塑料熔融的案例
【圖文】360°全方位了解注塑機，注塑新手福利！
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加溫與冷卻裝置
1)加溫是對輸送進料筒的塑料粒子進行熔融成粘流狀,冷卻是對加料座,模具和油溫的冷卻
。
2)加溫就是在料筒外壁安裝電熱圈，通過電腦操作顯示屏設定塑料加工溫度，電熱圈通電加溫，料筒上熱電偶將加熱的實際溫度傳感給電腦操作顯示屏；顯示屏顯示當時料筒的實際溫度，當溫度加到設定溫度的范圍值內再保溫15分鐘，即能開機預塑和注塑，如不在設定溫度范圍值內，注塑機的預塑和注塑動作無法開動。
塑料通過電熱圈加溫熔融后，按預塑觸膜鍵預塑，螺桿在液壓馬達的帶動下旋轉，將輸送進料筒的塑料粒子通過螺桿螺旋槽不斷把塑料推向螺桿前端，因噴嘴口被模具澆口堵住，不斷推進不停熔融的塑料在螺桿前端產生擠壓力，這種擠壓力叫預塑背壓，預塑背壓能將被預塑到螺桿前端去的塑料中的揮發物；如水汽、空氣等擠壓出來，并從料筒加料口排除。
又因螺桿旋轉產生剪切和擠壓力，熔融的塑料在料筒與螺桿間隙中流動磨擦，產生熱量，加速塑料的熔融。
再有注塑時，螺桿向前推進引起螺桿槽中的熔融塑料流動混煉和再熔融。塑料熔融熱量來源：有電熱圈、預塑時剪切發熱和注射時移動產生剪切熱量；
3)冷卻裝置各主要零件及作用：
冷卻裝置有冷卻器和熱交換器，冷卻器是冷卻模具和加料座，熱交換器是冷卻油溫的。
展開 塑化計量的設置說明
在注塑成型加工中,機臺的射出量控制(計量)以及塑料的均勻熔融(可塑化)是由射出機的射出部分（料管螺桿組）和溫度控制部分來完成的。
①料管溫度（Barrel Temperature）
雖然塑料的熔融，大約有60~85％是因為螺桿的旋轉所產生的熱能，但是塑料 的熔融狀態仍然大受加熱筒溫度的影響，尤以靠近噴嘴前區的溫度--前區的溫度過高時易 發生滴料及取出制件時牽絲的現象。以下表格為幾種塑料的適當料溫、模溫及成型收縮率等。
②螺桿轉速(screw speed)
A.塑料的熔融，大體是因螺桿的旋轉所產生的熱量，因此螺桿轉速太快，則 有下列影響：
a.塑料的熱分解。
b.玻纖（加纖塑料）減短。
c.螺桿或加熱筒磨損加快。
B.轉速的設定，可以其圓周速（circumferen-tial screw speed）的大小來衡量：
圓周速=n（轉速）*d（直徑）*π（圓周率）
通常，低粘度熱安定性良好的塑料，其螺桿桿旋轉的圓周速約可設定到 1m/s上下，但熱安定性差的塑料，則應低到0.1左右。
C.在實際應用當中，我們可以盡量調低螺桿轉速，使旋轉進料在開模前完成即可。
③背壓（BACK PRESSURE）
A.當螺桿旋轉進料時，推進到螺桿前端的熔膠所蓄積的壓力稱為背壓，在射 出成型時，可以由調整射出油壓缸的退油壓力來調節，背壓可以有以下的效果：
a.熔膠更均勻的熔解。
b.色劑及填充物更加均勻的分散。
c.使氣體由落料口退出。
展開 降低注塑機螺桿磨損程度需要注意的幾個方面
以下將著重說明引起螺桿磨損的原因及減低磨損的方法：
每種塑料，都有一個理想塑化的加工溫度范圍，應該控制料筒加工溫度，使之接近這個溫度范圍。粒狀塑料從料斗進入料筒，首先會到達加料段，在加料段必然會出現干性磨擦，當這些塑料受熱不足，熔融不均時，很易造成料筒內壁及螺桿表面磨損增大。
