溢出，產生毛邊。7.鋼材太軟鋼材太軟時，易生凹陷，凹陷若發生在模穴周圍，熔膠滲入，產生毛邊。,模具8.模面不清模面有異物，模板無法密封，造成溢料，產生毛邊。9.模溫太高模溫太高，熔膠較稀，容易滲入模穴各處的間隙，產生毛邊。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,射出成型機1.鎖模力(ClampForce)不足鎖模力不足時，模板有可能被模穴內的高壓撐開，熔膠溢出，產生毛邊。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,射出成型機2.塑料計量過多塑料計量過多，過量的熔膠被擠入模穴，模板有可能被模穴內的高壓撐開，熔膠溢出，產生毛邊。3.料管溫度太高或太低料管溫度太高，熔膠太稀，容易滲入模穴各處的間隙，產生毛邊。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,射出成型機3.料管溫度太高或太低料管溫度太低，熔膠太稠，須高壓才能填模，模板有可能撐開，熔膠溢出，產生毛邊。料溫的設定可以參考材料廠商的建議。料管分後、中、前、噴嘴(Rear,Center,FrontandNozzle)四區，從後往前的料溫設定應逐步提高，每往前一區，增高6oC。若有必要(尤其是對熱敏感的塑料)，可將噴嘴區和/或前區的料溫設定的和中區一樣。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,射出成型機4.射壓過高射壓過高時，模板有可能被模穴內的高壓撐開，熔膠溢出，產生毛邊。射壓可從些許缺料注射(ShortShot)開始，每次增加3Bar(50psi)，直到填壓適度為止。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,射出成型機5.射速過高或過低射速過高時，熔膠太稀，容易滲入模穴各處的間隙，產生毛邊。射速過低時，熔膠溫度降低，熔膠太稠，須高壓才能填模，模板有可能撐開，熔膠溢出，產生毛邊。每次射壓或射速調整的增量以10%為原則。每次調整後，大約要射膠10次才可達到穩定狀態。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,射出成型機6.保壓時間太長保壓時間太長，高壓在熔膠內向低壓處傳遞，熔膠在模穴各間隙處伺機滲出的或然率提高，有可能產生毛邊。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,射出成型機7.停留時間太長或太短塑料在料管或/和熱澆道中停留時間太長，會使得塑膠變稀，熔膠容易滲入模穴各處的間隙，產生毛邊。停留時間太短，熔膠溫度太低，熔膠太稠，須高壓才能填模，模板有可能撐開，熔膠溢出，產生毛邊。,毛邊或廢邊（批锋）Flash,缺胶,缺胶,缺胶的定义：因注射压力不足或模腔内排气不良等原因，使融熔树脂无法到达模腔内的某一角落而造成的射料不足现象。,缺胶,缺胶的定义：因注射压力不足或模腔内排气不良等原因，使融熔树脂无法到达模腔内的某一角落而造成的射料不足现象。,缺胶改善对策,工艺:1.提高注射速度及注射压力2.提高保压压力及保压时间3.提高料筒温度4.提高背压模具:1.增大浇口及流道截面积2.提高模腔表面温度3.改善模具排气,气泡,气泡的定義:在材料为充分干燥时，是挥发或空气所致；大多时候发生在产品胶厚的位置，实际是材料的收缩引起的真空气泡。,气泡,工艺:1.降低注射速度2.增加保压压力及保压时间3.增加背压4.降低料筒温度模具:1.增加浇口截面积2.提高模腔表面温度,气泡改善对策,拖伤/拖花,拖伤/拖花,拖伤/拖花的定義:因注射压力过大或型腔不平滑，脱模时所造成边缘的擦伤。,拖伤/拖花改善对策,工艺:1.降低保压压力及保压时间2.降低注射速度及注射压力模具:1.幼化模腔蚀纹2.加大出模斜度,气纹/发白,气纹的定义：因气体干扰使塑料件表面形成一种雾状发暗痕迹。,气纹/发白,工艺:1.降低注射速度2.充分干燥原料3.增加料筒温度4.提高背压5.减少抽胶行程模具:1.增大浇口及流道的截面积2.提高模腔表面温度,气纹/发白改善对策,缩水,缩水的定义：当塑料熔体通过一个较薄的截面后，其压力很大，很难继续保持很高的压力来填充在较厚截面而形成的凹坑。