塑膠射出時的參數設定 II - 速度

螺桿的回轉速度

塑膠射出機的螺桿回轉速度(RPM)其實是刀子的兩面刃,當回轉速度快時,進料速度就快,可以縮短塑膠射出時間,也可以快速將塑膠液充填入模腔內使其飽滿,但同時相對材料的剪斷力(Shear force)也會變大,材料均勻熔融(混鍊度)的能力也會變得比較差。

對於安定性不好的塑膠粒(Resin),容易因較大的剪斷力所產生的熱而破壞;對黏度較高的塑膠粒(Resin),則需要較高的旋轉扭力來驅動,所以對這兩類的材料(安定性不好、黏度較高),一般建議採用較低的螺桿轉速。

對於低黏度、熱安定性良好的材料,則可以考慮採取高轉速來縮短塑膠成形的時間。因為較高的轉速,會因為剪斷力的作用產生摩擦並進而生成熱能,如此反而可以達到節省電能的效益,但是要提醒的是,如此會增加混鍊不均的機會。總結來說:

射出速度(充填速度)

螺桿將熔膠經噴嘴注射進入模穴的速度,稱為充填速度(Screw Advance speed),在成形機上所能設定的射出速度即為充填速度。

當熔膠進入模穴後,熔膠在模穴內的真正流速,會隨著模穴的幾何變化而改變,即使充填速度維持一定。

當熔膠通過較狹窄的通道時,流動速度往往會變得相當的快速(就像水流經噴嘴處速度會變快一樣),容易在成品表面產生噴痕急流痕等外觀不良,同時高速流動的熔膠也會在狹窄的通道裡產生較高的剪斷力,進而發生局部過熱的可能而引起燒焦的不良。

相反地,當熔膠經過較寬厚的通路時,流動速度會變得緩慢,也就較容易產生波紋或是較無光澤的表面外觀。

所以,充填速度的設定,應該依據熔膠流動的前端所涵蓋的截面積來調整,力求熔膠在模穴內的流動可以有穩定的速度及快速的填滿。

建議的充填速度如下:

  1. 高充填速度(縮短充填時間)的效果:
    • 可以保持較高溫度,可以降低結合線(Welding lines)的明顯度並增加機械強度。
    • 可以讓成品的表面變得較富光澤。
    • 減小分子結構的總配向程度及增加其結晶度。
    • 提高模穴內的溶膠溫度,改善壓力的均勻度。
    • 降低鎖模力的需求。
    • 減少在填充時所形成的皮膚層。
  2. 在充填初期,採用較低出填速度:
    • 避免模穴較弱的部位變形。
    • 減輕澆口部位的焦痕、燒焦點、及噴痕(Jetting lines)。
  3. 在充填末期,採用減速充填
    • 可以讓保壓切換的時間拿捏更精準,以控制充填量,並降低變形量。
    • 可以改善排氣,降低因排氣不良鎖產生的短射或是燒焦。
    • 可避免模穴內壓上昇太高。

    塑膠射出螺桿位置與速度關係圖


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延伸閱讀:
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塑膠射出成型的三要素
熱塑性塑膠受熱的歷程及行為
塑膠射出常見的缺陷及可能原因與對策

 
 
訪客留言內容(Comments)

贊啦
不過我有一個問題
為何充填速度在機台電腦介面設定是用%表示
其充填速度所設定的數值總和並不等於100%
能否解答一下謝謝

因為除了百分比外,很難用其他單位來衡量。

關於高充填速度(縮短充填時間)的效果:

『減小分子結構的總配像程度及增加其結晶度。』

這句可以說明一下嗎

小弟也同上對於
『減小分子結構的總配像程度及增加其結晶度。』該句有點疑問,
較高的射速應該會加強塑料分子鏈的配向性,
請問該句的意思是特指”使用較高射速完成射出的話,會使產品有較高的餘溫去進行分子鏈鬆弛、回彈,進而減少其配向性”嗎?
而配向性跟結晶程度是成反比關係嗎?

BB,
從溫度的角度去想,高速可以保持高溫,讓熔融的速交流在轉彎及反折處形成擾流或亂流。
當然,這個理論與模具結構是否複雜有很大的關聯。


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