在射出成型的過(guò)程中，將塑料填入模穴中是首要的關(guān)鍵步驟?；旧希@是一個(gè)與流動(dòng)波前有關(guān)的三維瞬時(shí)問(wèn)題，非牛頓流體流動(dòng)及許多參數(shù)如熱傳導(dǎo)的問(wèn)題都牽涉于其中。一般來(lái)說(shuō)，若是設(shè)計(jì)未臻完美或是用了不適當(dāng)?shù)牟牧匣蛑瞥虠l件，都造成產(chǎn)品經(jīng)充填的過(guò)程中出現(xiàn)許多缺陷。

充填程序之示意圖

正常來(lái)說(shuō)，充填過(guò)程中的熔膠都傾向往有最小阻力的區(qū)域前進(jìn)。若熔融的高分子在模穴中某個(gè)區(qū)域行進(jìn)的特別快，就表示此處對(duì)熔膠有著較低的阻力。

充填過(guò)程中的流動(dòng)行為

熔融高分子的黏度在充填的過(guò)程中是一項(xiàng)非常重要的特征，高黏度代表對(duì)流動(dòng)有強(qiáng)烈的排拒性。黏度可視為流動(dòng)阻力的指標(biāo)。再者，因?yàn)樗芗囟取醾鬏斔俾?、剪?yīng)變速率及厚度等因素都會(huì)影響?zhàn)ざ?；故為了更佳的充填效果，這些因素都應(yīng)該謹(jǐn)慎考慮，其中厚度因素是最關(guān)鍵的因素之ㄧ。模穴內(nèi)較厚的部分有較小的阻力所以熔膠較易流動(dòng)，同時(shí)，由于熱塑性材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)很小，故其較厚部分較不容易將熱移除，且在較厚的部份，熔膠可藉由較低的充填阻力輕松彌補(bǔ)能量的漏失。因此，較厚部分通常是模穴內(nèi)較熱的區(qū)域。反之，模穴內(nèi)較薄的部分就有著較高的充填阻力而充填的流動(dòng)也就相對(duì)的困難。

充填階段之充填行為以及相關(guān)的特征隨厚度變化情形

通常充填階段所面臨的主要議題如下：

?是否會(huì)因充填不完全而導(dǎo)致短射的問(wèn)題?

?有沒(méi)有任何遲滯的現(xiàn)象?

?縫合線及包封在哪里以及其影響情形如何?

?單模穴或是多模穴系統(tǒng)內(nèi)充填與流動(dòng)平衡如何掌控?

?充填過(guò)程中的溫度變化及其分布情形?

?進(jìn)澆點(diǎn)的壓力大小及其所對(duì)應(yīng)的鎖模力如何？

而藉由流動(dòng)波前可以探查的充填問(wèn)題如下：

?了解充填與包壓時(shí)的流動(dòng)行為

?檢查是否有不完全充填(短射)的問(wèn)題

?檢查是否存在流動(dòng)不平衡

?偵測(cè)縫合線與包封的潛在位置

?檢查各澆口與流道的充填分配是否平衡

?尋找適合的澆口位置并預(yù)期縫合線的生成

充填過(guò)程的示意圖 (a) 遲滯現(xiàn)象 (b) 賽馬現(xiàn)象 (c) 包封 (d)未平衡的流道 (e)及 (f)多模穴的未平衡流道系統(tǒng)

利用充填分析來(lái)研究充填過(guò)程，可幫助我們了解自流道到模穴的充填問(wèn)題，更可以幫助我們將材料、幾何上的設(shè)計(jì)及制程條件等因素聯(lián)系在一起來(lái)研究這個(gè)過(guò)程。這也提供了我們應(yīng)用科學(xué)化方式了解這些問(wèn)題、它是如何發(fā)生、會(huì)發(fā)生于何處。 有了這些結(jié)果，我們可以更專(zhuān)注于制程的條件、材料的選擇或原產(chǎn)品設(shè)計(jì)的修正上，并找出解決之道。

?Pm: 為射出螺桿之計(jì)量區(qū)壓力分布設(shè)定。

?Pn: 為射出噴嘴口的壓力分布設(shè)定，會(huì)隨模穴壓力變化而改變。

?Pg: 此為流道盡頭之進(jìn)澆點(diǎn)壓力分布，即模穴入口的壓力。通常模穴壓力變化將落后于設(shè)定壓力值，主要因壓力傳遞及摩擦損耗所造成。

?Pc: 模穴末端的壓力。模穴內(nèi)壓力會(huì)小于進(jìn)澆點(diǎn)壓力，主管因模穴內(nèi)壓力損耗所造成。

在充填過(guò)程中，高分子材料會(huì)在預(yù)設(shè)的壓力下經(jīng)由噴嘴口進(jìn)入螺桿、進(jìn)澆點(diǎn)、流道、閥門(mén)等等而被填入模穴中。一般而言，充填過(guò)程可以分為以下兩個(gè)階段：

1.tf to tf1: 充填控制階段，此時(shí)塑料開(kāi)始填入模穴，并維持穩(wěn)定的流速，模穴壓力會(huì)逐漸地上升。

2.tf1 to tp: 壓力控制階段，熔融高分子固化的過(guò)程中，模穴壓力會(huì)迅速的上升且充填開(kāi)始縮小其可充填體積，接著模內(nèi)壓力被轉(zhuǎn)移至模穴末端。

射出充填中壓力變化的紀(jì)錄