氮气辅助成型技术讲义.ppt

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1、氣輔控制在射出成型的應用 Gas-Assistant Control in the Application of Injection Mold Process,資 料 來 源:富 益 成 科 技 有 限 公 司 ( V i t e k T e c h. , L T D , B. C. C A N A D A ),報 告 人：林 進 生 J a s o n L i n,何謂氣體輔助射出成形:,就是在射出成形加工的融熔樹脂射出後或是在射出中，將惰性氣體(氮氣)注入樹脂內，利用該高壓氣體壓力，將射出品的收縮或翹曲問題降至最低的成形方法,可應用氣輔射出成型項目與產業別,汽機車- 保險桿, 後視鏡,儀錶

2、板,內飾件等 家電產品- 電視機,投影機,冷氣機,洗衣機,電子琴,音響 3C電子產品- NB,PDA,LCD TV,DVD,手機,印表機,滑鼠 家俱業- 桌子,椅子,棧板 百貨業- 置物箱,把手等,採用VITEK氣輔設備廠商實績,汽機車- 亨福實業 家電產品- 松下電器,成發塑膠,川慶塑膠,勝檳興業,大城仁和興業,韋翔塑膠,東桂塑膠,良盈實業,嘉晉塑膠,恆嘉塑膠,海國樂器 3C電子產品- 精泉塑膠,迎廣科技,仕欽科技,協益電子,高塑開發科技,竹永成精密 試模廠- 緒茂塑膠 百貨業- 華博科技,氣輔射出成型的優點,提高產品品質 增加產品強度 縮短產品製程 節省生產成本,傳統成型與氣輔成型射壓比較

3、圖,Pressure,Pressure,Pressure,傳統成型,氣輔成型,氣體輔助射出成型原理(一),流程1: 開始射入原料(短射),流程2: 氣輔開始(第一次氣體穿透),氣體輔助射出成型原理(二),流程3:保壓(第二次氣體穿透),流程4:開模前洩放高壓氣體,氣輔成型系統示意流程圖,VITEK氮氣產生機的設計理念,最先進壓力擺盪式(PSA)製氮法 採用高效能吸附劑(CMS)，吸附能力永不衰減 隨機配置數位式氧氣偵測儀 採用運作穩定，操作簡易的PLC控制架構 可靠且簡易的操作程序 對吸入空氣僅需簡易的前處理 節能設計，低耗電量 低保養成本，維護度高,壓力擺盪式(PSA)與薄膜式氮氣機比較表,

4、VITEK(富益成)氣輔成型控制器設計理念,可控制兩台注塑機 可儲存1000組成型條件 觸控式多彩顯示液晶螢幕 中文Windows人機介面 快拆式迴路模組設計 斜坡式緩增壓緩降壓 精密型全閉迴路控制器 具備線上清除氣針功能 即時壓力曲線及數值顯示 具備關機狀態記憶,氣輔成型控制器比較一覽表,VITEK(富益成)氣輔成型控制器規格,資料來源: Gas-assisted Injection Molding Design and Processing Guide for GE- PLASTICS Resins-GE PLASTICS,須用特製的切斷式 (shut-off)噴嘴 所有氣道須和料頭 連

5、接，氣道設計易 受限制 不適用於熱澆道 模具修改較容易,進氣位置 (一) 由射嘴進氣,資料來源:Gas-assisted Injection Molding Design and Processing Guide for GE-PLASTICS Resins-GE PLASTICS,可減少水口料 氣道須和流道/澆口 連接 不適用於熱澆道 仍須切斷式噴嘴，防 止氣體逆流,進氣位置 (二) 由流(澆)道系統進氣,資料來源:Gas-assisted Injection Molding Design and Processing Guide for GE- PLASTICS Resins-GE PLA

6、STICS,可多點進氣 各氣道可分開獨立 控制 氣道設計可變性大 產品表面留氣嘴孔,進氣位置 (三) 由模穴進氣,氣道設計注意要點一,氣道設計注意要點二,氣道設計最佳起始比例(24倍),柱狀產品設計原則,塑料儘量從一端進膠，進氣點位置接近澆口，可調整進氣點位置，使氣體穿透均勻,澆口和進氣口可位於產品中間，但須注意加工精密，維持兩邊平衡充填,柱狀產品設計原則,氣道轉角處採用大圓角,柱狀產品設計原則,柱狀產品設計原則,多模穴模具除了注意多穴流動充填平衡之外，尚須考慮重力對充填的影響,柱狀產品設計原則,利用溢料井可提高氣輔掏空率，進而控制掏空率，並克服成品陰陽痕的產生,開始氣輔前之融膠充填圖,氣體穿

