精密射出成型技術

1、.精密射出成型技術射出成形近況 塑膠射出成型製品因具有優異的特性使用量正逐年增加根據工業局的統計資料顯示國內塑膠加工業廠家數目近一萬家從業合占製造業總人數的11%產值約占總產值的9.5%但員工人數在50人以下的廠家竟占了85%可見塑膠射出成型加工業屬中小企業的占絕大多數成形追求的精密射出技術 如何提升技術創造產品的附加價值乃成為成形界首要努力的目標精密射出成型技術也因此逐漸受到重視 何謂精密射出成型顧名思義就是以較高的射出成型技術製造出精度高的塑膠製品 談到精密射出成型應從二個層面來思考一種是在設計開發階段就先擬定一套完整的生產技術掌握這些生產因素使做出來的成品精度控制在預測的精度範圍內這種技

2、術層次較高似屬於研究開發的技術 另外一種是在生產前尚無法確保掌握在生產過程中製造出來的成品精度到底是多少只知道它大概在某個程度範圍內有時甚至無法預知製品的精度到底是偏上限還是下限但是在試做過程中可以根據投入的生產因素及得到的製品精度範圍再來調整修正投入的生產條件使製品精度更能符合需求並且更希望在往後的每一次量產中都能得到品質穩定性再現性很高的產品 以上兩種方式應該都市目前成型界所追求的精密射出成型技術何為“精密“射出成型 目前所談到產品的精度除了尺寸公差精度外應包括製品表面精度（縮水凹痕接合線光澤度平坦度等） 就塑膠製品尺寸縮水來說層次較高的精密射出成型技術應該在模具設計之初就能根據製品大小形

3、狀塑膠原料澆口大小流動方向決定一個很精確的縮水律而模具尺寸即依此縮水律來設計加工在射出成型時再依環境原料的處理決定最佳的成型條件使做出來的製品尺寸經過縮水後正好符合成品圖上所要求尺寸精度 層次較低的精密射出成型技術就是在模具設計時無法精確的決定縮水率等預知射出後的成品品質只能在以後生產時根據做出來的製品品質的變化定型的後收縮率情況修正生產因素（包括料的乾燥射出條件的調整等）使製品的最終品質接近成品圖的要求並控制在以後每次生產都能達到這個精度 因此精密射出成型技術就是（1）無人化全自動（2）成型週期一定的生產技術本文僅就目前成型界較迫切需要改進的後半段加以探討我想應有事半功倍之效成形優先改善專案

4、 目前許多成行廠認為要達到精密射出成型最迫切需要優先改善的是精密的模具與高精度自動化射出成型機其實這二個因素只是精密射出成型技術中很小的一環還有許多很重要的部分被我們忽略了 過分的強調模具及成型機的重要性反而使我們不去重視其它更重要且更應該多注意的部分 精密成型技術是一種連續性相互關聯的許多技術的組合它代表企業整體的技術能力與水準不良率的高低是整個企業能力的總表現並非某個單位某個人的能力表現品質差不良率的產生也不是某個員工的不對因為沒有員工願意作出不良品精密射出宜考慮因素 既然精密射出成型技術是許多相互關聯技術的組合所以我們應該從塑膠原料的品質處理方法加工環境機台性能模具品質射出成型條件的設定

5、等一連貫因素來考慮而這些因素有（1） 季節春夏秋冬氣候的變化冷卻水溫度的差異（2） 時間白天晚上早上週一週六周日的差異 （3） 人員人員熟練度情緒疲勞注意力個性習性等（4） 環境天候（晴雨天溫度濕度的影響）風的大小方向暖房冷氣塵埃冷卻水量的變動水溫的變化水垢的影響（5） 材料材料品質的穩定性廠牌的差異乾燥的方法（時間溫度的控制）染色及配色的方法等（抽粒.色粉.色母粒）（6） 機械：結構.螺桿組及周邊裝置機台的性能廠牌的差異機台的磨耗劣化使用方法計測儀器計器方法溫度控制器的種類性能冷煤（油水）冷煤的流速流量及電壓的穩定性等（7） 模具模穴多寡流道系統尺寸精度模具材質磨耗強度冷卻回路的設計等（8）