同樣，在壓縮段和均化段，如果塑料的熔融狀態紊亂不均，也會造成磨損增大。
轉速應調校得當。由于部分塑料加有強化劑，如玻璃纖維、礦物質或其他填充料。這些物質對金屬材質的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。在注塑這些塑料時，如果用高的轉速成，則在提高對塑料的剪切力的同時，亦將令強化相應地產生更多被撕碎的纖維，被撕碎的纖維含有鋒利末端，令磨損力大為增加。
無機礦物質在金屬表面高速滑行時，其刮削作用也不小。所以轉速不宜調得太高。
要檢除塑料中的雜物。一般而言，原裝購入的新鮮塑料并沒有什么雜物，但經過運輸，稱重、干燥、混色、尤其是添加再生回頭料，就有可能混有雜物。
小如金屬屑末，大如發熱圈螺母回形針，甚至成串的倉庫鑰匙，混入進入料筒都曾有發生過，這對螺桿的損壞是不言而喻的了(料筒當然也會同時損壞)，因此必須安裝磁鐵架，嚴格投料的管理和監控。
塑料中所含水分，對螺桿表面的磨損有一定影響。若塑料在注塑前未有將水分全部排除，殘留的水分進入螺桿壓縮段時，便形成前熔混在熔融塑料中的帶高溫壓的“蒸汽粒子”，隨著注射料過程螺桿的推進，從均化段直至螺桿頭部，這些“蒸汽粒子”，在射料進程中卸壓膨脹，有如一顆顆微細的雜質硬粒，對壁面產生磨擦破壞作用。
此外，對某些種類的塑料，在高溫高壓下，水分可能會變成促使塑料裂解的催化劑，產生能侵蝕金屬表面的有害雜質。
展開 想成為注塑模具設計高手：這個你一定要懂
計量及可塑化
⑴在成型加工法,射出量的控制(計量)以及塑料的均勻熔融(可塑化)是由射出機的可塑化機構(Plasticizing unit)來擔任的。
①加熱筒溫度（Barrel Temperature）
雖然塑料的熔融，大約有60--85%是因為螺桿的旋轉所產生的熱能，但是塑料的熔融狀態仍然受加熱筒溫度的影響，尤以靠近噴嘴前區的溫度--前區的溫度過高時易發生滴料及取出制件時牽絲的現象。
②螺桿轉速(screw speed)
A.塑料的熔融，大體是因螺桿的旋轉所產生的熱量，因此螺桿轉速太快，則有下列影響：
a.塑料的熱分解。
b.玻纖（加纖塑料）減短。
c.螺桿或加熱筒磨損加快。
B.轉速的設定，可以其圓周速的大小來衡量：
圓周速=n（轉速）*d（直徑）*π（圓周率）
通常，低粘度熱安定性良好的塑料，其螺桿桿旋轉的圓周速約可設定到 1m/s上下，但熱安定性差的塑料，則應低到0.1左右。
C.在實際應用當中，我們可以盡量調低螺桿轉速，使旋轉進料在開模前完成即可。
③背壓（BACK PRESSURE）
A.當螺桿旋轉進料時，推進到螺桿前端的熔膠所蓄積的壓力稱為背壓，在射出成型時，可以由調整射出油壓缸的退油壓力來調節，背壓可以有以下的效果：
a.熔膠更均勻的熔解。
b.色劑及填充物更加均勻的分散。
c.使氣體由落料口退出。
d.進料的的計量準確。
B.背壓的高低，是依塑料的粘度及其熱安定性來決定，太高的背壓使進料時間延長，也因旋轉剪切力的提高，容易使塑料產生過熱。
展開 
UG模具設計高手：這個你知道嗎？
計量及可塑化
⑴在成型加工法,射出量的控制(計量)以及塑料的均勻熔融(可塑化)是由射出機的可塑化機構(Plasticizing unit)來擔任的。
