射 出
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技术答询

  射 出
 

1.
射出压缩的原理为何？应用在哪些方面？
射出压缩动作简单说就是将锁模动作分阶段完成，配合射出动作以便完成诸如增加产品转写力、减少产品内应力、生产较薄的产品、生产较厚的产品、增进模具排气功能…等，实施上可分为全面压缩及局部压缩两种，前者有些情况需要配合模具作径向切入槽设计，有些如增加排气功能则以一般模具也可以，后者须配合模具双层托模板的设计，针对局部作压缩。
射出压缩目前在薄导光板方面使用较多，可有效降低注塑机的锁模力规格，重要的是压缩动作的启动及速度须很快，才能配合高速射出大约在0.2秒内就完成射出动作的要求，启动方面除电子尺定位外，可藉重压力检测器增加启动时机的精确度。
2.
微射出的定义为何？和一般射出有哪些不同？
微射出（Micro Injection）的定义有两种，一种是泛指射出重量在1g或0.1g以下的轻量产品，一种是重量不限，只要产品中有一部份具有微米等级结构的产品。因射出量极小以及结构极精密，物理特性及加工方法都已改变，并不是一般产品加以缩小的概念，也不是大注塑机加以缩小就是微注塑机的做法。要顺利生产微射出产品，必须将产品形式及精密等级详细分析，结合模具整体设计，使用适合的精密的微注塑机，才能高效率的生产精密的微射出产品。
3.
宜得世微注塑机有哪些实际的射出案例？是否能证明优于其他品牌的微注塑机？
宜得世Atom系列微注塑机耗费一年时间开发并进行繁复的测试达一年之久，期间并进行三个月全天候测试，才推出市场行销，目前在奈米产品、薄导光板、精密端子、光纤产品、微小风扇、医疗微产品、光学镜头等均有实际生产案例，最小的产品可至千分之一公克。
较明显案例是可生产0.02mm筛网，成功生产通过验证日本机做不出合格品的镭射非球面镜头、精密端子生产比日本机快35%，某光纤产品比德国机快50%时间生产，某微结构产品生产由日本机22%不良率降至零不良率，经模具整合后某微零组件由日本机生产23秒一模缩减到4.5秒快了五倍之多，仅简列几项代表性实例，欢迎连络测试，共同提升更多微射出领域的技术。
4.
分模线微注塑机和一般的微注塑机有何不同？我们需要如何配合？
分模线射出是从公、母模结合面的上方或侧方射入的射出法，主要特色是模具没有直浇道，改在分模面铣出直条状的横浇道即可，不但可以减少塑料损失，也因为不需考虑直浇道多出的冷却时间，可以大幅缩短成型周期，直浇道因需要至少1°以上的斜度通常会较粗，很多冷却时间都浪费在这里，也常因直浇道拉断而影响生产的连续性，在微射出的领域更凸显此问题的严重性，分模线射出法可说是微射出的终极解决方案。
只需在模具作小修改即可配合生产，过去为何一直推广不开呢？即使日本也只有一家JUKEN公司生产此种注塑机，主要原因应该是适用模具较不平均，考虑若没有此类工作时机器就停置形成浪费，宜得世推出的Atos系列精密分模线微注塑机为克服此问题，采用精密模组设计，将来若需回复卧式射出也可轻松改装，不必在机台上焊接、钻孔、攻牙，是真正为客户利益着想的解决方案，将引导微射出进入更具挑战性的精微领域。
5.
