成型条件的预估与优化技巧

成型条件的预估与优化技巧4/17目录>射出现场要懂得线图>

条件预估与优化-

科学化计算机试模-

实验设计法(DOE)2射出现场要懂得线图射出成型制程>

您对射出成型制程与加工参数了解吗?-

何谓充填时间(filling

time)?-

何谓射出速度(injection

speed)?-

何谓射出速率(injection

rate)?-

何谓射出压力(injection

pressure)?-

何谓保压压力(packing

pressure)?-

何谓背压(back

pressure)?-

VP切换点的具体意义为何?-

如何选择适当的射出机台?射出量、锁模力-

如何进行新模具的射出试模?-

如何设定最佳化的射出成型参数?多段切换-

……??4驱动单元(油压缸/电动马达)•

螺杆行程

塑化计量稳定性

射出线速度

VP切换

…射出单元(料管、螺杆、喷嘴…)•

喷嘴料温模具单元(公母模、顶出、水路…)•模具温度•模内感测

…锁模单元(直压/曲肘式)•

开关模行程•

锁模力

…进料单元(料斗、烘料…)•含水率•黄化、脆化、结块

…射出机台控制系统控制单元(输入面板)5问题厘清>在进入细节之前，必须厘清以下问题：>如何设定加工条件以达到稳定的加工过程以及良好的产品质量？-

塑胶温度?-

模具温度?-

充填时间，流率，射出压力?-

保压压力以及保压时间?-

冷却时间?6充填压力

射出速度Packing保压压力控制、慢速挤压Filling充填速度控制、高速驱动

射出行程压力控制速度控制射速vs.射压V-P切换7射出压力上限设定值Pv1:

210

MPa充填速度设定值V1:

150

mm/s射速与射压关系实际充填压力

.

峰压约130

MPa射出时间螺杆前进方向实际充填速度8科学化计算机试模参数体积产品体积,cc冷流道体积,cc热流道体积,cc塑化体积,cc机台螺杆直径,mm螺杆截面积,cm2最大射压,

MPa产品设计浇口肉厚,mm产品平均肉厚,

mm产品最大肉厚,

mm成型条件射速

…材料密度

…科学化计算机试模>

运用科学化计算机试模方法，以理论基础订定成型条件初始值。10

速度越慢

.压损越低

.在射速15mm/s射出压力最小。

充填温度分布50~221℃.設定的料溫190℃.塑料溫度未達材料加工溫

度上限230℃。

因此最终速度选择15mm/s

.充填时间约2.6sec。充填时间U型曲线进浇口压力曲线比较射速15mm/s充填温度分布30mm/s

25mm/s15mm/s11

充填流动波前经过浇口后

.流率

从15mm/s增加至25mm/s

.可

以观察到压力斜率大

.表示压力

损失大。充填结果进浇口压力\流率曲线0.44sec2.6sec压力\流率vs时间VP切换位置浇口

流率浇口12 透过压力vs螺杆位置可以检视

流动行为对应的螺杆位置。充填结果进浇口压力曲线15.4mm

69mm压力vs螺杆位置VP切换位置浇口13增加一段低流率

多段流率：三段流率→

四段流率。

在进入浇口前降低流率

.避免在浇

口处较大的压力损失及剪切现象。

缓冲区抓螺杆直径1/4为12.5mm

.

