ProE_模流分析教程11

Appendix C 成形條件之設定 【国立勤益技术学院CAE 实验室 17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划 】讲义 《模流分析基础入门》　　谢庆雄博士 编着 @ 版权所有 允许下载、复制、打印，但禁止贩售或用于商业用途 http://www.quarx.com.tw/ 附录A  射出机成形条件之设定 塑件品质受成形条件的影响甚巨。从图A-1的成形窗口可知，当降低工作温度，就必须提高压力来将熔胶输送到模穴；假如工作温度太高，可能造成塑料热裂解。另一方面，假如射压太低可能造成短射；射压太高则会产生毛边。 图A-1 成形窗口显示压力与温度的影响 在设定成形条件之前，你应该先确定射出机的性能正常，模具是否 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 给特定的射出机使用。以下提供设定射出机的详细步骤： 1.​  设定熔胶温度。 2.​  设定模具温度。 3.​  设定充填转保压位置。 4.​  设定螺杆转速。 5.​  设定背压。 6.​  设定射出压力为机器的最大射出压力。 7.​  射定保压为0 MPa。 8.​  设定射出速度为机器的最大射出速度。 9.​  设定保压时间。 10.​  设定足够的冷却时间。 11.​  设定开模时间。 12.​  逐渐增加射出量以进行一系列的短射实验。 13.​  切换成自动操作。 14.​  设定开模行程。 15.​  设定顶出行程、起始位置及速度。 16.​  设定射出量为99%的充填。 17.​  逐渐增加保压压力。 18.​  最小化保压时间。 19.​  最小化冷却时间。 步骤1. 设定熔胶温度 　　熔胶温度是成形条件最重要的参数之一。熔胶温度太低，使塑料无法完全熔化，或太黏而无法流动；熔胶温度太高，可能使塑料裂解，特别是POM或PVC树脂更是如此。熔胶与模具的建议温度可以请树脂供货商提供，或是使用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf A-1的建议值。 　　大部份的树脂因为螺杆在料筒内旋转产生摩擦热而熔化。料筒上通常会3~5组加热区域或加热片，主要功用是维持树脂在适当的温度。设定加热片温度的规则为： ​ 应该让温度从喷嘴到料斗附近逐渐降低。 ​ 最接近料斗的加热片设定温度应该比计算之熔胶温度低40~50℃ (72~80 °F)，使塑料颗粒于塑化过程仍可以顺利地输送。 　　在喷嘴区的加热片应设定为计算之熔胶温度，并且保持均匀的温度。设定不当的加热片温度会导致喷嘴处垂涎、塑料裂解或变色，特别是PA材料。例如，C-mold软件建议使用235 ℃ (455 °F)为PA材料的熔胶温度，则可以设定加热片的温度如下： ​ 喷嘴区235 ℃(455 °F) ​ 前段235 ℃(455 °F) ​ 第一中段210 ℃(410 °F) ​ 第二中段195 ℃(383 °F) ​ 后段180 ℃(356 °F) 　　因为旋转螺杆的摩擦热及背压对于熔胶的影响，真实的熔胶温度（或空射温度）通常比加热片的设定温度高。当喷嘴刚退离模具的瞬间，迅速将温度探针插入熔胶射到空气中的位置，就可以量测到真实的熔胶温度。 表 A-1 常用树脂的建议熔胶温度与模具温度 材料 名称 流动性质 (°C／°F) 熔胶温度 (°C／°F) 模具温度 (°C／°F) 顶出温度 (°C／°F) MFR g/10min 测试负荷 kg 测试温度 C 最小值 建议值 最大值 最小值 建议值 最大值 建议值 ABS 35 10 220 200/392 230/446 280/536 25/77 50/122 80/176 88/190 PA 12 95 5 275 230/446 255/491 300/572 30/86 80/176 110/230 135/275 PA 6 110 5 275 230/446 255/491 