除了一般常见的注塑机和射出方法外，还有发展出哪些特殊的注塑机和射出工法可加以运用？
没错，目前是有很多特殊的射出工法可加以有效整合和运用，但有不少项目是必需和注塑机整合开发的，简列如下：
(1) 微射出：射出产品在1或0.1g以下重量，或是射出产品中某部份具有微米级要求的都称为微射出（Micro Injection），需要以专门开发的微注塑机生产。
(2) 程序射出：在射出填充阶段分别以不同的射出速度灵活运用的射出工法，可有效消除流痕和应力等外在和内部问题，1965年由TOSHIBA注塑机最早提出，目前已是所有注塑机必备的射出程序，标准机约分为五段射速。
(3) 射出压缩：射出初期模具未闭锁或只加上一部分锁模力，在射出到达某一设置位置或压力值时，模具再进行二次压缩，此时射出仍持续同步完成，在超厚件及超薄件成型皆可适用，也可作为模腔内加速空气散逸的作用，可节省很大比例的周期时间，也可减少薄件的应力产生，是很重要的射出工法，目前在薄导光板产业广泛应用。
(4) 薄壳射出：一般泛指流长比100（L长/T厚＝100）以上的产品，需要以高速或超高速注塑机（国际上以超过300mm/s射速为高速注塑机，超过600mm/s射速为超高速注塑机）生产，流长比越高或厚度越薄时需更高的射速，但依经验显示超过1200mm/s时对塑料的推进效果会急速下降，这是塑料黏度高的关系，较高的射出压力在高速射出是更重要的要素，配合射出压缩会有更好的效果。
(5) 气辅射出：在射出填充途中同步灌入高压气体（氮气或空气）的射出工法，可节省塑料又能改善产品的翘曲状况，对于厚件的边、角处的收缩状态更具改善效果。
(6) 水辅射出：和气辅射出的原理类似，只是将传动介质由氮气改为水，水能快速吸收塑料热度，更可加快生产周期，相对的射出速度需更高。
(7) 超临界射出：固体、液体、气体称为物体三态，介于液体和气体之间的状态称为超临界流体，将氧气或氮气的分子以零下100多度的低温控制在10~100μm大小，和熔融塑料混合后射出，可有效节省塑料、增加产品的物理强度、减少产品翘曲，但技术层次高且需特殊设计机械，市场上使用仍不普遍。
(8) 多色或多材质射出：大多是双色射出，注塑机需具备两个或多个射出单元，依序射出多种颜色的塑料料或多种不同的材质进入模具的方法，注塑机大多采用转盘式旋转模具，优点是可同步射出生产效率较高，缺点则是机器投资大且不能生产单色产品，投资浪费的顾虑极大，目前欧洲大多开发配合模具的依序射出工法，生产稍慢但注塑机亦可生产一般产品，更因冷却时间可依各色或材质的造型各别调整，精密度更胜于转盘式多色射出法，尤其在多色方面的机械设计比转盘式多色注塑机更简单而深具潜力，使用限制是模具需事先加以规划设计。
(9) 混色射出：又称为大理石纹射出，将不同颜色的塑料同时射入模腔，产生类似但不完全相同的混色效果，可增加产品的美观，但塑料只靠热传导减少螺杆的摩擦混炼效应，品质较难控制也易混入空气形成气疮现象，若加入简易螺杆设计会有改善。
(10) 三明治射出：利用特殊料头设计，先以外围圈射入塑料产生皮膜，再将次料或泡棉树脂经由内孔射入皮膜中间部分，并由内推第一层塑料皮膜至定型为止，可节省高价塑料也可改变物理性能，如增加产品柔软度。
(11) IMD、IML射出：将印刷好的耐高温塑料膜贴于模腔表面，再进行射出的工法，印刷层在内部可永不磨损又加上透明塑料包裹的亮度，是高价值的产品，在NB和手机外壳运用极广，IML是指平面方式。
(12) 模内转印：将转印纸至于模腔表面，利用射出时高温塑料的热度将转印纸上的油彩转写到产品表面的工法，另有模内涂装工法，但因需直接印刷在模腔表面，技术高质量较难控制。
(13) 熔芯射出：先将低熔点塑料的射出造型置于模腔中间，再射出所需的较高温级塑料包裹成型，再以加热法将产品中间的低熔点塑料（也可用石蜡之类的材质）溶出，以取得需特殊内部造型的产品，但因使用限制较多、效率也低，在市场上已非常少用。
(14) 热固性射出：尿素、电木、美耐皿等热固性塑料的成型，料管是预热作用，高温的模具才是热固性塑料定型的关键，料管均温很重要使用油温加热方式较多，也须作防腐时的处理。