螺杆前进距离约61mm

.计量位置

为73.5

.再抓流道、浇口每段距离。最终成型条件14

进入浇口前降低流率

.有效

降低压力损失。充填结果进浇口压力\流率曲线0.46sec

4.3sec压力\流率vs时间VP切换位置浇口

流率浇口15 透过压力vs螺杆位置可以检视

流动行为对应的螺杆位置。充填结果进浇口压力曲线13.5mm

67mm压力vs螺杆位置浇口

VP切换位置16充填结果进浇口压力曲线

三段流率四段流率

多段流率从三段流率→

四段流率。

在进入浇口前降低流率

.避免在浇口处较大的压力损失及剪切现象。17科学化计算机试模>充填设定逻辑-

依据科学化计算机试模方式，设定充填速度为64mm/s为初始值。-

充填速度分析从高速64mm/s到低速15mm/s发现，速度越慢，压损越低，且較小剪切升熱，因此最终速度选择15mm/s，充填时间约4.17sec。-

螺杆位置缓冲区抓螺杆直径1/4为12.5mm，

螺杆前进距离约61mm，

计量位

置为73.5

，再抓流道、浇口每段距离。-

充填压力充填主产品射压约70MPa，充填结束末端射压约85MPa，因此现场设定射压大于70及85MPa即可。18科学化计算机试模>

VP切换位置-VP切换位置为产品充填体积至98%时为13.5mm。>

保压设定逻辑-

保压时间浇口固化时间约5sec，为有效保压时间。-

保压压力参考充填结束压力85MPa。>冷却设定逻辑-

冷却时间整体体积99%所需的冷却时间为19sec，扣除充填时间及保压时间，

冷却时间为10sec

。>周期时间为充填时间4sec+保压时间9sec+冷却时间10sec，共

19sec，不含开关模时间。19模流分析建议之成型条件参数输入>

按照模流分析建议之成型条件参数输入现场控制界面。

>

保压条件：

1st段高压900kgf/c、2nd段600kgf/c

。>高保压压力快速推挤料进入模穴，因此残料=0，产品有毛边。20现场调整前现场调整后现场试模比较21实验计划法(DesignofExperiment,

DOE)模型信息>产品模型：车用仪表板>产品体积：3530(cc)>产品尺寸：

1423

×721

×397(mm)>材料：

PP(POLYALLOY

AM3304-25)

>成型参数-

射出时间：3.5(sec)-

熔胶温度：225(℃)-

模具温度：60(℃)>问题叙述：-

一模一穴设计-

成型时所需成型压力过大，导致锁模力需求超过1200吨>质量因子：进浇口压力值23进浇口压力历程曲线分布48.21MPa24锁模力历程曲线分布1200吨25速度射出流率射出流率分段冷却液流速模具温度熔胶温度温度选择因子和水平>

鱼骨图解析(制程参数-可控制)成型所需压力值会与塑料的黏度成正比

.而黏度为温度与剪切

率的函数

.

因此选择温度与速度相关的控制因子较为恰当

。VP切换点距离射出时间时间压力射出压力成型压力过大26水平一(LV1)水平二(LV2)水平三(LV3)射出时间(sec)2.53.54.5熔胶温度(℃)200225250模具温度(℃)406080最大射出速率(%)5075100•成型机台选择上期望落在1000吨可以成型

.

因此射出时间的水平范围选择上需考量合适的射出速度。•而熔胶温度与模具温度水平选定上期望取得较大的视窗空间

.

因此以塑料的温度建议范围为选择依据。•共有四个控制因子以及各三个水平值

.

因此在直交表选择上选择L9为所使用的直交表水平值

控制因子选择因子和水平27组别A射出时间(sec)B熔胶温度(℃)C模具温度(℃)D最大射出速率(％)进浇口压力值(MPa)12.5200405058.6922.5225607551.7932.52508010044.9943.52006010053.3453.5225805046.6463.5250407544.0674.5200807548.8484.52254010048.1394.5250605040.51组别分析数据28水平值A射出时间(sec)B熔胶温度(℃)C模具温度(℃)D最大射出速率(％)1-34.24-34.56-33.97-33.632-33.60-33.77-33.66-33.653-33.19-32.70-33.40-33.75Effect1.051.860.560.11Best

LV信号噪声比响应因子效应与响应图最佳组别：A3

B3C3

D1333129水平值SS(SumofSquares)DOFVarianceContribution(%)11.6820.8425.2522.6330.4820.246.4340.0220.010.33Error0000Total7.438信号噪声比响应因子效应与响应图(ANOVA)22.5570.6930组别A射出时间(sec)B熔胶温度(℃)C模具温度(℃)D最大射出速率(％)进浇口压力值(MPa)12.5200405058.6922.5225607551.7932.52508010044.9943.52006010053.3453.5225805046.6463.5250407544.0674.5200807548.8484.52254010048.1394.5250605040.51Best4.5250805039.28最佳化组别31组别A射出时间(sec)B