①加熱筒溫度（Barrel Temperature）
雖然塑料的熔融，大約有60--85%是因為螺桿的旋轉所產生的熱能，但是塑料的熔融狀態仍然受加熱筒溫度的影響，尤以靠近噴嘴前區的溫度--前區的溫度過高時易發生滴料及取出制件時牽絲的現象。
②螺桿轉速(screw speed)
A.塑料的熔融，大體是因螺桿的旋轉所產生的熱量，因此螺桿轉速太快，則有下列影響：
a.塑料的熱分解。
b.玻纖（加纖塑料）減短。
c.螺桿或加熱筒磨損加快。
B.轉速的設定，可以其圓周速的大小來衡量：
圓周速=n（轉速）*d（直徑）*π（圓周率）
通常，低粘度熱安定性良好的塑料，其螺桿桿旋轉的圓周速約可設定到 1m/s上下，但熱安定性差的塑料，則應低到0.1左右。
C.在實際應用當中，我們可以盡量調低螺桿轉速，使旋轉進料在開模前完成即可。
③背壓（BACK PRESSURE）
A.當螺桿旋轉進料時，推進到螺桿前端的熔膠所蓄積的壓力稱為背壓，在射出成型時，可以由調整射出油壓缸的退油壓力來調節，背壓可以有以下的效果：
a.熔膠更均勻的熔解。
b.色劑及填充物更加均勻的分散。
c.使氣體由落料口退出。
d.進料的的計量準確。
B.背壓的高低，是依塑料的粘度及其熱安定性來決定，太高的背壓使進料時間延長，也因旋轉剪切力的提高，容易使塑料產生過熱。一般以5--15kg/cm2為宜。
展開 幾個重要注塑工藝參數分析
塑膠的粘度及條件對粘度的影響
熔融塑料流動時大分子之間相互摩擦的性質稱為塑料的粘性.而把這種粘性大小的系數稱為粘度,所以粘度是熔融塑料流動性高低的反映.粘度越大,熔體粘性越強,流動性越差,加工越困難.
注塑成型預塑動作與背壓控制，你知道嗎？
該動作適用于加工成型溫度特別窄的塑料，由于噴嘴與模具接觸時間短，避免了熱量的流失，也避免了熔料在噴嘴孔內的凝固。
注射結束、冷卻計時器計時完畢后，預塑動作開始。螺桿旋轉將塑料熔融并擠送到螺桿頭前面。由于螺桿前端的止退環所起的單向閥的作用，熔融塑料積存在機筒的前端，將螺桿向后迫退。
當螺桿退到預定的位置時（此位置由行程開關確定，控制螺桿后退的距離，實現定量加料），預塑停止，螺桿停止轉動。緊接著是倒縮動作，倒縮即螺桿作微量的軸向后退，此動作可使聚集在噴嘴處的熔料的壓力得以解除，克服由于機筒內外壓力的不平衡而引起的“留涎”現象。
若不需要倒縮，則應把倒縮停止開關調到適當位置，讓預塑停止開關被壓上的同一時刻，后退停止開關也被壓上。當螺桿作倒縮動作后退到壓上停止開關時，倒縮停止。接著射座開始后退。當射座后退至壓上停止開關時，射座停止后退。若采用固定加料方式，則應注意調整好行程開關的位置。
一般生產多采用固定加料方式以節省注座進退操作時間，加快生產周期。
螺桿背壓和轉速的控制
高背壓可以使熔料獲得強剪切，低轉速也會使塑料在機筒內得到較長的塑化時間。因而目前較多地使用了對背壓和轉速同時進行程序設計的控制。
例如：在螺桿計量全行程先高轉速、低背壓，再切換到較低轉速、較高背壓，然后切換成高背壓、低轉速，最后在低背壓、低轉速下進行塑化。這樣，螺桿前部熔料的壓力得到大部分的釋放，減少螺桿的轉動慣量，從而提高了螺桿計量的精確程度。