(15) 金属射出：是配合镁合金类材料开发的技术，是以颗粒状的镁合金粒直接进入料管内以螺杆混炼，因熔融温度在500℃以上，需要以陶瓷层披覆的料管组件，因金属易冷需约达2000mm/s的高射速射出，镁合金和氧气接触即可自燃，作业需加一些防范措施。另有一种是以镁合金金属块直接在烧锅中融化，再以压铸射出的方式高速射出，此法较易生毛边后处理费用较高。
(16) 金属粉射出：以粉状的金属材料生产的方式，如钕铁硼类，其中作为连结的塑合物成份约只有10%，生产时约防过度加热以免料管和螺杆卡死，螺杆也需特殊材质和设计。
(17) 粉末冶金射出：可依不同需求以不同的金属粉末和塑合物拌合成材料，射出后还须以液体浸泡及热烤方式释出期间的塑合物，再加热定型的射出工法，广泛用在泵浦、精密组件、汽车零件的制作。
(18) 陶瓷射出：和粉末冶金生产及后制程方式均雷同，只是材料改成陶瓷类的氧化铝、氧化锆之类，产品为半永久寿命又兼具耐热不变形、不劣化的特性。
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6.
高速射出的作用及优点有哪些？
(1) 有些会「包风」的模具确实不可太快，但可经由在模具气孔上加强，就可快速生产;流痕之类产品只是射出填充中的一小段，机械可快当然也可慢，射速快仍能发挥效果。
(2) 高速射出是注塑机的发展潮流，现在的界定标准300 mm/s以下均只是快慢有别的一般射出领域，300 ~ 600 mm/s是高速射出领域，600 mm/s以上才界定为超高速射出领域。
(3) 射速快可使成品近端和远端的温度差减至最小，因其被冷模具吸收的热能最少，如此能减少成品翘曲，有效减少冷却及周期时间，增加生产量，对薄成品是很重要的。高速通过浇口时，可因摩擦生热而降低原料黏度，也就是可以在相对较低温高黏度条件下生产，产品物理特性更好，可以克服不少射出问题。
(4) 针对现在的3C产业，以及环保诉求，或薄利时代要降低成本，产品均往轻薄短小发展以节省成本，为维持产品物理强度，大量使用特殊塑料因应，也增加射出难度，必须以高速成型才能达到要求，这种方向的演进是必须积极因应的，具备快速射出功能的注塑机，才能配合这些需求。
(5) 高速注塑机的切换准确度更高，机械性能也会提高，使用零件要求更高，连带也会使机械性能更适合于一般速度射出，生产出更精密的产品。
7.
注塑机的射出性能有哪些重要比较项目?
(1) 射出效率是重要指针，效率高代表填充到模具内的时间较短，速度较快，能减少原料在制造过程中的品质劣化，而能得到较良好的产品。
射出效率(cm3/s) = 料管面积(cm2) × 射出速度(mm/sec)
料管面积(cm2S) = 料管直径2 × 0.785(π/ 4)
(2) 射出压力也很重要，力量不够将使射出速度不稳定或无法完成产品射出，尤其在薄物射出时阻力较大必须有较大的射出压力支撑，对于韧性强的原料如PC或复合原料，也必须较大的压力。
 
(3) 射出速度对注塑机是很重要的，针对薄件均必须以高射速性能才足以克服，高速射出使射出件精密化，降低料温，可有效提高产能，是已被公认的射出趋势。
(4)

射出马力则是终极指针，代表一台注塑机的综合射出力量，射出马力较大表示其射出能量较强，可以完成较高难度的产品。

射出马力(kw)=射出效率(cm3/s)×射出压力(kgf/cm2)×0.98x10-4

注： 10-4为0.0001，即万分之一 0.98为效率常数
  1kw = 1.326 HP 1HP = 0.754 kw
(5) 射出动作的动力表现必须快速、精准，加速度比速度还重要，才能依照操作者的想法完成精密产品的射出，全系列均采用伺服阀控制，有效提升性能。
(6) 料管是射出结构中最重要的组件，精准的公差可以阻绝原料回流，贮料更精准，射出表现自然就好；料管和射出座结合必须精密，采用特殊精密设计，可使螺杆达到几近真圆度旋转的理想，才可以配合更精密的料管设计，有效提升整体注塑机性能。
(7) 独立控制数位比例式背压装置，至少有三段控制，可完全因应不同原料特性作自由组合操控，可以有效控制原料在混炼过程的稳定度，对射出性能的提升有很大助益。
(8) 以压力侦测切换保压，可以根据料管内原料实际状态切保压，有效提升产品再现性，此外，备有预压射出等功能，可以将射出性能提升到登峰造极的地步。
8.
