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第 42 招、充填狀態與模腔壓力及溫度曲線的特徵【壓力與溫度篇】

2020-08-11 03-顧問專欄 202008

■ Moldex3D/ 林秀春 協理

【內容說明】
塑膠產品的前身就是塑膠顆粒，被螺桿剪切成熔融狀態之下，再經高壓射出到模具的模穴中被冷卻塑化定形，所以壓力與溫度是重要的加工參數。充填過程中，全靠壓力推動塑料融膠前進，因壓力差使塑料波前(melt front) 前進充填模穴。充填過程的壓力來源為噴嘴（如圖 1），其中 1 為澆口位置，2、3；4、5；6、7 為感測節點位置，模內壓力曲線隨時間變化，可發現澆口壓力傳遞效果最高；愈遠離澆口位置，則因流動長度愈長，使壓力傳遞逐漸降低，一般流動波前末端的壓力最低，所以容易有短射與尺寸變小的狀況；此外，從圖中各點亦可看出流動距離越遠，壓力差越大。在流動過程中，溫度隨時間熱傳下降也會影響壓力數值的變化，所以壓力與溫度是影響塑件品質的重要參數。

在模穴內設置感測節點以了解壓力的曲線變化，可以精確掌握真實產品的品質。一個好的設計會讓壓力差縮小，而射出機的參數控制分段設定亦可影響品質。

在保壓階段，因壓力設定高。在高壓下，塑料呈現部份可壓縮 (compressible) 特性，在壓力較高區域，塑料較為密實，密度較高；在壓力較低區域，塑料較為疏鬆，密度較低。因此造成密度分佈隨位置及時間發生變化。保壓過程中，塑料流速極低，流動不再起主導作用，壓力成為影響保壓過程的主要因素。塑料在充填保壓過程中溫度持續下降，造成保壓壓力不易傳遞。保壓階段，塑料開始受模壁冷卻固化，密度增大而塑件逐漸成型。保壓階段將一直持續至澆口固化封口為止。■