,缩水,缩水改善对策,工艺:1.提高注射速度及注射压力2.提高保压压力及保压时间3.提高料筒温度4.提高背压5.延长冷却时间模具:1.增大浇口及流道截面积2.降低模腔表面温度3.改善模具排气,变形,变形,变形的定义：塑料件因内应力作用等原因而造成的平面弯曲。,工艺:1.降低保压压力及保压时间2.降低背压3.延长冷却时间模具:1.增加浇口截面积2.均匀模腔表面温度,变形改善对策,Concentricrecordgrooves,流痕FlowLineorFlowMark,流痕(FlowLineorFlowMark)的定義:成型品表面的線狀痕跡，此一痕跡顯示了熔膠流動的方向。,塑料1.流動性不佳流長對壁厚比(FlowLengthtoThicknessRatio)大的型腔，須以易流塑料充填。如果塑料流動性不夠好，熔膠愈走愈慢，愈慢愈冷，射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上，留下熔膠在垂直流動方向的縮痕，狀如年輪。材料廠商根據特定設計，可以提供專業的建議：以不產生溢料的原則下，選用最易流動的塑料。,流痕FlowLineorFlowMark,RecordGrooves,塑料2.採用成型潤滑劑(MoldingLubricant)不當一般潤滑劑含量在1%以下。當流長對壁厚比大時，潤滑劑含量須適度提高，以確保冷凝層緊貼在模面上，直到製品定型，流痕無由產生。增加潤滑劑含量，須和材料廠商議定後進行。,流痕FlowLineorFlowMark,模具1.模溫太低模溫太低會使得料溫下降太快，射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上，留下熔膠在垂直流動方向的縮痕，狀如年輪。提高模溫，保持較高料溫，射壓和保壓將冷凝層緊壓在模面上，直到製品定型，流痕無由產生。模溫可從材料廠商的建議值開始設定。每次調整的增量可為6C，射膠10次，成型情況穩定後，根據結果，決定是否進一步調整。,流痕FlowLineorFlowMark,模具2.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小澆道、流道或/和澆口太小，流阻提高，如果射壓不足，熔膠波前的推進會愈來愈慢，塑料會愈來愈冷，射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上，留下熔膠在垂直流動方向的縮痕，狀如年輪。以CAE在電腦上對不同的熔膠傳送系統(包括澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析，找出理想的澆道、流道和澆口的尺寸(包括長度和斷面有關尺寸如直徑等)，是可行之道。,流痕FlowLineorFlowMark,3.排氣(Venting)不足排氣不良，會使得熔膠充填受阻，熔膠波前無法將冷凝的表皮緊壓在模面上，留下熔膠在垂直流動方向的縮痕，狀如年輪。在每一段流道末端考慮排氣，可以避免氣體進入型腔。型腔排氣更不能輕忽。最好採用全周長排氣。,模具,流痕FlowLineorFlowMark,射出成型機1.射壓和保壓不足射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上，留下熔膠在垂直流動方向的縮痕，狀如年輪。提高射壓和保壓，冷凝層得以緊壓在模面上，直到製品定型，流痕無由產生。2.停留時間(ResidenceTime)不當塑料在料管內停留時間太短，熔膠溫度低，即使勉強將型腔填滿，保壓時還是無法將塑膠壓實，留下熔膠在垂直流動方向的縮痕，狀如年輪。,流痕FlowLineorFlowMark,射出成型機3.循環時間(CycleTime)不當當循環時間太短時，塑料在料管內加溫不及，熔膠溫度低，即使勉強將型腔填滿，保壓時還是無法將塑膠壓實，留下熔膠在垂直流動方向的縮痕，狀如年輪。循環時間須延長到塑膠充分融化，熔膠溫度高到足以使得流動方向的縮痕無由產生為宜。,流痕FlowLineorFlowMark,射出成型機4.料管溫度太低料管溫度太低時，熔膠溫度偏低，射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上，留下熔膠在垂直流動方向的縮痕，狀如年輪。提高料溫，射壓和保壓將冷凝層緊壓在模面上，直到製品定型，流痕無由產生。