熔體流動平衡控制的案例
從此告別單一注塑，多模腔技術引領未來！
但仍有許多因素，即使是對稱式的流道設計仍無法順利解決熔體流動平衡的問題，舉例如下：
■高速充填在流道產生剪切熱，導致流動不對稱( 如圖2、３所示)
圖2、3: 剪切升熱造成流動不平衡
■水路設計導致模具的冷卻不均( 如圖4 所示)
圖4: 水路設計導致模具的冷卻不均
■模具變形造成模腔厚度偏差
■非均質性熔膠( 熔化不均、溫度不均) 造成流動不對稱
■排氣阻塞造成流動阻力不對稱
■冷料團的堵塞造成流動阻力不對稱
■熱澆道的溫度控制不穩定或不佳
為解決上述問題，本專案架構多模腔熔體流動平衡智慧控制模組，各模腔內部相同對應位置埋設模腔訊號傳感器( 如首圖左所示)，當熔體流動波前觸碰到模腔傳感器時，傳感器發出一觸發訊號，智慧控制模組以偵測各腔熔體流動波前抵達模腔傳感器的觸發訊號時間差Δt，作為辨別熔體在各腔流動的平衡狀態，當時間差Δt 過大表示各腔熔體流動波前不平衡( 或快或慢)。
注塑成型過程中監視各模腔熔體流動平衡狀態，當環境、模具、塑料變異與機臺磨耗老化影響各腔流動不均齊時，多模腔熔體流動平衡智慧控制模組將模腔傳感器訊號傳送至注塑機控制器( 如首圖右所示)，注塑機控制器透過傳感器回饋時間差Δt 訊號，計算與執行熱澆道溫度補償數值與機械手臂不良品自動檢出作業，達到各腔流動平衡狀態與少人化的目的，以節省生產SQC(Statistical Quality Control) 過程中人工檢驗與材料浪費的成本。
展開 高熔指熔噴聚丙烯熔體流動速率（MFR）最優測定方法探究
而這種熔噴布的原料就是高熔體流動速率的熔噴聚丙烯（PP），采用熔噴工藝制造出布料。熔噴聚丙烯熔體流動速率越高，熔噴出的纖維就越細，制成的熔噴布過濾性也越好。因此準確地測定熔噴聚丙烯的熔體流動速率對判定熔噴聚丙烯的產品質量和實際用途具有十分重要的意義。
熔體流動速率
Q1
熔體流動速率的定義
熔體質量流動速率MFR（Melt Mass-Flow Rate）和熔體體積流動速率MVR（Melt Volume-Flow Rate）
在規定的溫度、負荷以及活塞位置條件下，熔融的樹脂通過規定長度和內徑的口模時的擠出速率。以規定時間擠出的質量作為熔體質量流動速率MFR，通常以每10分鐘擠出的熔體質量來表示，單位為g/10min；以規定時間擠出的體積作為熔體體積流動速率MVR，通常以每10分鐘擠出的熔體質量來表示，單位為cm3/10min。
相同條件的熔體在一定剪切速率下，MFR與MVR可以換算，即MVR乘以熔體密度等于MFR。
展開 如何減少塑料熔體在模腔內的不規則流動
熔體注入型腔后先在模具腔壁上形成一層薄的表殼，當這層表殼在充模過程中受到后續熔料的擠壓時，就會導致熔體破裂。
一旦很薄的表殼被撕破或發生移動，塑件表面即產生搓痕或皺紋。例如，在熔體指數較小的低密度聚乙烯塑件上，其表面徑常可以看到明暗交替的條形區域，其產生的部位一般離澆口有一定距離，并遍布整個表面，尤其是薄壁塑件最容易產生這類故障，這主要是由于熔料在充填小熔腔尚未結束前受到較大的壓力，導致熔體破裂，形成表面缺陷。
通常，減慢熔料在充模過程中的冷卻速度和表殼層的形成速率是消除這類故障的最好辦法，可以通過適當提高模具溫度或提高熔體破裂部位的局部溫度來排除這一故障。對于模腔表面的局部加熱，可利用安裝在澆口附近及熔體破裂部位的小型管式電加熱器來實現。
熔體在模腔內產生不規則脈沖流動
熔料的流動特性與其流變性能有關，還與決定熔料在模具入口處剪切速率的澆口截面積有關。當澆口尺寸很小而注射速率很高時，熔料是以細而彎曲的射流態注入型腔的，若熔料的冷卻速度很快，就會與后續充模的不規則流料熔合不良，導致澆口附近產生表面混濁及斑紋。
有時，少量冷料會沿著模腔表面移動，使表面混濁及斑紋產生在離澆口較遠的部位。
通常，結晶型聚合物注射時產生的表面混濁及斑紋較難排除，因為這類樹脂的熔融溫度相當高，與非結晶型聚合物相比，結晶型聚合物的固化速度快，加工溫度區域窄，而且在壁厚急劇變化和熔料突然改變流動方向處產生的不規則流動熔料與其余熔料在型腔中熔合的時間也比較短，很容易產生表面混濁及斑紋。
對于排除這類故障，在工藝操作方面，應適當提高模具，料筒及噴嘴溫度，降低注射時螺桿的前進速度。
展開 技術研究｜利用高壓毛細管流變儀研究熔體的穩定流動
PART
01
案例背景
高壓毛細管流變儀一般用于測試高分子材料在指定溫度和剪切速率下的粘度，以此來研究目標材料的流動性能，指導材料加工工藝和成型設備的設計。目前國高材分析測試中心的高壓毛細管流變儀大部分測試工作都集中在粘度-剪切速率測試方面，但有時也會接到客戶的一些特殊測試需求。如近期要研究材料的熔體穩定性，要求測定材料在高溫下保持一定時間后的粘度變化，其中必須在固定時間內進行取點。但現有的測試方法難以滿足要求，特別是固定取點周期這點從未進行過嘗試，因此決定對高壓毛細管流變儀的測試過程進行研究，來開發對應方法以為技術研究提供支持。
PART
02
具體實施方式
（1）測試需求
該需求由客戶提出，要求測試條件如下：需要分別測試材料在250°C、260°C、270°C下的表觀粘度變化情況，采用20:1毛細管口模，固定剪切速率為1000s-1，每隔10min采集一次數據，總測試時長為60 min。由對應溫度相同剪切速率下熔體的粘度變化情況，來研究熔體在該溫度下持續受熱后的穩定性，判斷是否存在明顯降解等情況。以上測試的難點在于取點時間如何固定為10min，常規設置必然不行，因為料筒內物料無法維持60min內1000s-1剪切速率下的持續擠出，而且正常測試條件下毛細管流變的取點邏輯為“當某一個時間區間內該材料的測試值誤差在允差設置范圍內，便會自動取點”，而不是在固定時間取點，所以必須對軟件設置的取點邏輯進行調校。圖1是本方案的思維導圖。
（2）解決方案：巧用軟件的取點設置
我們在設定測試程序的時候，其中有一個設置剪切速率的步驟，該選項中有一項設置為對應剪切速率的最大取點時間（Max Time），如圖2A紅色框線內所示。
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