何谓模具的「P.L.」? |
从密闭的母模取出成型品时,须将模具分割为二,此打开处称为「分模面」(Parting Line, P.L.),又称为「分割面」或「分模线」。以此面为界,固定的部分称为固定模或母模,可动的部分称为可动模或公模。一旦决定产品分模面位置,即可初步决定母模穴及公模心的外形,以及是否须要侧向心型,可藉以了解模具设计的难易度。在选定分模面时,须注意下列事项: |
1. 选择不显眼的位置或形状,以免影响成型品外观。 |
2. 打开模具处应避免死角,以免增加模具成本。 |
3. 应位於可贯通加工、容易加工或成品易於整修之位置。 |
4. 须考虑浇口位置或形状。 |
何谓「竖浇道」、「浇道」、「浇口」? |
浇道系统的功用是导引熔融的塑料,从射出机的射嘴射入模穴中。此系统包括竖浇道(sprue)、主浇道(main runner)、次浇道(branch runner)、浇口(gate)等。浇道系统的设计及制作是否适当,对於成品的品质、精度、外观及成型周期皆有很大的影响。「竖浇道」即塑料浇注之入口,为了便於脱模,一般都会设计2°~4°的斜角。「主浇道」及「次浇道」为塑料进入模穴之前所流经的路径,因此流动性及温度损失必须特别加以考量。「浇口」为塑料由浇道进入模穴的关口,浇口的设计对於成品的成型及内应力有极大的影响。 |
何谓「冷料井」?有何作用? |
「冷料井」(Cold Slug Well),又称滞料部,其目的在防止残留熔料造成下一个成形品有流痕(Flow Mark)产生所设计。一般而言,射出成型机的喷嘴前端在射出后,仍有少量熔融材料残留,此残留材料在下次射出前凝固,若直接进入成形品中,会造成流痕。为防止这种状况发生,便将射出材料前端的凝块积滞於冷料井,以防止成形品外观不良。冷料井的位置通常位於竖浇道与主浇道交叉处(如上图),因此,冷料井的作用在於使前一模留存於射嘴前端较冷的原料先进入此区,而使温度较均匀的熔融原料进入模穴内,如此就可以使成品成型密度及品质较为均匀。 |
浇口的形式有哪些?各有何优缺点? |
「浇口」(Gate)对於成形性及内部应力有较大的影响,通常依据成形品的形状来决定适当形式,可分为「限制浇口」与「非限制浇口」两大类。前者是在浇道与模穴的进入口做成狭小部分,加工容易,易从浇道切断成形品,可减少残留应力,多个成形品一次成形之多数型穴之浇口容易均衡,模穴内塑料不易逆流,一般都采用此种形式。其又可分为「侧状浇口」(Side Gate)、「重叠浇口」(Overlap Gate)、「凸片浇口」(Tab Gate)、「扇形浇口」(Fan Gate)、「膜状浇口」(Film Gate)、「环形浇口」(Ring Gate)、「盘状浇口」(Disk Gate)、「点状浇口」(Point Gate)及「潜状浇口」(Submarine Gate)等。后者系由竖浇道直接将塑料注入模穴的浇口,为非限制浇口的代表。浇口的种类、位置、大小、数目等,直接影响成形品的外观、变形、成形收缩率及强度,所以在设计上应考虑下列事项: |
1. 浇口形状:浇口形状影响模穴内熔树脂流动性、成形品外观、材料流动配向,所以选择浇口种类时,要依材料种类或成形品形状,并考虑流动配向的影响。 |
2. 浇口位置与数目: |
(1) 须选择熔融材料可充分绕行母模各部分位置,尽量选在成形品中央或厚肉部分。 |
(2) 成形品的孔部在模子会插植销类,勿使流入的材料冲弯销或使之偏移。 |
(3) 有两处以上时,所选位置勿使熔接线或气泡损及制品外观或减低强度。 |
(4) 成形时残留应力容易集中浇口部周边,有时会变脆而破裂,故宜选择不受力位置。 |
(5) 选择制品外观不醒目位置,容易加工浇口部的位置。 |
3. 浇口种类(形状):浇口依其机能可分为「限制浇口」与「非限制浇口」,前者是在横浇口与母模的接合处作成狭小部分,阻碍材料流动;后者浇道(竖浇口)直接为材料往母模的流入口,一般多用限制浇口。各种浇口之特、优缺点及用途列表如下: |
非限制浇口--直接浇口/竖浇口式浇口(Direct Gate) |
特 |
1. 直接浇口为非限制浇口的代表。 |
2. 竖浇口为材料往母模的流入口。 |
3. 成型机喷嘴孔径有限制。 |
4. 材料充填性良好,连充填玻璃纤维质的材料也容易成形,成形品表面的收缩下陷少。 |
优点 |
1. 流动性良好。 |
2. 构造简单。 |
3. 适用树脂广。 |
4. 材料充填性佳。 |
