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技術答詢-射出篇

A:
PC塑膠會比ABS嚴重,原因就是粘度指數較高(較稠),這同時也是牽涉到「暗影」的原因,當塑流受長方形柱阻擋時,前端較冷的塑流(較稠)比後端較高溫的塑流(較稀),前端塑流更易於阻滯而形成暗影。造成前端塑流較稠的原因,有料頭常有溫度偏低現象、接觸相對冷的空氣時間較長、粘度稠和稀對於射出能量受阻時的物理效應之差異等原因。通常可藉由改善料頭低溫和增加整體料溫、減少射出能量(射速X射壓)來改善,但遇到較嚴重的情況,通常效果不大。這時就要探討射出能量和液體阻尼係數之間的關係,射出是通過高能量將塑流噴射的過程,能量越高造成上述現象越明顯,射出能量會調高常因必須克服從料管噴嘴、模具直澆道口、澆道、產品澆口等一連串的重層阻滯,依照流體力學只要有兩道串連就會形成流量受阻狀態(一道阻滯不會,流體只會加速通過,不減通過量,當然一道阻滯也不能太嚴重),因此必須加大這些關卡(Gate)的體積,就能有效降低塑流阻滯,就可調低射出能量,就能減少甚至消除暗影,以上四種澆道是最不可能造成阻擋的(通常模具澆道都太大了),檢視計算產品澆口和模具直澆道口是必要的,必要時還須加大料管澆口的直徑,因著這些改善,射出能量得以調低,前端塑流和阻擋物接觸時的物理效應就會減緩,自然就能改善或消除暗影了。打個較極端的比方,若液態矽膠或粘度指數較低的塑膠,通常不會有這問題,就是工法中偏重於填充、而較少射出的成分,少了射出能量就不會發生了,所以,工法盡量減少射出成分,就是根本性的改變關鍵。

 

1. 1Bar=1.02kgf/cm^2,1Mpa=10.2 kgf/cm^2,因此得出H機的射出壓力是142.8 kgf/cm^2,T機的射出壓力是2040 kgf/cm^2。
 
2. 依1,顯然射出壓力是不可能差距14倍以上的,因此推論,H機的射出壓力是以射出機的系統壓力為準,T機的射出壓力是以料管螺桿的單位壓力為準,兩者不能直接相比。
 
3. 建議,H機的射出壓力必須以型錄的「射出壓力」為準,並以此用來跟T機的射出壓力相比。
 
4. 射出壓力公式=射出缸容積/料管螺桿面積X射出機的系統壓力
如射出缸容積是176.6 cm^2,螺桿是40mm則容積是4X4X0.785(0.785是圓周率3.14的1/4)=12.56 cm^2,射出機系統壓力是140kgf/cm^2。
這個組合的射出壓力:176.6 cm^2/12.56 cm^2X140kgf/cm^2=1969 kgf/cm^2
 
5. 若是同一台射出機的條件,只更換料管螺桿,射出壓力亦會隨之變化:
若是35mm螺桿容積是9.61625cm^2
這個組合的射出壓力:176.6 cm^2/9.61625cm^2X140kgf/cm^2=2571 kgf/cm^2
若是45mm螺桿容積是15.89625cm^2
這個組合的射出壓力:176.6 cm^2/15.89625cm^2X140kgf/cm^2=1555 kgf/cm^2
 
6. 若是射出機使用的射出壓力是系統壓力,則可先參照型錄的「射出壓力」數值,這是指使用系統壓力最大的狀態,如射出機系統壓力是140kgf/cm^2,射出壓力是2571 kgf/cm^2,則可以簡單公式計算出實際使用的射出壓力:
實際使用系統壓力(如63 kgf/cm^2) /射出機系統壓力X射出壓力
實際使用的射出壓力:63 kgf/cm^2/140kgf/cm^2X2571 kgf/cm^2=1157 kgf/cm^2,以此類推。

射出壓縮原理是將鎖模動作分階段完成,運用專業射出成型機完成:增加轉品轉寫力、減少產品內應力、生產較薄的產品、生產較厚的產品、增進模具排氣功能等動作,實際操作上可分為全面壓縮及局部壓縮2種情況,需要配合模具做徑向切入槽設計,有些如增加排氣功能則以一般模具也可以,局部壓縮機配合模具雙層托模板的設計,可以針對局部作壓縮,是很好的選擇。 

射出成型機壓縮目前應用在薄導光板方面較多,優點是可有效降低射出機的鎖模力規格,重要的是射出壓縮動作啟動及速度須很快,才能配合高速射出大約在0.2秒內就完成射出的高效率動作,快速啟動方面建議使用電子尺定位外,可藉重壓力檢測器增加射出成型機啟動時機的精確度

微射出成型是什麼?

微射出成型(Micro Injection)是一種精密的技術,只要產品的尺寸、功能特徵或是公差以毫米甚至是微米的等級要求,都可以稱為微射出成型,微射出成型的微型特徵,需要搭配特殊的成型機和輔助設備才能完成各種生產操作。

  • 射出重量在1g或0.1g以下的輕量產品
  • 重量不限,只要產品中有一部份具微米級結構的精密部件,皆需專業微量射出成型機與輔助設備,確保高效生產。


微射出成型和一般射出成型有哪些不同?