300/572 70/158 85/185 110/230 133/271 PA 66 100 5 275 260/500 280/536 320/608 70/158 80/176 110/230 158/316 PBT 35 2.16 250 220/428 250/482 280/536 15/60 60/140 80/176 125/257 PC 20 1.2 300 260/500 305/581 340/644 70/158 95/203 120/248 127/261 PC/ABS 12 5 240 230/446 265/509 300/572 50/122 75/167 100/212 117/243 PC/PBT 46 5 275 250/482 265/509 280/536 40/104 60/140 85/185 125/257 PE-HD 15 2.16 190 180/356 220/428 280/536 20/68 40/104 95/203 100/212 PE-LD 10 2.16 190 180/356 220/428 280/536 20/68 40/104 70/158 80/176 PEI 15 5.00 340 340/644 400/752 440/824 70/158 140/284 175/347 191/376 PET 27 5 290 265/509 270/518 290/554 80/176 100/212 120/248 150/302 PETG 23 5 260 220/428 255/491 290/554 10/50 15/60 30/86 59/137 PMMA 10 3.8 230 240/464 250/482 280/536 35/90 60/140 80/176 85/185 POM 20 2.16 190 180/356 225/437 235/455 50/122 70/158 105/221 118/244 PP 20 2.16 230 200/392 230/446 280/536 20/68 50/122 80/176 93/199 PPE/PPO 40 10 265 240/464 280/536 320/608 60/140 80/176 110/230 128/262 PS 15 5 200 180/356 230/446 280/536 20/68 50/122 70/158 80/176 PVC 50 10 200 160/320 190/374 220/428 20/68 40/104 70/158 75/167 SAN 30 10 220 200/392 230/446 270/518 40/104 60/140 80/176 85/185 步骤2. 设定模具温度 　　使用塑料之熔胶温度和模具温度可以参考树脂供货商提供的建议资料，或是参考表A-1。模温可以用温度计量测。如图A-2所示，射出成形时，模穴表面平均温度高于冷却剂温度，因此，应该将冷却剂温度设定在模温以下10~20 ℃ (18~36 °F)。假如射出成形时的模温是40~50 ℃ (72~80 °F)或更高，应考虑在模具与锁 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 之间添加绝热板以节省能源，维持制程的稳定性。 图A-2 模具之不同位置的温度―时间图，(a)为模穴表面，(b)冷却管路壁面， (c)为冷却管路出口，(d)为冷却管路入口。 射出成形应尽可能使用最低的设定温度，使得成形周期时间最小化。然而，因为较高的模温可以产生较佳光泽度和较高结晶度的塑件，有时候也可能应用较高温度来改善塑件外观。 　　塑件具有深长的公模心时，应该在公模心侧使用较低的冷却剂温度，以降低公模面与母模面的温差。缩减两侧模板冷却剂之温差可能缩短成形周期时间，有助于使用较低成本生产高品质的塑件。根据经验，固定侧与移动侧的冷却剂温差应该小于20 ℃ (36 °F)，细节与模板的热膨胀性有关。