5. 成形品表面收缩下陷少。 |
6. 省略流道之加工。 |
7. 压力损失少。 |
8. 可成形大型或深度较深之成形品。 |
缺点 |
1. 一次只能成型一个成形品,无法取数个多点浇口,除非使用多喷嘴成型机。 |
2. 有浇口残留痕迹影响外观及增加后加工。 |
3. 平而浅的成形品易翘曲、扭曲。 |
4. 须决定浇口循环。 |
5. 浇口附近残留应力大,容易导致破裂或变形。 |
用途 |
1. 适用於大物、深物之容器类。 |
2. 适用塑料:PVC、 PE、 PP、PC、 PS、 PA、POM、 AS、 ABS、 PMMA。 |
限制浇口--侧状浇口/侧面浇口/标准浇口/侧浇口/边缘浇口(Side Gate / Edge Gate) |
特 |
1. 为最具代表性的浇口。 |
2. 取多数个多点浇口。 |
3. 须避开成形品的重要位置。 |
4. 设於母模端面及成形品侧面(端面)的浇口。 |
5. 方便成形后材料的急速固化,减少浇口部的残留应力。 |
优点 |
1. 残留应力低。 |
2. 浇口尺寸正确(矩形断面)。 |
3. 浇口与成形品分离容易。 |
4. 可防止材料逆流。 |
5. 浇口部分产生磨擦热,可再次提升材料温度,促进充填。 |
缺点 |
1. 流动抵抗大。 |
2. 压力损失大。 |
3. 流动性不佳之材料易造成充填不足或半途固化。 |
4. 平板状或面积大之成形品,由於浇口狭小易造成气泡或流痕之不良现象。 |
用途 |
1. 适用塑料:PVC、 PE、PE、PP、 PC。 |
限制浇口--重叠式浇口(Overlap Gate) |
特 |
1. 为侧浇口的一种。 |
2. 浇口一部分重叠於成形品的肉厚上。 |
优点 |
1. 浇口外观不易看出,可防止成形品产生流痕。 |
2. 浇口与成形品分离容易。 |
缺点 |
1. 浇口加工要注意。 |
2. 压力损失大。 |
用途 |
1. 适用塑料:POM |
限制浇口--扇形浇口(Fan Gate) |
特 |
1. 为凸片浇口的一种。 |
2. 浇口向母模展成扇形,其应用范围与膜状浇口完全相同。 |
3. 树脂易分散在大面积,充填均匀。 |
4. 可避免气泡、残留流痕现象。 |
5. 有后加工之必要。 |
优点 |
1. 流动性良好。 |
2. 可均匀充填防止成形品变形。 |
3. 浇口配向低。 |
4. 有良好外观的成形品,几乎无不良现象发生。 |
缺点 |
1. 浇口加工费时。 |
2. 浇口部分切离稍有困难。 |
用途 |
1. 适用於薄而大之平板、圆盘状或面积较大之成形品。 |
2. 适用塑料:PP、 POM、ABS、尤其用於具有强烈配向性之复合材料。 |
限制浇口--隔膜形浇口/膜状浇口/膜式浇口(Film Gate) |
特 |
1. 此浇口的塑料在母模内约以平行方向而流,均匀充填母模,防止变形。 |
2. 适合於流动配向性强的结晶性塑胶,以玻璃纤维为之强化的充填材料,以及热硬化性材料等易因充填材流动配向而变形的场合。 |
3. 对板状成品易得均匀之收缩。 |
优点 |
1. 流动性良好。 |
2. 圆形成形品精度佳。 |
3. 可均匀充填防止成形品变形。 |
缺点 |
1. 浇口后加工费时。 |
2. 浇口部分切离稍有困难。 |
用途 |
1. 圆盘、圆筒品(齿轮等)或大型薄板成品。 |
2. 适用塑料:聚丙烯(Polypropylene, PP) submarine |
限制浇口--环形浇口/环式浇口/环状浇口(Ring Gate) |
特 |
1. 为防止产生熔合痕迹,圆环形浇口须设置溢流井。 |
2. 从圆筒形制品外侧设浇口时,设环状补助横浇道,从其横浇道以薄环形浇口连接制品,此二型浇口都可防止成形品变形或熔接线。 |
3. 能均匀充填圆筒形成品,避免熔接线及局部充填过饱产生变形、偏心。 |
优点 |
1. 可防止流痕发生。 |
缺点 |
1. 浇口切离稍有困难。 |
用途 |
1. 适用塑料:POM、 ABS。 |
限制浇口--盘状浇口/盘形浇口/碟形浇口/圆盘浇口/圆板状浇口(Disk Gate) |
特 |
1. 浇口设於管或环状成形品内侧的薄圆板浇口,此圆板部分在事后连浇口切除。 |
2. 具直接浇口特性。 |
3. 利用小圆筒深入之成品中央顶出销可直接形成圆盘浇口之底盘。 |
优点 |
1. 流动性佳。 |
2. 圆形成形品精度佳。 |
3. 可防止流痕之发生。 |
4. 省去流道之加工。 |
缺点 |