展開 高分子材料PVT特性分析（Polymer PVT tester）
■高鐵科技 / 陳銘昌 技術主任
（源自ACMT Smart Molding 22年8月刊）
前言
塑膠材料優異的物理性質與極高性價比的經濟優勢，已全面覆蓋人類生活領域的各項產品，因高性價比之發展優勢，造成各方材料廠商積極開發不同應用領域的塑料，從生活塑料、工程塑料，特殊應用高性能塑料及生物兼容塑料等等。在塑料產品之制造方法中，射出成型是各項工藝中廣泛應用的，可實現大量及快速生產的經濟效益。而在眾多塑料射出成型過程中，必須是仰賴加工流程之調校經驗，預先對材料特性進行認識及分析，方可減少調校時間并降低產品質量缺點，并提升生產效益。
在射出成型工藝中，相關之塑料性質量測分析包含流變分析、PVT分析、熱傳分析等，本文針對PVT分析部分進行詳細介紹如下。PVT儀器可量測出塑料在溫度、壓力變化下的體積變動數據，藉以獲得該材料的PVT物理性質，再透過有效之 模流分析來優化射出產品。
PVT測試單元架構
PVT量測取得的主要數據為壓力、溫度與比容（即密度倒數），PVT曲線描述塑料在熔融狀態與固化狀態轉變過程中，材料之體積（或比容值）隨溫度及壓力的外在變化，所呈現出三者數值之間的關聯性。在量測過程中，儀器持續收集所需的數據，并記錄原始數據給用戶進行分析與模式細數之計算，來滿足加工、生產或其他應用之預測分析需求。
本公司PVT測試設備遵循ISO17744標準，系將受測材料放置于一組含加熱、冷卻功能，溫度可控的測試料筒內，使用密封墊將受測材料包覆其中以防止泄漏。受測材料可為粒狀或粉狀，使用上、下活塞頂住密封墊，測試期間對活塞施加壓力，對待測材料進行加壓與穩定持壓控制，并搭配高精度行程傳感器，獲得比容值的變化（詳如圖1），此操作模式的PVT測試過程與射出成型制程比較相符。
展開 塑料干燥時的注意事項
干燥過程是水氣的排除過程，塑料的干燥速度取決于水氣從塑料顆粒內部擴散到表面的速度以及水氣從塑料表面汽化到大氣中的速度。
以空氣作為傳熱及傳質載體的熱風循環烘箱要加快干燥速度有兩個途徑：一個是提高溫度，一個是加強氣體流通。一般來說，高的溫度有利于水的擴散和氣化。
但對于塑料而言，有一個相對偏低的連續耐熱溫度極限。超過了這個極限，塑料將出現熔融黏結、老化。對熱穩定性差的塑料，時間稍長亦可能出現分解、變色。
原則上，只要不出現熔結傾向或分解變色傾向，溫度以偏高為宜。這樣可以提高干燥質量和速度，也可提高烘箱使用效率。反之，如果溫度偏低，將會大大影響干燥速度。
有些操作人員為了穩妥，將溫度調低十幾攝氏度，以為問題不大。其實這樣做是錯誤的，因為這將使干燥時間增加好幾倍，按周轉期限取出來的干燥料將因干燥不足而令下一個工序制成的制品出現諸多毛病，要找根由就更復雜化。
使用熱風料斗干燥器應注意的問題如下：
①熱風溫度過高會導致干燥料斗底部塑料熔融結塊，影響熱風的均勻吹送，嚴重時影響塑料順利進入機臺。
②用干混法著色的塑料，顏料一定要選擇分散性高、黏附能力強的助染劑，在長時間的熱風作用下仍不易與塑料分離。
③轉換原料或顏色時，一定要進行仔細的清掃，必要時還要清掃熱空氣分配器內部。用酒精清除器壁上的色漬較為理想。
展開 模具設計:如果你設計遇到瓶頸，不妨看看這15條流道設計重點!