因微射出量極小、結構精密,物理特性與加工方式皆異於一般射出,不可僅以縮小概念處理。非將大射出機微型化即可,須依產品精密度與形式,整合模具設計與製程,搭配專用微量射出成型機,方能高效穩定生產微射出產品。

〈延伸常見問題:宜得世微射出機有哪些實際的射出案例?是否能證明優於其他品牌的微射出機?
〈延伸常見問題:分模線微射出機和一般的微射出機有何不同?我們需要如何配合?

宜得世Atom系列微射出機耗費一年時間開發並進行繁複的測試步驟,期間並進行3個月全天候測試,才推出市場行銷,目前在奈米產品、薄導光板、精密端子、光纖產品、微小風扇、醫療微產品、光學鏡頭等均有實際生產案例,最小的產品可至千分之一公克。
 
微射出實際案例是可生產0.02mm篩網,成功生產通過驗證日本微射出成型機做不出合格品的雷射非球面鏡頭,精密端子的生產比日本機快35%,某光纖產品比德國機快50%時間生產,某微結構產品生產由日本機22%不良率降至零不良率,經由我們評估模具整合後,微零組件由日本機生產23秒一模縮減到4.5秒快了5倍之多,僅簡列上述代表性實例,如果您有需要微型射出技術需求歡迎連絡測試,共同提昇更多微射出領域的技術。

分模線射出機是從公、母模結合面的上方或側方射入的射出法,主要特色是模具沒有直澆道,改在分模面銑出直條狀的橫澆道即可,不但可以減少塑料損失,也因為不需考慮直澆道多出的冷卻時間,可以大幅縮短成型週期,直澆道因為需要至少1°以上的斜度通常會較粗,所以需要更多的冷卻時間,也常因直澆道拉斷而影響生產的連續性,在微射出領域更凸顯此問題的嚴重性,分模線射出法可說是微射出的終極解決方案。
 
我們會有專業的人員進行評估,只需在模具作小修改即可配合生產。為何您現在才知道一直無法推廣呢?即使日本也只有一家JUKEN公司生產此種射出機,主要原因還是適用模具較不平均,專一性的射出機設備,產品量不多時機器就停置形成浪費成本提高,宜得世推出的Atos系列精密分模線微射出機可以克服這些問題,我們採用精密模組設計,將來若需回復臥式射出機也可輕鬆改裝,不必在機台上焊接、鑚孔、攻牙等步驟,是真正為客戶利益着想的解決問題、省下成本的最佳方案,我們致力於將引導微射出進入更具挑戰性的精微領域。

  • 採L/22=P設計,將大小直徑料管均設計為22節,可確保原料在料管內獲得最均勻的混煉效果。
  • 公差正確可使逆流減少,效率提高,逆流圈處採0.1%,螺桿處採0.2%,可以達到高標準的傳輸及導熱效率,回流量最小,也就是傳輸效率最高。
  • 螺桿和逆流圈間隙精準設計,可使射料終位置控制在0.5 mm內,如使用更精確的射出模式,可控制在0.1 mm以內。
  • 螺桿和轉軸接觸處,採用獨特的無圈溝設計,強度最高,減少螺桿斷裂、彎折扭曲機會。
  • 料管裝配的直線性非常重要,除料管外徑和射出座孔公差精密外,射出座採用無分力機構設計,在射出和貯料時可確保直線性和真圓度,以使料管發揮最完美的功能,並能減少磨耗增加使用壽命。
  • 螺桿皆採用一體式設計,可以增加強度減少斷裂機會,也可避免PC等較高溫原料滲入三角尖螺牙間隙內形成污染的問題。

  • 小料頭和中料頭直徑不一樣,電熱片功率也不同,如在一起控制溫度會造成小料頭不夠熱的狀況,影響射出品質。
  • 小料頭因長時間和模具接觸較容易過熱所以要有散熱特性,不但溫度較低也比較不穩定,有必要單獨控制才能維持溫度的穩定性,建議採用鉤式探棒可以最接近料頭前端,更為精準。

現代的柱塞式射出機就是射出和螺桿貯料分開運作的設計,並不是二十世紀初射出成型機剛開始只使用柱塞射出的原始方式,柱塞式射出進步到螺桿式射出後,再一次的進化到讓螺桿只負責塑料的混煉,再讓柱塞只負責射出的分工設計,這樣的射出成型機演進設計難度高,但能有效大幅提升射出機的優勢條件,是世界公認最精密的射出機構設計,目前在日本有SODICK全機種使用,在歐洲則是以微射出機方面的品牌使用較多,如ARBURG、BABYPLATE,台灣目前全力開發柱塞式射出機的是EdeX宜得世的Atom微射出機系列,優點簡述如下:
 
