塑膠設計基礎觀念-熔合線/結合線(welding line)

塑膠設計基礎觀念-熔合線(welding line)、結合線、接合線、熔結線

塑膠部件的熔合線(welding line)是塑膠射出的必然產物,又稱為結合線、接合線、熔結線,它是由兩股在模具內同時流動的熔融塑膠互相交會而形成的一條線。

那為什麼兩股熔融的塑膠相交就會產生熔合線?

這是因為塑膠模具基本上屬於密閉空間,想像把一跟吸管彎曲,把其兩端同時注入液體,吸管中間會因為空氣的阻隔而無法完全接觸在一起,再回來想像塑膠的黏度及密度,比起水分子要來得大,空氣更難穿透熔融的塑膠液體逃逸,於是來不及逃逸的空氣就在兩股熔融塑膠交會的地方形成了一道痕跡。如果你有機會用顯微鏡檢查這些熔合線,從外觀來看你會發現熔合線實際上會在塑膠表面形成一道凹槽。







如果你有機會用顯微鏡檢查這些熔合線,從外觀來看你會發現熔合線(welding line)實際上會在塑膠表面形成一道凹槽。

原則上大部分的熔合線都只是影響到外觀問題,因為會在塑膠的表現形成一道類似刮傷的痕跡,而不會影響到產品的結構及功能,但如果細究這些熔合線的產生,會發現一個問題,就是兩股塑膠匯融的壓力、溫度及時間不足時,會造成塑膠結構上的弱化,因為如果兩股塑膠的分子鏈沒有充分交融在一起,就容易形成較弱的鍵結。

其實在使用上,熔合線出現在非結構性的地方一般都沒有太大的問題,通常熔合線會出問題的地方都發生在一些需要受力的結構上,特別是螺絲孔或是軸承埋入的地方。所以當我們碰到有塑膠孔洞破裂(crack)的問題時,第一個反應就是檢查破裂處是否出現在熔合線的位置,因為熔合線不只會出現在塑膠的表面,也有可能出現在塑膠的肉內。

那熔合線是否可以消除?

如果僅僅是外觀的問題,最簡單的方法是在塑膠的表面加上咬花(Texture)或是噴漆(Painting),反正把粉抹厚一點就看不出來了,既然溶合線是凹痕,那就讓到處都是凹痕,魚目混珠就不意察覺。

▼上下兩圖為同一套模具,但上圖的模具是沒有咬花的時候射出的情形,可以明顯的看到每個孔洞的旁邊都有一條熔合線(Welding line)。
此圖的模具是沒有咬花的時候射出的情形,可以明顯的看到每個孔洞的旁邊都有一條熔合線(Welding line)。

▼下圖的模具是沒有咬花的時候射出的情形,可以明顯的看到每個孔洞的旁邊都有一條熔合線(Welding line)。Welding_line01_texture

其實要消除融合線,也可以從模具的設計上著手,既然它是由兩股熔融的塑膠逐漸結合,讓部份空氣無法即時逃逸所造成的,那就改變兩股熔融塑膠接合的位置,或是網開一面讓空氣可以即時逃逸。所以下面的透過修改模具設計的方法都可以改善甚至消除融合線的問題。

另外,也可以透過射出參數的調整來減輕融合線的深度或是稍微調整其位置。


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訪客留言內容(Comments)

工作狂人所提供的文章讓我知識增進不少,感謝您的分享
就塑膠射出所產生的結合線我補充一下我所了解的,所謂兩股塑膠料因為在會合時因為溫度不一樣,所以在溶融塑膠回合時會有其一條線,就比較深入探討來說,結合線依會合角度會在我們眼睛在觀看時會有不一樣的顯示效果,如兩股塑膠料直接相撞其會合角度為0度,在肉眼上就會很明顯看到此線,如果會合角度大於135度就會肉眼較看不出.

消除結合線的方式不只上述幾種,以下是我的補充
1.調整產品肉厚使其會合角度改變
2.調整gate(進膠點)使其結合線的位置遠離我們認為強度較弱的地方
3.因為結合線主要起因是兩股塑料溫度結合不平均,可以使用RHCM(極冷極熱)的方式,將模具在塑膠射出前加熱到一定溫度(依塑膠料而定,基本上至少要90-100以上),可以有效消除結合線,不過此種方式適合亮面的產品設計,有咬花面就會比較失真

黑馬王子;
感謝您的分享,果然強中自有強中手,讓大家可以更瞭解結合線的問題與改善方法。


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