料溫的設定可以參考材料廠商的建議。料管分後、中、前、噴嘴(Rear,Center,FrontandNozzle)四區，從後往前的料溫設定應逐步提高，每往前一區，增高6C。若有必要，可將噴嘴區和/或前區的料溫設定的和中區一樣。,流痕FlowLineorFlowMark,射出成型機5.噴嘴溫度太低塑料在料管內吸收加熱帶(HeatingBands)釋放的熱量以及螺桿轉動引起塑料分子相對運動產生的摩擦熱，溫度逐漸昇高。料管中的最後一個加熱區為噴嘴，熔膠到此應該達到理想的料溫，但須適度加熱，以保持最佳狀態。如果噴嘴溫度設定得不夠高，因噴嘴和模具接觸，帶走的熱太多，料溫就會下降，射壓和保壓不足以將冷凝的表皮緊壓在模面上，留下熔膠在流動方向的縮痕。提高噴嘴溫度。一般將噴嘴區溫度設定得比前區(FrontRegion)溫度高6C。,流痕FlowLineorFlowMark,Jettingstartingatthegate,spreadingovertheentiremoldedpart,噴流Jetting,噴流(Jetting)的定義:自一受限區域(例如噴嘴或是澆口)，到一較厚和開闊的區域，形成的彎曲摺疊似蛇的流痕。,製品1.壁厚自薄至厚的斷差太大壁厚自薄至厚的斷差太大，塑流又別無選擇的自薄處快速的流向厚處，會使得流動不穩，可能產生噴流。,噴流Jetting,PoorDesignCausingJetting,氣輔成型冰箱把手,模具1.澆口位置不當澆口位置不當時，塑流在型腔有自薄流向厚的情形，若薄厚斷差大，流速又快，則流動不穩，可能產生噴流。2.澆口非沖擊型沖擊型澆口將進澆的熔膠導向一金屬面，以釋除應力，可穩定塑流，避免噴流。重疊式澆口(overlapgate)和潛伏式澆口(submarinegate)即沖擊型澆口之二例。,噴流Jetting,使用重疊澆口以避免噴流AvoidJettingbyUsingOverlapGate,正確的澆口位置以避免噴流AvoidJettingbyLocatingGateCorrectly,噴流Jetting,幫浦零件(Part,Pump)塑料(Polymer):POM進澆處(Polymerentrance)：澆口厚(Gatethickness)1.2mm，模穴厚(Cavitythickness)3.2mm問題(Problem)：噴流(Jetting),使用凸片澆口以避免噴流AvoidJettingbyUsingTabGate,使用適當的澆口形狀以避免噴流AvoidJettingbyProfilingGateProperly,射出成型機1.熔膠溫度太高或是太低噴流與熔膠進澆後的膨脹效應(die-swelleffect)以及熔膠性質(例如粘度及表面張力)的變化有關。對大部分的塑料而言，溫度降低時使得上述的膨脹效應更為明顯，而某些材料，例如rigidPVC，反而是當溫度提高時膨脹效應更明顯。2.射速太高採用最佳化螺桿前進速度曲線(OptimizdRamSpeedProfile)，使熔膠波前能夠先以一較慢速度通過澆口，一旦舌形熔膠在澆口下游形成，螺桿速度可以提高。,噴流Jetting,短射(ShortShot)的定義:塑料未能充滿整個型腔,短射(填充不足）ShortShot,塑料1.流動性不佳流長對壁厚比(FlowLengthtoThicknessRatio)大的型腔，須以易流塑料充填。如果塑料流動性不夠好，熔膠波前行至半途過冷不前，就會短射。材料廠商根據特定設計，可以提供專業的建議：即那一種塑料適用於某一特定設計。CAE模擬可以驗證提議的塑料能否圓滿的完成充填的任務。,短射(填充不足）ShortShot,製品1.壁厚太薄壁厚太薄，流阻高，如果射壓不足，熔膠波前的推進會愈來愈慢，在型腔尚未填滿前，即因波前固化而造成短射。2.壁厚差異太大壁厚差異太大時，在厚壁部分填滿以前，塑流在薄壁處的推進會愈來愈慢，有可能因波前固化而造成短射。,短射(填充不足）ShortShot,模具1.模溫太低模溫太低會使得熔膠波前在型腔尚未填滿前，即已過冷不前，造成短射。提高模溫，減少短射機率。模溫可從材料廠商的建議值開始設定。每次調整的增量可為6C，射膠10次，成型情況穩定後，根據結果，決定是否進一步調整。,短射(填充不足）ShortShot,模具2.