高温差造成公、母模板热膨胀的差异，可能使导销之对齐产生问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，大型模具的情况将更严重，有时还会死锁模具。 步骤3. 设定转换位置 　　转换位置(switch-over position)是充填阶段转保压阶段时的螺杆位置，缓冲量(cushion)是螺杆可抵达的最远位置和转换位置的距离，如图A-3所示，所以转换位置决定了缓冲量。应该在缓冲量行程提供适量的塑料以进行保压，太短的缓冲量可能造成塑件凹陷。典型的缓冲量约5~10 mm。 　　此步骤将转换位置设定为充填2/3模穴的位置，以避免模板和模具的伤害。稍后将于步骤12再增加射出塑料体积，以充饱模穴。 图A-3 螺杆在各阶段的位置 步骤4. 设定螺杆转速 　设定所需之螺杆转速以塑化树脂。应注意到不要因为塑化过程而加长周期时间，否则就该增加螺杆转速。理想的螺杆转速是在射出成形周期的最终点发生塑化，不会拖长周期时间。树脂供货商可以提供特定树脂的螺杆转速。 步骤5. 设定背压 　　建议背压值大约5~10 MPa。太低的背压导致不均匀的塑件，增加背压会增加摩擦力对于熔胶温度的影响，因而缩短塑化时间。假如塑件重量是在射出机射出量的高百分比，就应该使用较高的背压以缩短塑化时间；假如在低百分比，就可以使用较低的背压，让塑料在料筒内待较长时间或较多个循环，才抵达喷嘴。 步骤6. 设定射出压力为机器之最大值 　　射出压力是螺杆前端的熔胶压力，理想的射出成形应该尽量使用可接受的最低的射出压力，以降低塑件的内应力。但是将机器设定在最高射出压力，则可以完全地利用机器的射出速度，而不会受到压力设定阀限制速度。由于在模具完全充饱之前就已经转换到保压阶段，最高射出压力的设定并部会对模具造成损害。 步骤7. 设定保压压力为0 MPa 　　此阶段将保压设定在0 MPa，使螺杆到达转换位置就停止运动，如此可以避免损坏模具或锁模机构。稍后将在步骤17再设定保压力力为最终设定值。 步骤8. 设定射出速度为机器之最大值 　　尽可能采用的最高射出速度，以获得较低的流动阻力，方便将熔胶推进较长的流动长度，改善缝合线强度。然而，要改善缝合线强度可能还需要增加排气孔。　　适当的排气孔可以最小化塑件瑕疵。排气不良会导致模穴内的气体被压缩，使模穴温度和压力都偏高，造成烧痕、塑料裂解和短射的问题，所以，应该好好设计排气系统以避免或最小化包风所造成的问题。 　　模流分析软件可以显示缝合线、熔合线和包风的位置，以便改良设计。射出成形时必须经常清洁模面及排气系统，特别是PVC或ABS/PVC材料更是如此。　　C-mold可以根据选用机器规格、塑件体积和射出压力所求得的最高射出速度估算充填时间。假如需要使用较高的射出压力时，会减低射出速度，导致更长的充填时间。 　　假如射出现场有增压器或贮压器，可能缩短实际的充填时间。假如射出速度没有调节到最大值，可能需要加长射出时间。另外，射出现场也可能将螺杆移动的时间视为充填时间，但它的定义却是充填时间加上保压时间，实际的充填时间应该在转换位置就结束了。 步骤9. 设定保压时间 　　理想的保压时间设定在浇口凝固时间或塑件凝固时间。第一次的执行模拟时，可以将保压时间设定为C-mold预估之充填时间的10倍。C-mold也可以估算你的设计之浇口凝固时间，他选择浇口凝固时间与塑件凝固时间之较短者为保压时间，作为最初设计的参考值。可以等到步骤18再修改保压时间。 步骤10. 设定充足的冷却时间 　　冷却时间可以计算或概估而得到。冷却时间(cooling time)包括图A-4之保压时间(holding time)和剩余冷却时间(remaining cooling time)。最初期的保压时间和剩余冷却时间可以各估算为充填时间的10倍。例如预测充填时间为0.85秒，则最初预估的保压时间为8.5秒，再增加8.5秒的剩余冷却时间，如此可以确保塑件与流道系统充分凝固后，再进行塑件顶出。 图A-4 周期时间与各阶段的时间 步骤11. 