6、 成型條件作動油的溫度成型壓力速度週期成型條件的穩定性等以上僅就其中較為成形界所疏忽的幾項提出來供大家參考並請指正我們先從外在的因素（風室溫環境時間）來談風 如果從射出成型加工材料溫度的變化過程來看模具可說是一部熱交換機塑膠原料經過加熱混烘經過模具成型後呈急速的冷卻應該有一定的規則否則結晶化的溫度時間速度都會受到影響 塑膠料冷卻的變化與製品的收縮率有密切的關係大家都注意到機台的3段6段的溫度控制而沒有注意風向與速度對射嘴模具的影響因此嚴格說起來工廠裡的電風扇應受到管制不能任意使用室溫 塑膠原料加熱注入模具後急速冷卻一部分的熱量由冷媒帶走一部分散入大氣中同時加熱料管亦散播出大量的熱到大氣中熱的空

7、氣往上升如何在廠房的上層適度的抽風或籍大氣空氣流動帶走上面的熱空氣並且在廠房的底層部注入冷空氣（同時將熱空氣往上擠）有待改善 適當的空調控制廠房溫度在27C左右乃為精度成型必要的條件之一環境塵埃的去除料筒的加蓋（及靜電除塵）地面的清拭循環水流壓力大小電壓的穩定性等亦不可疏忽時間 如果白天晚上產生品質有差異或者週一週六產生品質上有差異這種情況幾乎可以判定問題出在模具溫度的不穩定在休假日後開機生產模具溫度還沒有上升到固定範圍內就開始生產如此作出來的東西很少會有合格品 以上四項為外在的間接因素接著討論與射出成型有直接關係的其它因素材料 高精度製品的流痕光澤度透明度有求比較嚴格對於材料的乾燥技術也特別

8、講究大使一般都只注意到乾燥的溫度與時間甚至為了達到乾燥的效果不惜提高乾燥溫度這事絕對錯誤的溫度提高易造成材料分解變質尤其對熱較敏感的材料如PAPVC等泵為嚴重正確的方法應該是稍微降低乾燥溫度延長乾燥時間 但是有一點必須特別注意在密閉的容器內乾燥水氣沒有過濾去除而進入的空氣並沒有除濕經過加熱後空氣的相對濕度降低絕對濕度卻沒有改變由於在空氣沒的水分並沒有減少如何能叨叨乾燥的效果 因此如何做到除濕乾燥乃為精密成型技術不可或缺的一環機台（製品重量） 自動化的射出成型機可彌補射出成型技術的不足但如果具備熟練高深的射出成型技術並不一定需要自動化的射出成型機目前成形界使用機台較常疏忽的有兩項 一是使用過大的

9、機台來成型因為機台過大料筒的容積也隨著加大使得料在料筒內停留的時間過長因加熱時間過長而變質直接影響製品的精度 另一項被成形界所疏忽的就是未能注意機台規格中的最大射出量x g假設某機台的最大射出量是50g,今製品的重量是30g認為這種搭配萬無一失其實卻忽略了最大射出成型量的單位時間是g/分因此還須再計算製品每分鐘的生產重量是否超過此界限如果違反此規則會造成材料在料筒內有混煉不均的現象沒有充分混煉熔融就被擠出成型結果品質當然不好（適當調整配合冷卻及加料時間跟背壓）料溫 為使料在料筒內充分熔融提高溫度有助於混煉的程度但是卻因溫度的提高造成材料的變質最好是適度的降低料溫比平常用的溫度再降510%不足的

10、部分改由提高rpm的方式來補足因為rpm的提高可以增加料的剪斷摩擦熱此熱適足以彌補溫度不足的部分由於摩擦生熱只是瞬間料無變質之虞並且因料筒旋轉產生的摩擦熱比較均勻不會有局部過熱的情形發生值得成形界一試流道系統 這裡所稱的流道包括澆口的設計通常材料由高溫進入溫度較低的模具中為使受到相當程度冷卻的塑膠原料能順利的流進模穴內並減少製品的充填不足接合線縮水凹陷等不良狀況都想儘量加大流道的截面積也相對加大其實這正犯了下述二項的錯誤 一是流道截面積加大而料的流速成平方關係呈倍數的下降流速下降料在流道停留的時間成平方倍數的增加是足以增加料的冷卻如此反而阻礙料的流動 如果我們檢討一下澆口的截面積那麼小（比流道