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小澆道、流道或/和澆口太小，流阻提高，如果射壓不足，熔膠波前的推進會愈來愈慢，在型腔尚未填滿前，即因波前固化而造成短射。以CAE在電腦上對不同的熔膠傳送系統(包括噴嘴、澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析，找出理想的噴嘴、澆道、流道和澆口的尺寸(包括長度和斷面有關尺寸如直徑等)，是可行之道。,短射(填充不足）ShortShot,模具3.澆口(Gate)的數目或位置不當無論澆口的數目或位置不當，都會使得流長(FlowLength)太長，流阻太大。如果射壓不足，熔膠波前的推進會愈來愈慢，在型腔尚未填滿前，即因波前固化而造成短射。以CAE在電腦上對不同的澆口設計進行模擬分析，找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。4.冷料井(ColdSlugWell)未設或設計不當澆道和每一段流道末端應加冷料井。冷料井的尺寸要恰當，上游不可有阻擋物(如拔料銷)，才不會影響其捕捉冷料的功能。否則任一未捕捉的冷料順流而下，都有可能堵塞澆口或小的流道，而造成短射。,短射(填充不足）ShortShot,模具5.排氣(Venting)不足排氣不良，會使得熔膠充填受阻，甚至產生短射。在每一段流道末端考慮排氣，避免流道內的氣體進入型腔。型腔排氣更不能輕忽。澆口對面的分模面上，考慮加排氣孔，對應於製品盲孔末端處，考慮加排氣頂出銷。CAE模擬熔膠充填，可以幫我們很快的找到所有可能的最後充填處(LastFilledArea)，也就是須要加排氣孔的地方。按圖索驥，萬無一失。加裝抽真空系統，在充填前和充填時進行抽氣，是一有效方法。對於某些咬花裝飾製品而言，這可能是唯一的排氣良方。,短射(填充不足）ShortShot,射出成型機1.注塑材料不足塑料計量過少，注塑的材料不足以填滿型腔的每一角落，熔膠固化後自然形成不完全的製品。調整螺桿回程，使得每次射料充足。注意保持3mm緩充(Cushion)。2.料管溫度太低料管溫度太低時，在型腔尚未填滿前，熔膠波前即已固化不動，成型的製品自然不完全。提高料溫，使得熔膠波前在型腔填滿前，不至於固化到停止的狀態。CAE模擬可以驗證不同料溫的適用性。,短射(填充不足）ShortShot,射出成型機3.背壓不足背壓可以增加相對運動的熔膠分子間的阻力和摩擦熱。此一摩擦熱幫助塑化和促進均勻混煉。背壓不足，會使熔膠無法獲得足夠的熱量。冷料在型腔填滿前，即已固化不移。提高背壓，使得型腔得以填滿。背壓可從3Bar(50psi)開始，每次增加0.3Bar(5psi)，直到充填完全為止。,短射(填充不足）ShortShot,射出成型機4.射壓或射速過低射壓或射速過低，使得熔膠在過冷前，無力完成型腔充填的任務，短射因而發生。增加射壓或射速自然可以改善。射壓和射速是相關連的，同時增加二者並不恰當。因為進行調整前，並不清楚造成短射的原因是射壓還是射速。應擇一調整，觀其後效，再決定下一步動作。每次射壓或射速調整的增量以10%為原則。每次調整後，大約要射膠10次才可達到穩定狀態。CAE模擬可以驗證不同射壓或射速的適用性。,短射(填充不足）ShortShot,射出成型機5.射出時間(BoosterorInjectionTime)過短射出時間太短時，充填動作不會應運而生，短射卻隨之而來。射出時間的設定可從0.5秒開始。成型結果對射出時間非常的敏感，每次調整射出時間的增量以0.1秒為宜，射膠2到3次後，再作下一次調整。CAE模擬可以驗證不同射出時間的適用性。射出時間中至少要考慮螺桿推到底後，停留原處至少2秒的時間，免得因螺桿回程太早而造成短射。,短射(填充不足）ShortShot,射出成型機6.料斗出料口堵塞(BridginginFeedThroat)料斗出料口即料管進料口，此乃塑料在射出成型機受熱之首站。如果塑料在此處之溫度接近樹脂的軟化點(SofteningPoint)，就有可能相互結合(此謂搭橋，英文名Bridging)，形成路障，使得新料難以進入料管，造成缺料，以致短射。降低料斗出料口溫度，此一溫度應比樹脂的軟化點低。可請塑料供應商提供此一資料。如果上述溫度降不下來，檢查料斗出料口周圍冷卻管路是否堵塞。冷卻管路堵塞使得冷卻液滯流，冷卻液滯流使得冷卻效率大為減低，這樣料口溫度當然居高不下。