射出成型穩定的關鍵,來自於塑料流動阻力的大小與變化。換句話說,塑料在射出過程中的順暢度,與流動阻力的大小有著密不可分的關係。以下,我們將逐一探討射出條件與流動阻力的關係。在認識流動阻力之前,讓我們先了解三個重要的概念。分別是牛頓流體、冷卻固化層及流動阻力對射出成型帶來的影響。
一、牛頓流體vs非牛頓流體
「水」的流動」與「塑膠」的流動原理是一樣的嗎?答案是:不一樣。
「水」屬於牛頓流體,而「塑膠」屬於非牛頓流體。所謂「牛頓流體」的特性,也就是當你用攪拌棒攪動時,會產生一個向下的旋渦。反而,「非牛頓流體」則會產生爬竿效應。而非牛頓流體又分為兩種特性,「剪切致稠」及「剪切致稀」,而塑膠是屬於「剪切致稀」的非牛頓流體,也就是攪動得愈快,塑料的黏稠度會愈稀。
二、冷卻固化層
在射出成型時,當融化的高溫塑膠原料接觸到相對冰冷的模具時,會瞬間產生一層薄薄的皮膚層,也就是固化層,而隨著時間的增加,固化層就會愈來愈厚。當固化層愈來愈厚時,塑料可以流動的空間就會變得狹小,這時流動阻力就會增加,也就是塑料會越來越難往前推動。
三、流動阻力對射出成型帶來什麼影響?
要能將塑料充填至模具內,其「射膠壓力」必須大於「流動阻力」。而「射膠壓力」的能力取決於射出機台本身的馬力大小。假設原先設定用80Bar的壓力射出,但因為流動阻力較大,導致必須將射壓調高至140Bar極限值,長久下來,對模具與機台的壽命都會帶來負面影響。
就如同我們在騎乘機車時,以時速70騎行2個小時,通常不會有什麼問題,但如果持續2個小時都以時速120騎行,則可能會造成機車引擎的損壞。同樣的道理,在射出成型加工過程中,如果能夠降低流動阻力,就能避免考驗機台的性能,在生產時也能較為穩暢與穩定。
射出成型的好壞,與射出時的流動阻力有著密不可分的關係,而造成流動阻加增加的原因可分為6大類,分別為:
1、料溫太低
2、射速太慢
3、模溫太低
4、澆口太小
5、排氣不良
6、流長比太長
想進一步了解每個原因與流動阻力的關係,請見下方文章說明。
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