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,可以縮短射出時間,也可以快速將塑膠液充填入膜腔內使用飽滿,但同時相對材料的剪斷力(Shear force)也大了,材料均勻熔融(混鍊度)的能力也就比較差。

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)而言,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,如此會有混鍊不良均的機會。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:
    • 可以降低結合線(Welding lines)的明顯度並增加機械強度。
    • 可以增加成品的表面光澤。
    • 減小分子結構的總配像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。
  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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