,短射(填充不足）ShortShot,射出成型機7.止回閥(Non-ReturnValve)間隙太大止回閥防止料管內螺桿前的熔膠在射出階段回流。當螺桿前端、止回閥和料管之間的間隙太大時，止回閥的密封功能喪失，螺桿前端的熔膠回流到其上游的螺桿和料管之間，射料量不足，自然發生短射。塑料藉玻纖補強時，料管內各零件容易磨耗，而使得上述間隙愈來愈大。檢查止回閥機構，更換過度磨損的零件；一般將止回閥的滑環設計得較其他昂貴的零件來得容易磨耗，可先檢查滑環。量測所有零件的尺寸，並和供應商的建議值作對比，如果任一零件不在公差之內，將其換新。,短射(填充不足）ShortShot,射出成型機8.噴嘴(Nozzle)太小噴嘴(Nozzle)，流阻提高，如果射壓不足，熔膠波前的推進會愈來愈慢，在型腔尚未填滿前，即因波前固化而造成短射。以CAE在電腦上對不同的熔膠傳送系統(包括噴嘴、澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析，找出理想的噴嘴、澆道、流道和澆口的尺寸(包括長度和斷面有關尺寸如直徑等)，是可行之道。9.射出機料管容量(Capacity)太小每次射料量應在料管容量的20到80%之間。如果射料量大於料管容量的80%，下一次射料塑化不及，流阻大，可能發生短射。模具要裝在和其射料量相當的射出機上。當射料量在料管容量的20到80%之間，塑化適當，短射不易產生。,短射(填充不足）ShortShot,條紋Streak,條紋(Streak)的定義:,熱劣解條紋的定義：,成型品表面延著流向形成的噴濺狀線條,分子鏈縮短產生銀線(SilverStreak)，分子成塊變質產生褐線(BrownStreak)。兩者皆可稱為燃燒條紋(BurnStreak)。,塑料乾燥不足。乾燥時溫度過高或/和停留時間過長。模具1.澆口太小2.澆口或/和流道不順暢3.型腔有水4.模溫太低5.排氣不足,條紋Streak,條紋Streak,塑料停留時間可以下式計算：Resinresidencetimecanbecalculatedasbelow:1.4x使用塑料比重x料管料量x成形循環時間聚苯乙烯比重x射料量1.4xsp.grav.,plasticxinjectioncap.Xmoldingcyclesp.grav.,PSxmoldedshotweight1.4是一乘數(一般在1和2之間)，它將螺桿內的塑料一併考慮。1.4isamultiplier(typicallybetween1and2)takingtheresininthescrewflightsintoaccount.,塑料停留時間ResinResidenceTime,最短和最長停留時間MinimumandMaximumResidenceTime,最短和最長的停留時間應遵照材料廠商的建議。如果特定的指示無從獲得，最短和最長的停留時間可以1.5和4分鐘為準。Minimumandmaximumresidencetimesshouldfollowresinsuppliersrecommendationsorbetween1.5and4minutesifspecificguidelinesarenotfound.,4型腔看台杯模4Cav.StadiumCupMold,材料Material聚丙烯PP射料量ShotWeight50g(4cav.)進澆Gating熱澆道HotRunner流長FlowLength152mm壁厚WallThickness0.5mm流長/壁厚比L/tRatio304循環時間Cycle3.95sec.,4型腔看台杯模4Cav.StadiumCupMold,震雄注塑機捷霸JM268MKIII-C的料管料量為795克，塑料停留時間為:TheinjectioncapacityofChenHsongmachineJETMASTERJM268MKIII-Cis795g,theresinresidencetimeis1.4x使用塑料比重x料管料量x成形循環時間聚苯乙烯比重x射料量1.4xsp.grav.,plasticxinjectioncap.Xmoldingcyclesp.grav.,PSxmoldedshotweight=1.4x0.91x795x3.951.05x50=76.2(sec.)沒有材料裂解的問題，因為76.2秒遠小於4分鐘。