本文要探討的是,塑料在模具內部充填流動時,「匯合熔接線」的形成原因與可能造成的缺陷。
匯合熔接線,是塑膠在充填時很容易發生的一種現象。因為產品的結構設計與進澆點的位置,會直接導致塑料在充填時,產生分流後再匯流的現象。
以產品設計來說,只要形狀有明顯的變化,或是有「孔槽」或「柱子」等設計,塑料在流動過程中,經過該區域時,就會產生所謂的匯合熔接線。
另一種造成匯合線的典型原因,就是「多點進澆」。只要是兩點以上的進澆,成品就會在流動充填時,產生至少1條的匯合線。如果是3點進澆,就會產生2條以上的匯合線。
「匯合熔接線」應該被稱作是一種現象,但因為這樣的現象可能會影響「產品的外觀」與「結合強度」,此時就會被歸類為「缺陷」的一種。 以「產品外觀」為例,如果產品的表面越光滑,則外觀越容易看到這種細微的結合線,也常被誤認為是刮傷或斷裂等缺陷。而造成這種外觀缺陷的主要原因是,塑料匯合後,塑料不夠貼緊模面,而造成模面轉寫上的差異。 另一種匯合線容易造成的缺陷則是「結合強度」,造成結合強度不足的原因,通常是因為有微量的氣體困在匯合線上,或是熔接時的波前溫度太低,進而導致結合不完全,一般俗稱「假性結合」。如果結合度越差,則強度就會越弱。
「匯合熔接線」這個現象,所造成的「產品外觀」與「結合強度」問題,其實原因都是相同的。主要是「困氣」與「溫度」問題。因此,匯合線越明顯的地方,通常結構強度也會比較弱。
根本的改善方式,還是必須從「產品設計」與「進澆點的位置、數量」來做綜合考量,以下做幾點說明:
1、匯合線的位置離澆口越近越好
因為塑膠在常溫下都是呈固體狀態。雖然料管在加熱時,會將固態狀的塑膠粒子,融化成液態狀。但一旦被充填進入模具內部後,會因為模具的溫度低於塑料融熔的溫度,所以塑料才會開始慢慢冷卻。因此,結合線發生的位置越遠,則匯合時的流動波前溫度就越低。當匯合時的溫度較低時,結合後的強度也會較低。所以,離澆口近的匯合線,俗稱為「熱結合線」,離澆口遠的匯合線,俗稱為「冷結合線」。
2、進澆點的數量能少就不要多
進澆點的數量越多,則所造成的匯合線位置就會越多,也更難預測。 因此,進澆點數量能少就不要多。但是進澆點越少,充填時的「模腔內壓差」也會越大,所需要的充填壓力也較大,因此有時還會伴隨著成品翹曲變形的問題。這個矛盾點,也容易造成在模具開發時的兩難。
3、排氣一定要好
誠如我們在第13集的文章《排氣篇》中所提到的,如果模具的排氣做的越好,則塑料在模具內匯合時,所包覆的空氣就會越少。不僅可以讓塑料在充填時可以更流暢,也可以減少假性結合的問題。
4、模具的溫度能高就不要低
當模具溫度較高時,塑料在充填時,「固化皮膚層」建立的速度較慢,可以幫助兩股塑料在匯合時,可以有比較好的結合性。因此,在實務操作上,當模溫變高時,匯合線的痕跡通常都會有所改善。 以上就是針對「匯合熔接線」的說明,有任何問題歡迎在下方留言,我們將在下一集說明:「進澆口痕跡」的不良原因分析與對策。
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