普通的流道系統(Runner System)也稱作澆道系統或是澆注系統，是熔融塑料自射出機射嘴(Nozzle)到模穴的必經通道。流道系統包括主流道(Primary Runner)、分流道(Sub-Runner)以及澆口(Gate)。下圖顯示了典型的流道系統組成。
一.主流道：
也稱作主澆道、注道(Sprue)或豎澆道，是指自射出機射嘴與模具主流道襯套接觸的部分起算，至分流道為止的流道。此部分是熔融塑料進入模具后最先流經的部分。
二.分流道：
也稱作分澆道或次澆道，隨模具設計可再區分為第一分流道(First Runner)以及第二分流道(Secondary Runner)。分流道是主流道及澆口間的過渡區域，能使熔融塑料的流向獲得平緩轉換；對于多模穴模具同時具有均勻分配塑料到各模穴的功能。
三.澆口：
也稱為進料口。是分流道和模穴間的狹小通口，也是最為短小肉薄的部分。作用在于 利用緊縮流動面而使塑料達到加速的效果，高剪切率可使塑料流動性良好(由于塑料的切變致稀特性);
黏滯加熱的升溫效果也有提升料溫降低黏度的作用。在成型完畢后澆口最先固化封口，有防止塑料回流以及避免模穴壓力下降過快使成型品產生收縮凹陷的功能。成型后則方便剪除以分離流道系統及塑件。
四.冷料井：也稱作冷料穴。目的在于儲存補集充填初始階段較冷的塑料波前，防止冷料直接進入 模穴影響充填質量或堵塞澆口，冷料井通常設置在主流道末端，當分流道長度較長時，在末端也應開設冷料井。
五.模穴布置的考慮
1.盡量采用平衡式布置(Balances Layout )。
2.模穴布置與澆口開設力求對稱，以防止模具受力不均產生偏載而發生撐模溢料的問題。如圖2的設計就以對稱者較佳。
3.模穴布置盡可能緊湊以縮小模具尺寸。
展開 注塑模具的設計過程分析
一.澆注系統的組成
普通的流道系統（Runner System），也稱作澆道系統，或是澆注系統，是熔融塑料自射出機射嘴（Nozzle）到模穴的必經通道。流道系統包括主流道（Primary Runner）、分流道（Sub-Runner）以及澆口（Gate）等。
1.主流道
也稱作主澆道、注道（Sprue）或豎澆道，是指自射出機射嘴與模具主流道襯套接觸的部分起算，至分流道為止的流道。此部分是熔融塑料進入模具后最先流經的部分。
2.分流道
也稱作分澆道或次澆道。隨模具設計，可再區分為第一分流道（First Runner）以及第二分流道（Secondary Runner）。分流道是主流道至澆口間的過渡區域，能使熔融塑料的流向獲得平緩轉換；對于多模穴模具，同時具有均勻分配塑料到各模穴的功能。
3.澆口
也稱為進料口，是分流道和模穴間的狹小通口，也是最為短小肉薄的部分。
展開 
Moldex3D模流分析之SYNC for SOLIDWORKS的保壓分析
射出成型中擠壓/保壓 (Packing/holding) 的過程
基本上，當熔融的塑料在模穴內固化的同時，施加擠壓壓力。塑料的密度補償了塑料從熔融狀態到固態的體積收縮行為 (Volumetric contraction behavior)。保壓壓力可以設定為等于原始射出填充壓力 (一次性射出壓力)，或使用更大的壓力，通常最大可以高達射出壓力的 2 倍。在保壓過程中，母模由于完全充滿塑料，而具有高的背壓 (Back pressure)。此外，射出器螺桿在保壓階段只一點一點向前移動，塑料因此流動緩慢，這被稱為保壓流 (Packing flow)。
在保壓階段母模達到最高壓力，模具表面的因溫度降低而開始固化 (Solidification)，保壓將繼續進行，直到澆口凝固。在保壓過程中母模已經充滿了塑料，因此壓力可以從澆口有效地傳遞，而靠近模具表面的塑料將首先冷卻并固化，使其首先發生體積收縮。然而，在澆口固化之前，塑料在保壓壓力的作用下，持續在厚度方向上填充塑料。此外，靠近冷卻水路的塑料，由于溫度較低，具有更高的粘度 (Viscosity) 和較高的流動阻力 (Flow resistance)，使澆口涌入的熱熔塑料不容易穿入；因此，熔膠溫度在那些區域持續下降造成一個冷卻材料區 (Cool material zone)，在此情況下，保壓壓力的傳送變得更加困難。