Nomaterialdegradationproblems,because76.2sec.ismuchlessthan4min.,4型腔看台杯模4Cav.StadiumCupMold,要維持每3.95秒的射料量50克(PP)，至少須要14.6克/秒50 x(1.05/0.91)/3.95的熔膠能力。當機器(震雄捷霸JM268MKIII-C)的熔膠能力是46克/秒時，塑料停留時間76.2秒雖然小於1.5分鐘，但顯然不會有問題。Inordertocontinuouslyinjectshotweightof50g.(PP)onceevery3.95sec.,aplasticizingcapacityof14.6g./sec.50 x(1.05/0.91)/3.95isaminimumrequirement.Whentheplasticizingcapacityofthemachine(ChenHsongJETMASTERJM268MKIII-C)is46g./sec,itisobviouslynoproblemeventhematerialresidencetimeof76.2sec.islessthan1.5min.,4型腔看台杯模4Cav.StadiumCupMold,Streaksduetoexcessivemoisturecontentofthegranules,條紋Streak,水氣條紋(MoistureStreak)的定義：塑料在貯存和成型過程中，吸收潮氣，在熔膠內蒸發成水蒸氣。水蒸氣在接近波前時形成氣泡(Blister)，並逐漸膨脹，氣泡到了波前時爆裂，並捲到模面，被拉長成銀色條紋狀，留影於製品表面。,水氣條紋MoistureStreak,塑料乾燥不足。2.材料貯存不當模具1.模溫控制系統漏水2.模面形成凝結水,條紋Streak,條紋Streak,塑料1.著色時，顏料(Pigment)凝集成塊使得色彩濃度不同。塑膠、成型參數、黏著劑(Adhesives)和其他添加劑(Additives)都有可能造成這種分布不勻的現象。2.在自廠以染料(Dye)染色時，染料顆粒在熔膠內沒有完全溶解。射出成型機1.顏料對過高的成型溫度和過長的停留時間敏感，以致變色。這種色變若是由於熱裂解，可歸類為燃燒線條(BurntStreak)。,條紋Streak,Airstreak(nearthesprue)duetosuckedinairduringdecompression,模具1.充填時空氣無法及時逸出，帶到產品表面，並且在流動的方向被拉伸。2.在浮或凹字、肋、拱形物、以及凹處下游積聚的空氣有可能被後到的熔膠蓋住，形成空氣條紋或鉤狀空氣囊(AirHookorFishHook)。射出成型機螺桿倒退釋壓時，吸入空氣，射出時，空氣被捲經澆口，進入模穴，推到模壁(澆口附近尤多)，並被凝結的塑膠包圍，形成空氣條紋。螺桿捲入空氣。,條紋Streak,鉤狀空氣囊AirHookorFishHook,翹曲(Warpage)的定義:製品頂出後不規則的尺寸變化裂紋(Cracking)的定義:製品開裂。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,塑料,強度不夠薄殼成型時，選擇易流塑膠是很自然的。但是易流塑膠往往不夠剛強，殘餘應力即使不很大，也有可能造成翹曲，甚至開裂。選擇塑膠應以容易流但不會產生溢料(Flash)為準。可以參考材料廠商的建議。CAE模擬可以驗證提議的塑料能否成型翹曲、開裂最小的製品。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,塑料,2.乾燥不足乾燥不足，塑料濕氣重，加熱、混煉、推進時，蒸氣捲入熔膠，熔膠結合不佳，開裂的可能性就大。人們往往忽略乾燥劑的定期再生(RegularRegeneration)。應當就教乾燥器供應商，確實作好樹脂的乾燥工作。檢查乾燥器的空氣進氣管路是否堵塞。空氣進不來，樹脂的濕氣就帶不走，乾燥的動作便徒具形式。使用漏斗型乾燥器(HopperDryer)時，塑料在乾燥器內的停留時間，應當連續2小時以上。無論使用何種乾燥器，乾燥後的塑料應置封閉容器內，以防受潮。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,製品,製品厚、薄差異太大薄的地方先冷，厚的地方後冷。