设定开模时间 　　开模时间(mold open time)通常设定为2~5秒。这段时间打开模具、顶出塑件和关闭模具的时间。周期时间是充填时间、冷却时间和开模时间的相加。 步骤12. 逐次增加射出体积以进行短射实验 　　模流分析软件可以计算塑件重量和熔胶输送系统的重量。使用这些资料，再配合螺杆直径和料筒内径，可以预估射出熔胶总体积和射出位置。 　　将保压压力设定为0 MPa，先充填2/3模穴。当螺杆位置到达转换位置，模具之充填动作会停止，如此，可以保护模具和锁模机构。接着以5~10%体积增量，逐次进行短射充填，直到充填95%的模穴为止。 　　为了避免熔胶从打开的喷嘴溢出，可以在螺杆停止旋转瞬间，将螺杆后退数厘米以解除背压。 　 步骤13. 切换到自动操作 　　自动操作的目的是要获得制程的稳定性。 步骤14. 设定开模行程 　　开模行程(mold opening stroke)包括公模心高度、塑件高度和与母模之安全距离(capsize space)，如图A-5所示。此行程应最小化以缩短成形周期时间。在开模行程的起点，应该降低速度，再逐渐加速运动；接近行程终点时亦应减低速度。关闭模具的速度也是以慢速、加速、慢速的顺序进行。 图A-5 需要的开模行程 步骤15. 设定顶出行程、起始位置和速度 　　首先退出所有的滑块。顶出行程不要移动超过公模心的高度。假如射出机有油压顶出机构，将顶出的起始位置设定塑件脱离固定模之后的位置。当顶出速度等于开模速度，塑件相对于固定模会维持在原位。 步骤16. 设定射出体积到充填模具 　　假如每次射出都生产相同品质的塑件，表示制程己经稳定。将转换位置调整到99%的充填体积，如此，可确保使用最大的射出速度进行射出。 步骤17. 逐步增加保压压力 　　逐步地，每次增加大约10 MPa保压压力以进行射出成形。而假如第一次仍未能充饱模穴，可以再增加射出体积。 　　开模取出塑件，并且在塑件上注记保压压力。这一系列的保压塑件是完整检验射出成品的基础，可以用来与客户讨论设计变更的弹性与限制。 　　Dr. C-mold考虑最小化收缩量、没有毛边、没有脱模问题情况下的保压压力，它所估算的保压压力通常是上限值，所以不应该使用比Dr. C-mold提供之保压压力更高的值。 　　选用可接受的最低保压压力，可以使塑件的内应力最小化，并且节省材料与操作成本。高保压压力则会造成过量的残留应力，使塑件翘曲。将塑件在热变形温度(heat deflection temperature)下10 ℃ (18 °F)左右进行回火，可以释放一些成形之残留应力。 　　假如完全地利用螺杆行程的缓冲量，则最后一段的保压时间将失效，于是需要改变射出行程的位置，以增加射出塑料之体积。 　　射出机的油压表可以读取射出缸的油压压力，然而螺杆前端的射出压力更重要。要计算射出压力，你必须将油压压力乘以(树脂／油压压力)比值。此比值通常可以在射出机的射出单元附近或操作手册内找到，一般在7~15范围内，如图A-6所示。 步骤18. 最小化保压时间 　　决定最短之保压时间的迅速方法是先设定一个较长的保压时间，再逐渐缩短保压时间，直到塑件表面产生凹陷为止。 图A-6 螺杆直径30 mm之(树脂／油压压力)比值为11.1。 　　假如塑件尺寸的稳定性很重要，可以应用以下更精确的方法来决定保压时间。从塑件重量相对于保压时间的曲线，可以决定浇口凝固或塑件凝固的时间。例如，图A-7显示保压 9秒以后，保压压力就不再影响塑件的重量了，这就是最短的保压时间。 步骤19. 最小化剩余冷却时间 　　缩短剩余冷却时间，直到塑件表面的最高温度到达材料的热变形温度（heat deflection temperature）为止。此温度可以向材料供货商索取。 图A-7 藉由成品在不同保压时间下的重量，决定浇口/塑件的凝固时间。 【国立勤益技术学院CAE实验室】讲义 《模流分析基础入门》　　谢庆雄博士 编着 @ 版权所有 允许下载、复制、打印，但禁止贩售或用于商业用途 http://www.quarx.com.tw/