11、的截面積小了很多）料照樣可以流進模穴內為什麼流道需要那麼大的截面積 二是流道截面加大流速減緩較易冷卻相反的如果將傳統的流道截面積取小會因料在流道中的流速成平方關係的增加速度加快摩擦所產生的熱是足以改善料的流動性 因此流道截面積取小反而有助於料在流道中的流動因溫度的上升在模穴充填過程中所生的品質不良點（如接合線）可減至最低的程度 至於澆口的設計應少用側澆口因料由較大的截面積忽然進入較小的截面積時會有短暫停留現象且因截面積逐漸變小而有加速流動（生熱）的現象因無冷料發生可以得到精度較高透氣孔 大家都很瞭解透氣孔的重要性遇到充填不良的問題很快就會聯想到透氣孔的問題但是透氣孔的製作應該注意下列必須考慮的

12、事項（1） 膠件前端為一種很稠的乳膠狀物質極易堵塞設在分模線上的透氣孔尤其是鎖模力過大時這種現象更明顯因此理想的透氣孔應設在與分模線垂直的位置上如頂出銷分割塊上（2） 在成型品的末端心型銷上鑲入塊上做透氣孔比較簡單如果空氣堆集的部位在成品的中心中央部位時透氣孔便無法製作此為澆口數目與位置的設置不當所致（3） 如果包風不明顯只在成型品孔圓周上呈現一條接合線可在心型（不論是鑲入或鑲一體式）上對準接合線位置上逃一個小孔來容納成型中多餘的氣體此種方法對消除接合線有很好的效果值得一試成型週期 為了節省成本提高產能很少有人會無緣無故的增加成型時間但是在下述 三種現象會採用不當過長的成型週期（1） 為了改善

13、成型品變形及凹陷現象常以增加冷卻時間（即延長成型週期）來克服（2） 使用過大的機台料在料筒內停留的時間過長與成型週期過長對料（因過熱）所生的破壞力相同（3） 製品肉厚不均為了使厚度大的部分達到充分的冷卻效果常常以延長成型週期來克服 以上三種情況都使原料在料筒內提留的時間過長而破壞了原有的特性模溫控制 由於塑膠件原料由高溫進入模具內經過冷卻硬化後 才由模具中取出為使製品能充分硬化應做好冷卻工作但是如果冷卻系統不佳則只有延長冷卻時間（增加成形週期）此實是本未倒置 膠料在模具內充分均勻並不容易常因肉厚不均而有不均勻的冷卻由於牽涉範圍太廣不在這裡說明僅就模溫控制中最重要的部分敘述如下 1膠件經過模具冷

14、卻硬化後取出但是千萬不要把模具當作冷卻機具其實在膠件充填尚未完成前模具也有保溫的功能因此應該把模具視為一部熱交換機而不能視為冷卻製品的冷卻機具 2模具冷卻水路的設計應該稱為模具溫度控制而不能稱為模具冷卻系統亦不能稱為模具冷卻回路 3為使塑膠原料在充填冷卻過程中不因模溫的過高或過低而失去應有的特性應特別重視模具的溫度控制 目前因冷卻水的溫度普遍偏低一般常用的話水溫為室溫及5C左右冰冷的水較應該使用的水溫低了很多如此對結晶性塑膠原料如尼龍POMPBTPPS的影響很大 4為了使冷卻水能充分的帶走模具中的熱量正確的做法應是1） 以Re800010000（亂流的標準雷諾數）的標準來計算水的流速冷卻水管的表面積2） 以能產生亂流的水速帶走模具的熱量而不是降低水溫以大的溫差帶走熱量因為溫差（模溫與水溫之差）過大極易造成模溫