厚薄差異大時，體積收縮率差異(VolumetricShrinkageDifference)大，殘餘應力大。當殘餘應力克服了零件的強度，就會產生翹曲，甚至開裂。ShrinkageFixture或許可以治標，但不能治本，因為Fixture無法消除殘餘應力。當製品移至高溫或其他惡劣環境下，殘餘應力會釋放出來，翹曲或開裂還是有可能產生。治本之道是作好製品設計，使得製品厚度均一，冷卻時體積收縮率差異小，殘餘應力小，翹曲或開裂的可能自然小。CAE模擬，可以找出幾個提議的製品設計中翹曲位移最小者，此一設計即翹曲或開裂可能性最小的設計。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,模具,1.動、靜模溫差(TemperatureDifferencebetweenCoreandCavityMoldSurfaces)大。動靜模溫差大，因冷卻產生的殘餘應力對壁厚的中心面不對稱，彎曲力矩(BendingMoment)大，容易翹曲，甚至開裂。更改冷卻設計，減少動、靜模溫差，可以減少翹曲或開裂。CAE模擬，可以幫助找出動、靜模溫差最小的冷卻設計。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,模具2.模溫太低模溫太低，殘餘剪切應力大，又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease)，容易翹曲，甚至開裂。提高模溫，可以減少開裂。模溫可從材料廠商的建議值開始設定。每次調整的增量可為6C，射膠10次，成型情況穩定後，根據結果，決定是否進一步調整。CAE模擬可以驗證不同模溫的適切性。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,模具,3.澆口(Gate)的數目或位置不當無論澆口的數目或位置不當，都會使得流長(FlowLength)太長。流阻太大、相應的射壓也須提高，塑膠分子被拉伸(Stretch)、壓擠(Squeeze)，機械應力(MechanicalStresses)強行加入，殘餘應力大，容易翹曲，甚至開裂。澆口附近壓力高，塑膠體積收縮率小，最後充填(LastFill)處壓力低，塑膠體積收縮率大，流長太長時，上下游塑膠體積收縮率差異大，殘餘應力大，容易翹曲，甚至開裂。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,模具,3.澆口(Gate)的數目或位置不當參考材料廠商的建議，採用適當的流長對厚度比(FlowLengthtoThicknessRatio)。澆口位置的決定，要遵循充填均衡(FlowBalance)的原則；即各熔膠波前到達型腔末端和形成熔接線的時間基本一致。充填應先厚後薄、先平後彎。進澆應讓熔膠遭遇立即的阻擋以避免噴流(Jetting)。這樣可以降低殘餘應力，減少翹曲，甚至開裂。以CAE在電腦上對不同的澆口設計進行模擬分析，找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,模具4.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)位置不當或/和太小或/和太長澆道、流道或/和澆口位置不當時，熔接線會在強度敏感處產生，熔接線本來就弱，應力又大，裂紋往往從熔接線開始。澆道、流道或/和澆口太小或/和太長，流阻提高，射壓也須相應提高，塑膠分子被拉伸(Stretch)、壓擠(Squeeze)，機械應力(MechanicalStresses)強行加入，殘餘應力大，容易翹曲，甚至開裂。以CAE在電腦上對不同的熔膠傳送系統(包括澆道、流道、澆口和型腔)的充填、保壓、冷卻和收縮彎翹進行模擬分析，找出並選擇翹曲(開裂可能)最小的設計是有效的作法。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,不均衡冷卻UnbalancedCooling,冷卻孔道是否均衡的配置在模穴的周圍?Arecoolingchannelserenlylaidoutaroundcavities?是否可以採用任何冷卻單元/裝置以消除熱點?Cananycoolingelements/devicesbeusedtoeliminatehotspots?