塑料流动行为
一、塑料如何充填模穴
射出成型
射出成型的过程可分为三个阶段:
●充填阶段;
●加压阶段;
●补偿阶段。
1、充填阶段
充填阶段时塑料被射出机的螺杆挤入模穴中直到正好填满。当我们要
设计
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一个产品必须要使用到射出成型的制程时,最重要的是了解塑料充填的过程。
当塑料进入模穴时,塑料接触模壁时会很快的凝固,这会在模壁和熔融塑料之间形成凝固层。
下列的图显示塑料波前如何随着塑料往前推挤时而产生的扩张。当流动波前到达模壁并凝固时,塑料分子在凝固层中没有很规则排列,一旦凝固,排列的方向性也无法改变。红色箭头代
表
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熔融塑料的流动方向,蓝色层代表凝固层,而绿色箭头代表熔融塑料向模具的传热方向。
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2、加压阶段:
在模穴充填满之后紧接着是加压阶段,虽然所有的流动路径在上一个阶段都已经充填完成,但其实边缘及角落都还有空隙存在。为了完全充填整个模穴,所以必须在这个阶段加大压力将额外的塑料挤入模穴。
在下列图标中显示,模穴在充填阶段未期及加压阶段未期的差异,我们可以在左图的蓝色圆圈内看到未充填的死角。
注意:有时候“Confidence of Fill”的结果不能正确地预测短射,仍然显示良好的充填品质,但事实上可能有些区域不能被完全的充填。这是因为浇口位置不适当而不能使全部的区域都能得到足够的保压。
3、补偿阶段:
塑料从熔融状态冷凝固到固体时,会有大约25%的高收缩率,因此必须将更多的塑料射入模穴以补偿因冷却而产生的收缩,这是补偿阶段。
二、产品肉厚如何影响塑料流动
“A flow leader and A flow deflector”
定义:
“A flow leader” 是指增加流动路径的肉厚以增加该路径的塑料流速。
“A flow deflector” 是指减少流动路径的肉厚以减少该路径的塑料流速。
Flow leaders 和Flow deflectors:
Flow leaders 及Flow deflectors常常用来使模穴内各流动路径能在相同的时间内充填完(即流动平衡)。通常最佳的浇口位置不一定能定义等长的流动路径,并且在多浇口的模具系统会产生不希望出现的熔接线,因此在设计允许的范围内改变厚度,可以改善流动的平衡状态。在下列范例中,浇口位置设定在中央,流动路径1`大于流动路径2,而流动路2大于流动路径3。第一个图为等厚度,但第二图为沿着流动路径1设置flow leader,沿着流动路径3设置flow deflector。
在下图以颜色表示厚度,红色区域比绿色区域厚,绿色区域比蓝色区域厚。“flow leaders”和“flow deflectors”将会使各区域的充填时间更平衡,若精密的计算厚度会使流动更加平衡。
注意:假如可能,尽量使用”flow deflectors”代替”flow leaders”,如此可以达到相同的效果,又可以减少材料的使用。
三、浇口位置(Polymer injection location)
定义:
浇口位置即塑料射入模穴的位置。在MPA中因无流道系统,所以在各浇口会以相同的压力将塑料注入模穴,这压力在射出的过程会以指数的方式增加。
浇口位置的主要考虑因素是流动平衡,也就是各流动路径在同一时间充填满。这可以预防先充满的区域发生过保压的现象。在下列的model中,这三个可能的浇口位置显示如何以改变浇口位置平衡塑料流动。改变浇口位置也可以用来改变熔接线及气孔的位置,
减少滞流现象及其它的成型问
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
发生。
在以上的范例中,浇口1及浇口2会在model的右方形成熔接线,当浇口移到3的位置时则会在右下方造成熔接线。在一些案例中也许可以选择一个以上的浇口,再将产品均匀划分成几个区域,再分别指定浇口使各区域同时充填满。
注意:在一般的规则中,浇口应该设定在较厚的区域,而不设定在较薄的区域。其它方法也可能用来平衡流动路径,包括flow leaders 与flow deflectors。
四、脱模角度(Tapering Walls)
在射出成型的过程完毕后,为确保塑料件需顺利的顶出,平行于脱模方向的平面必须做斜角。
假如没有设脱模角度:
在图中蓝色圆圈里的部份没有设脱模角度。当顶出针(绿色)尝试将完成的塑料件(红色)顶岀模穴时,必须克服模壁与塑料件之间的摩擦力。摩擦力在顶出行程过程中,对塑料件顶出造成妨碍,并
且造成变形及划伤。
假如设了脱模角度:
下面的范例为塑料件的相关平面加上脱模角度。这表示摩擦力的妨碍:
一开始顶出的时候就减少了。
一旦塑料移动后摩擦力就消失了。
注意:一般而言1度的脱模角度就足够使塑料件顺利顶出。
五、结晶性(Crystallinity)﹕
塑料分子是由原子组成的长链。下面的图标可知,长分子链能规则排列(结晶),无规则排列(非结晶),或是部分有规则(半结晶)。
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