宜得世的料管有什么特色?
(1) 采L/22＝P设计，将大小直径料管均设计为22节，可确保原料在料管内获得最均匀的混炼效果。
(2) 公差正确可使逆流减少，效率提高，逆流圈处采0.1%，螺杆处采0.2%，可以达到高标准的传输及导热效率，回流量最小，也就是传输效率最高。
(3) 螺杆和逆流圈间隙精准设计，可使射料终位置控制在0.5 mm内，如使用更精确的射出方式，可控制在0.1 mm以内。
(4) 螺杆和转轴接触处，采用独特的无圈沟设计，强度最高，减少螺杆断裂、弯折扭曲机会。
(5) 料管装配的直线性非常重要，除料管外径和射出座孔公差精密外，射出座采用无分力机构设计，在射出和贮料时可确保直线性和真圆度，以使料管发挥最完美的功能，并能减少磨耗增加使用寿命。
(6) 螺杆皆采用一体式设计，可以增加强度减少断裂机会，也可避免PC等较高温原料渗入三角尖螺牙间隙内形成污染的问题。
   
9.
料头为什么要两段温度控制?
(1) 小料头和中料头直径不一样，电热片功率也不同，如在一起控制温度，将形成小料头不够热的状况，影响射出品质。
(2) 小料头因长时间和模具接触，散热量较多，不但温度较低也比较不稳定，有必要单独控制才能维持温度的稳定性。所采用钩式探棒，更接近料头前端，更为精准。
10.
射终点代表甚么意义? 偏差控制在多大范围内?
(1) 一般而言射终点也代表射出的稳定度，不过却必须在模具耐压结构合格的情况下才有意义，对结晶性塑料由于其不稳定性较高，标准也须稍为放宽；射出行程长短呈正比例关系，也须考虑在内。
(2) 中小型机射终点偏差约在0.1 ~ 0.5mm内，不过重点是在每一模的差距，而不只是数值大小。
(3) 射终点准确程度和料管精密度息息相关，和动力转变的准确度也是正相关因素。
(4) 射终点是量测料管内原料融化后的密度挤压状态，贮料状况的适速、适当的背压也有影响，必须同时列入管制。
(5) 射终点并不是终极的标准，使用压力侦测切换保压方式，明显的比定位切换保压更准确，可见得料管内原料熔化后的状态是难以掌控，存在一定差异的，因此承认其差异，以破除定位切换迷思，转以根据实际原料密度受挤压状况进行切换保压，亦即容许保压及射终点适度的偏差，反而能生产出最少偏差值的产品，制程能力指针Cp、Cpk值更高。
(6) EdeX注塑机的螺杆和逆流圈，采用定速、定轨迹的专利锁固方式，可使射终点更精确。
11.