冷卻液流動是否平衡?Shallthecoolantflowmorebalanced?,檢查冷卻系統CheckCoolingSystem冷卻孔道的尺寸、配置和串聯以及冷卻迴路的溫度和流率Size,layout&circuitingofchannelsandtemperature&flowrateofcoolant,錄影帶盒VideoTapeCassetteCase,冷卻水道設計-公模部份CoolingChannelDesign-CoreSide,原始設計Original,修正設計Revised,冷卻水道設計-母模部份CoolingChannelDesign-CavitySide,原始設計Original,修正設計Revised,錄影帶盒的收縮翹曲Shringkag&WarpageVideoTapeCassetteCase,原始設計Original,修正設計Revised,模具5.頂出不均頂出時製品尚熱，頂出不直、不均、不一致，製品容易翹曲，甚至開裂。檢查頂出系統，並作必要的調整。適度潤滑所有運動零件。大模具的頂出板(EjectorPlate)必須採用引導櫬套(GuideBushing)，以免模板中央因自重下垂。6.拔模錐度(Draft)太小拔模錐度太小時，製品頂出不易。勉強頂出，製品則有可能翹曲，甚至開裂。加大拔模錐度可以減少開裂的可能。每邊拔模錐度至少要有1/2度；若能採用1度更好。如果拔模錐度無法加大到理想角度，應採用滑塊(Slide)或凸輪(Cam)以形成較陡之模壁。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,模具7.頂出不當如果頂出銷太細，壁厚太薄，製品在頂出時有可能破裂。頂出速度太快，製品也有可能破裂。冷卻時間應當夠長，使得製品固化層足以承受頂出的力量，以至脫模。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,射出成型機1.料管溫度太低料管溫度太低時，熔膠溫度低，勉強以高速成型時，殘餘剪切應力大，又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease)，容易翹曲，甚至開裂。提高料溫，翹曲或開裂的可能減少。料溫的設定可以參考材料廠商的建議。料管分後、中、前、噴嘴(Rear,Center,FrontandNozzle)四區，從後往前的料溫設定應逐步提高，每往前一區，增高6C。若有必要，有時將噴嘴區和/或前區的料溫設定的和中區一樣。CAE模擬可以驗證不同料溫的適切性。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,射出成型機2.噴嘴溫度太低塑料在料管內吸收加熱帶(HeatingBands)釋放的熱量以及螺桿轉動引起塑料分子相對運動產生的摩擦熱，溫度逐漸昇高。料管中的最後一個加熱區為噴嘴，熔膠到此應該達到理想的料溫，但須適度加熱，以保持最佳狀態。如果噴嘴溫度設定得不夠高，因噴嘴和模具接觸帶走的熱太多，料溫就會下降，勉強以高速成型時，殘餘剪切應力大，又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放(StressRelease)，容易翹曲，甚至開裂。一般將噴嘴區溫度設定得比前區(FrontRegion)溫度高6C。CAE模擬可以驗證不同噴嘴溫度的適切性。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,射出成型機3.熔膠溫度太低或/和射壓太高熔膠溫度太低或/和射壓太高會產生高的殘餘應力，製品容易翹曲，甚至開裂。若要減少開裂的可能，熔膠溫度要在可用範圍內調到最高，射出壓力要在可行範圍內調到最低。CAE模擬，可以幫助找出熔膠溫度和射壓的最佳組合。,翹曲/裂紋Warpage/Cracking,射出成型機4.螺桿速度對行程曲線(RamSpeedProfile)不當當熔膠波前速度(MeltFrontVelocity或MFV)在型腔內的變化時，產品表皮層的分子和纖維配向以及殘餘應力的變化也大，翹曲和開裂的可能性大。應調整螺桿速度對行程(Stroke)曲線，以確保熔膠波前在型腔內以等速推進，直到型腔填滿。CAE可以提供建議的螺桿速度對行程曲線(R