在高溫區，塑料具有低粘度和低流動阻力，使得熔融塑料容易補充收縮的體積，也使得這些區域保持較高的溫度。由于溫度差產生的差分流動阻力 (Differential flow resistance) 迫使保壓流動沿著明確的低阻抗路徑前進，壓力也同時經由此路徑傳遞到離澆口較遠的區域。保壓壓力必須足夠，以克服澆口阻力達到補償塑料收縮 (Shrinkage compensation) 的目的。
展開 Moldex3D模流分析SYNC之功能介紹
射出成型中擠壓/保壓 (Packing/holding) 的過程
基本上，當熔融的塑料在模穴內固化的同時，施加擠壓壓力。塑料的密度補償了塑料從熔融狀態到固態的體積收縮行為 (Volumetric contraction behavior)。保壓壓力可以設定為等于原始射出填充壓力 (一次性射出壓力)，或使用更大的壓力，通常最大可以高達射出壓力的 2 倍。在保壓過程中，母模由于完全充滿塑料，而具有高的背壓 (Back pressure)。此外，射出器螺桿在保壓階段只一點一點向前移動，塑料因此流動緩慢，這被稱為保壓流 (Packing flow)。
在保壓階段母模達到最高壓力，模具表面的因溫度降低而開始固化 (Solidification)，保壓將繼續進行，直到澆口凝固。在保壓過程中母模已經充滿了塑料，因此壓力可以從澆口有效地傳遞，而靠近模具表面的塑料將首先冷卻并固化，使其首先發生體積收縮。然而，在澆口固化之前，塑料在保壓壓力的作用下，持續在厚度方向上填充塑料。此外，靠近冷卻水路的塑料，由于溫度較低，具有更高的粘度 (Viscosity) 和較高的流動阻力 (Flow resistance)，使澆口涌入的熱熔塑料不容易穿入；因此，熔膠溫度在那些區域持續下降造成一個冷卻材料區 (Cool material zone)，在此情況下，保壓壓力的傳送變得更加困難。
在高溫區，塑料具有低粘度和低流動阻力，使得熔融塑料容易補充收縮的體積，也使得這些區域保持較高的溫度。由于溫度差產生的差分流動阻力 (Differential flow resistance) 迫使保壓流動沿著明確的低阻抗路徑前進，壓力也同時經由此路徑傳遞到離澆口較遠的區域。保壓壓力必須足夠，以克服澆口阻力達到補償塑料收縮 (Shrinkage compensation) 的目的。
展開 檢測注塑件內應力的三種方法
塑料內應力是指在塑料熔融加工過程中由于受到大分子鏈的取向和冷卻收縮等因素而產生的一種內在應力。
當大分子鏈間的作用力和相互纏結力蒙受不住這種動能時，內應力平衡即受到破壞，塑料制品就會產生應力開裂及翹曲變形等現象。
溶劑法
1、醋酸沉浸
所使用的乙酸(CH3COOH)必須是95%以上的乙酸且反復使用次數不得超過10次測試。
①表面應力測試：將乙酸(冰醋酸)倒入玻璃器皿中，將產品完全浸在乙酸里，時間為30秒。30秒后用夾子將樣品取出并馬上用凈水(自來水即可)沖刷清潔，察看樣品表面有無發白及裂紋。斷定：不得有任何開裂現象，容許表面有稍微發白。
②內應力測試：將表面應力測試及格的樣品擦干后完全浸在乙酸里，時間為2分鐘。2分鐘后將樣品取出并當即用清水(自來水即可)沖洗干凈，視察樣品有無發白及裂紋。
展開 注塑模具的設計過程說明
一.澆注系統的組成
普通的流道系統（Runner System），也稱作澆道系統，或是澆注系統，是熔融塑料自射出機射嘴（Nozzle）到模穴的必經通道。流道系統包括主流道（Primary Runner）、分流道（Sub-Runner）以及澆口（Gate）等。
1.主流道
也稱作主澆道、注道（Sprue）或豎澆道，是指自射出機射嘴與模具主流道襯套接觸的部分起算，至分流道為止的流道。此部分是熔融塑料進入模具后最先流經的部分。
2.分流道
也稱作分澆道或次澆道。隨模具設計，可再區分為第一分流道（First Runner）以及第二分流道（Secondary Runner）。分流道是主流道至澆口間的過渡區域，能使熔融塑料的流向獲得平緩轉換；對于多模穴模具，同時具有均勻分配塑料到各模穴的功能。
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