7、透分佈圖,柱狀產品設計原則,氣針可置於模穴外部的一個小模穴內，經過一小澆口進入主模穴，如此可避免氣針在成品表面留下太大的痕跡,板狀產品設計原則,氣針位置須配置在塑料澆口附近，使氣體順箸塑流方向推動熔融塑料往成品的末端充填,(a),(b),(c),板狀產品設計原則,氣道配置未指向波前充填末端，易造成氣體滲透到薄壁,板狀產品設計原則,塑料澆口和進氣點位置須適當安排，使氣體一次穿透和二次穿透皆可到達每一條氣道末端,板狀產品設計原則,進氣點和澆口需距離20mm以上，以避免氣體回滲主流道，或用小澆口防止回滲,板狀產品設計原則,避免主氣道分叉，避免閉路式氣道,當氣道分叉時，氣道末端可成階梯式縮小，以阻止氣

8、道加速,板狀產品設計原則,氣輔CAE模流分析-融膠波前流動圖,氣輔CAE模流分析-氣輔流動分布圖,氣輔CAE模流分析-案例研究一,開始氣輔前之融膠波前壓力分佈 (氣道直徑=0.2“),低壓處,塑料和氣體入口,氣道,氣體穿透至薄壁,氣道直徑為0.2“ (2:1 比例),氣體滲透到薄壁,開始氣輔前之融膠波前壓力分佈 (氣道直徑=0.6“),低壓力處,從澆口引出之箭頭方向 顯示塑流之跑道效應,氣體滲透到薄壁更嚴重,氣體穿透至薄壁的情形更嚴重,氣道直徑為0.6“ (6:1 比例),可接受的氣體穿透狀況,氣體穿透至薄壁的情形明顯改善,氣道直徑為0.4“ (4:1 比例),氣體有更直接的通路 往低壓處穿透

9、,已無氣體穿透薄璧現象,使用氣道直徑為0.4“和新的氣道配置,氣輔CAE模流分析-案例研究二,氣輔成型汽車門把,塑料澆口,進氣點,可能的進氣點,可能的 進膠點,0.5 肉厚處,0.18 一般肉厚,原始設計澆口和進氣點位置之氣體滲透狀況,氣體在厚的 把手處穿透,氣體滲透至薄壁處,進氣點,塑料澆口,氣體大致都停留在 薄壁處,原始設計澆口和新的進氣點位置之氣體滲透狀況,塑料澆口,進氣點,氣體大致 穿透在肉厚處,新的澆口和新的進氣點位置之氣體穿透狀況,無溢料井vs.有溢料井,滿射無溢料井,氣體穿透位置,有溢料井與無溢料井設計之氣體穿透狀況比較,塑料澆口,進氣點,氣輔成型條件建議設定值,短射量7080%

10、氣輔觸發 螺桿距射出末端約2 cm 延遲時間=1.0 秒 1st保壓壓力=105 bar 1st增壓斜率=200 bar/sec 1st保壓時間=5 秒 2nd保壓壓力=150 bar 2nd增壓斜率=200 bar/sec 2nd保壓時間=10 秒 3rd保壓壓力=0 bar 3rd增壓斜率=40 bar/sec 3rd保壓時間=15 秒 儘量採用緩降壓排氣及增加排氣的時間,氣輔射出成型製品的缺陷,滲透(Permeation)或手指紋(Fingering) 氣泡(Bubble) 吹穿(Blow out) 縮水(Sink) 凹凸膨脹(Swell) 遲滯痕跡(Hesitation line) 亮紋(Witness line) 起瘡(Burning),氣輔成型調機黃金守則,每次只更改一個條件 氣體與塑料的流動同方向 採用最小的保壓壓力 採用最短的保壓時間 採用最少的塑料注射量 隨時檢查成品中空的長度及截面積,