1. 浇口后加工费时。 |
2. 浇口切离稍有困难。 |
3. 一次只能成形一个成型品。 |
4. 成型品之孔中心须与注道对应。 |
用途 |
1. 可用於圆盘、圆筒品(齿轮或深入之小圆筒) |
2. 适用塑料:PS、 PA、AS、 ABS、短纤塑料。 |
限制浇口-点状浇口/针点浇口/销状式浇口/销点形浇口(Point Gate / Pin Point Gate) |
特 |
1. 以小点连接母模,浇口痕迹小,易从成形品除去横浇道。 |
2. 若用於三板式模具,浇口在投影面积大的物品设数处浇口时,可调整各浇口的充填状况,也可在杯底或箱形物品底面设不醒目浇口。 |
3. 取多数个、多点浇口。 |
4. 针点浇口孔径越小,材料流动所致的摩擦热也增大,可降低其粘度,但射出压力的损失也加大,一般以0.8~1.0为标准。 |
5. 后加工容易,浇口位置可自由选择,为三板模构造。 |
优点 |
1. 有可塑化能力。 |
2. 浇口自行切断。 |
3. 浇口痕迹小,可免除后加工。 |
4. 浇口位置可自由选择。 |
5. 浇口可从数点注入,应力及应变较小。 |
6. 适合多数成形品之成型。 |
7. 具有限制浇口之优点。 |
缺点 |
1. 流动抵抗大。 |
2. 容易过热。 |
3. 模具构造复杂。 |
4. 树脂成品率低。 |
5. 有不适用树脂。 |
6. 压力损失大。 |
用途 |
1. 适用塑料:PE、 PP、 PC、 PS、 PA、POM、AS、 ABS)。 |
2. 为大成品多浇口之应用,单一成形、一次多个成形。 |
限制浇口--潜状浇口/潜式浇口/埋入形浇口/底流式浇口/隧道浇口(Submarine Gate / Tunnel Gate) |
1. 侧浇口自动化。 |
2. 注意二次浇口之掉落。 |
3. 浇口潜入固定侧或可动侧的模板内,到达制品的壁面或达到设於顶出销的二次横浇道。 |
4. 顶出成形品时,自动切断,适合全自动成形。 |
5. 可在环状物品内侧设浇口,亦有不在顶出销设二次横浇道,利用成形品的毂部,或另设毂部,在此设浇口,事后切除此部分。 |
6. 成形后自动去除浇口部分,节省后加工。 |
7. 模具加工较其他困难。 |
优点 |
1. 有可塑化能力。 |
2. 浇口自行切断,免除后加工。 |
3. 浇口痕迹小。 |
4. 成形品之外侧或内侧可自由设定浇口位置。 |
缺点 |
1. 流动抵抗大。 |
2. 加工面不易加工。 |
3. 压力损失大。 |
用途 |
1. 适用塑料: PS、PA、 POM、 ABS |
2. 不用后加工,加料系统自动分离者可使用。 |
浇道的形式有哪些?有何优劣点? |
「浇道」(Runner),又称为横浇道,其为成形塑料由竖浇道(Sprue)到母模的主要通道,浇道通常须固化后才能取出,故以通过中心的直径线将个别加工成半圆而对合。依材料的流动性,粗细浇道的断面形状有圆形、半圆形(U字形)、梯形、矩形及方型等,以圆形、半圆形及梯形三种较为理想,但就流动性及放热度而言,以圆形流路最佳,其次是矩形、梯形或方形。除了特别场合以外,一般较少使用半圆形,其优缺点分述如下。 |
浇道断面 |
1、圆形 |
优点 |
1. 流动效率(注)最高。 |
2. 冷却速率最慢。 |
3. 低热量损耗。 |
4. 低磨擦损失。 |
5. 浇道中心最后凝固。 |
6. 可有效保压。 |
缺点 |
由两个半圆模合成,须同时在两个合模板加工半圆弧状,难以密接吻合。 |
2、半圆形(U字形) |
优点 |
1. 离模性佳。 |
2. 适用於分模面较复杂之模具。 |
缺点 |
1. 流动阻力大。 |
2. 效率低。 |
3. 较少采用。 |
3、梯形 |
优点 |
1. 当成形品重量 = 浇道直径时,容积高出圆形浇道25%,较易加工、脱模。 |
2. 适用於多板模具。 |
缺点 |
1. 热损失较大。 |
2. 产生废料较抛物线形浇道多。 |
4、矩形 |
优点 |
1. 优点近於半圆形浇道。 |
2. 离模性佳。 |
3. 适用於分模面较复杂之模具。 |
缺点 |
1. 缺点近於半圆形浇道。 |
2. 流动阻力大。 |
3. 效率低。 |
5、方形 |
优点 |
流动效率最高。 |
缺点 |
退模不易。 |
注:流动效率=面积 ÷圆周边,比值越高,效率越佳。 |
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