柱塞式射出比螺杆式射出具有哪些主要的特色和优点？
现代的柱塞式注塑机其实就是射出和螺杆贮料分开运作的设计，并不是二十世纪初注塑机刚开始只使用柱塞射出的原始方式，这是由柱塞式射出进步到螺杆式射出后，再一次的进化到让螺杆只负责塑料的混炼以及让柱塞只负责射出的分工设计，设计的难度当然较高，但能大幅提高注塑机的优势条件，是世界公认最精密的注塑机构设计，目前在日本有SODICK全机种使用，在欧洲则是以微注塑机方面的品牌使用较多，如ARBURG、BABYPLATE，台湾目前全力开发柱塞式注塑机的是EdeX宜得世的Atom微注塑机系列，优点简述如下：
1. 因为螺杆是原地转动不后退，可以让塑料均匀的通过螺杆所有的螺牙沟槽，塑料可获得最完善的混炼效果，大幅提高射出品质。
2. 螺杆不必具备逆流圈等止料功能，所以得以设计如14mm直径的小螺杆，若配合较小颗粒的塑料，12mm、10mm直径的小螺杆亦可制作，对微射出方面助益尤大。
3. 射出柱塞只是圆柱状造型，制作容易精密度高，也没有螺杆式射料时须由逆流圈封住螺杆的锁固动作，完全没有回料乱窜计量不准的现象，射终点始终保持在最精准的范围内，可生产最精密级的产品。
4. 由于射出柱塞是独立分离的，射出柱塞的直径可以不必相等于螺杆直径，具有提高射出压力、射出速度的效果，也能使射出量依设计规划任意减少，在微射出方面的操控更容易和精准。
5. 宜得世注塑机的柱塞式机构设计，采用发明专利的IPIS可更换式柱塞射出系统（Interchangeable Plunger Injection System），更可随时更换射出柱塞模组，可达成全功能（All-in-One）注塑机的终极目标，提高客户的投资价值。

 
12.
为何SODICK柱塞是在水平方向，EdeX的柱塞是在45度方向？
事实上是观看角度的问题，双方的螺杆和柱塞同样是有10~20度的夹角，SODICK将柱塞当主结构，螺杆装置叠在其上，缺点是需整组更换非常的昂贵，力学上也不可能将柱塞直径做到最小，所以在微射出方面是难以和EdeX的IPIS发明专利设计相比的，要更换射出性能时只需更换射出柱塞模组即可，既简单又便宜，又不必因在将来因更换生产项目而需更换昂贵的整机，使客户的投资不致于浪费。以力学来说，从哪边射出，角度多少都可以，德国BABYPLATE微注塑机就有从90度角柱塞射入的设计。
13.
周期时间快慢主要决定在模具的冷却是正确的常识，但仍有其他的重要因素吗？
周期时间和模具的冷却度息息相关无庸置疑，但冷却主要是作用在对塑料受射出力挤压入模具时的分子排列扭曲之定型，分子排列遭扭曲越大即产生更大的内应力，为防止翘曲通常冷却时间也必须较长才足以定型，射出的快速和顺畅和冷却时间的长短是存有一定的关连性；还有一般比较容易疏忽的是塑料在料管内滞留时间太长的问题，如此将使塑料过热而劣质化，相对的冷却定型的时间也须加长，如此又造成滞留时间更长的恶性循环，这是造成周期时间长的一个重要因素，柱塞、螺杆分离式设计因可使螺杆设计简单化而可使螺杆直径缩小，可有效改善塑料滞留时间太长的缺失，在微射出方面目前比德、日系注塑机生产快一倍的例子很多，若再加上模具整体规划设计将流道大幅缩小，目前已有同样产品比在日本螺杆式注塑机生产快五倍的记录。
14.
油压式注塑机比较适用于生产肉厚的射出产品，是否如此？
这完全没有学理根据，反而是因为全电式注塑机的射出压力通常只有2400kgf/cm2不够高，而很多厂牌的射出保压压力又比射出压力设置少了约一成（主因是伺服马达很贵须精确配置），造成在某些需要高保压压力肉厚产品的射出上有不足之憾，而转到油压注塑机生产因无这方面问题反而较顺利，因此本末倒置认为射出肉厚产品是油压式注塑机的专长；其实，在高速射出上油压式注塑机只要加上ACC装置，射出速度几乎没有上限，而全电式注塑机因伺服马达很贵，一般射速大多设计在300mm/s，升级版则为500mm/s，少数专用机到800mm/s就已是少之又少了，在高速射出上全电式机反而有更多的限制，油压式注塑机则无限制。