  • 因為柱塞式射出機是原地轉動不後退,可以讓塑料均勻的通過螺桿所有的螺牙溝槽,塑料可獲得最完善的混煉效果,可以大幅提升射出品質。
  • 螺桿不需具備逆流圈等止料功能,所以得以設計如14mm直徑的小螺桿,若配合較小顆粒的塑料,10mm、12mm直徑的小螺桿亦可製作,對微射出方面幫助效益很大。
  • 射出柱塞是圓柱狀造型製作容易精密度高,也沒有螺桿式射料時須由逆流圈封住螺桿的鎖固動作,完全不會有回料亂竄計量不準的現象,射出終點始終保持在最精準的範圍內,是可生產最精密級的產品的首選射出機。
  • 由於射出柱塞是獨立分離的,射出柱塞的直徑可以不必相等於螺桿直徑,這優點可以提升射出壓力、射出速度的效果,也能依射出量在設計規劃任意減少,在微射出生產方面操控更容易和精準。
  • 宜得世射出機的柱塞式機構設計,採用發明專利的IPIS可更換式柱塞射出系統(Interchangeable Plunger Injection System),更可隨時更換射出柱塞模組,可達成全功能(All-in-One)射出機的終極目標,幫助經營者控制設備成本,提升客戶的投資價值。


〈延伸閱讀:射出成型機是什麼?種類有哪些?

液態矽膠射出機與射出級矽膠原料專業解析

一般射出機能否使用射出級矽膠原料?雖然一般射出機可成型矽膠,但因射出級矽膠原料特性與硬度受限,無法滿足高精度需求,需仰賴專業液態矽膠射出機。

射出級液態矽膠原料為高純度熱固性塑料,分為A劑(矽膠基料)與B劑(固化劑),以1:1比例混合,具優異流動性、耐熱性及穩定性,適用於醫療、汽車與電子產業。若需著色,需搭配液態色劑(C劑)。供料機負責「靜態混煉」,確保原料均勻。混合後的矽膠進入冷卻料管,經螺桿「動態混煉」,射入加熱模具。模具需加溫至固化溫度,依產品厚薄決定固化時間,開模後取出高品質成品。

為確保產品無缺陷,液態矽膠射出機模具採用低壓射出,注重逃氣設計,必要時搭配抽真空機,排除模腔空氣。專業液態矽膠射出機結合優質射出級矽膠原料,才能滿足嚴苛品質要求!

立即聯繫我們,探索液態矽膠射出機與原料解決方案!

 

射出級矽膠原料比較表

原料類型特性優點缺點適用場景
液態矽膠 (LSR)A、B劑1:1混合,熱固性,流動性佳,硬度範圍廣(Shore A 10-80)高精度、高穩定性、耐高溫、耐化學腐蝕、生物相容性佳需專用液態矽膠射出機,設備成本較高,加工要求嚴格醫療耗材、汽車密封件、電子防水元件、高端消費品
固態矽膠單組分或預混型,熱固性,硬度範圍較窄(Shore A 30-70)可使用一般射出機,設備成本較低,操作相對簡單材質選擇受限,精度較低,表面品質不如液態矽膠低精度消費品、一般工業零件
熱塑性塑料 (如PP、ABS)熱塑性,無需熱固,流動性視材料而定廣泛應用於一般射出機,成本低,易於大規模生產耐熱性、耐化學性不如矽膠,生物相容性較差一般塑膠製品、家電外殼、玩具

 

EdeX液態矽膠射出機應用場景

  • 醫療產業:生產高潔淨度產品,如注射器、試管、醫療密封件,符合嚴格的生物相容性與衛生標準。
  • 汽車產業:製造耐高溫、耐油的密封件、感測器外殼及線束固定件,提升零件耐用性。
  • 電子產業:製作防水連接器、按鍵、精密矽膠外殼,確保產品的高精度與可靠性。
  • 消費品製造:適用於矽膠廚具、嬰兒用品、運動用品等,提供柔軟觸感與高安全性。
  • 特殊應用:支援複合材料成型、嵌入式射出、多色射出,滿足客製化與高附加價值產品需求。

EdeX液態矽膠射出機以其精密供料系統、低壓射出設計及高效熱固技術,確保優異的產品品質與生產效率,助力客戶在多元產業中實現卓越製造。


 

〈延伸閱讀:1次搞懂橡膠射出和矽膠射出有什麼不同?

PS塑料與不好托模無關,PS塑料雖脆也不因托模就使中間部位脆裂,蓋子產品很淺,也和拔模角度無關,脆裂是因為模仁和產品之間在托模時形成真空,PS產品較脆,被外部大氣壓所壓裂。開模設計確實不好,但可以透過四支頂針的進氣設計解決,可在頂針前端1mm處加工車小直徑一段距離,頂針後段再加工外圓直溝三道。如此在托模時,托模1~2mm只會讓產品內凹變形但不會脆裂,此時外部空氣已和模仁與產品的空間連貫,大氣壓互相抵銷,就可使PS產品不會脆裂完整頂出了,必要時減低托模速度確保空氣補充速度足夠。

舉例:螺桿直徑30mm,射出行程120mm,換算成cm(1cm=10mm)較方便換算重量,3x3x0.785(3.14/4)x12=84.78cm^3 或 1.5x1.5x3.14x12=84.78cm^3。
如果是ABS比重1.06,則重量是84.78cm^3x1.06g/cm^3=89.87g(克)。