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2020/05/03 塑膠射出製程大解密．上集

✐塑膠射出製程大解密－上集

所謂的「塑膠射出成型」，指的是將加熱後的原料，透過模具塑型，接著再冷卻固化成型。
而你知道在這整段製程中，有哪些需要掌握的重點嗎？

製程中的每一個環節都會影響最終成品的結果，以下就讓史迪克帶你解開塑膠生產製程的祕密吧。

塑膠射出製程的五大重點，分別為：
一、塑膠原料的乾燥
二、機台大小的選擇
三、模具的冷卻水路
四、射出參數的調整
五、首件檢查與量產

一、塑膠原料的乾燥
多數的塑膠原料，都會有微量的水氣附著在原料的表面，當這些微量的水氣進入高溫的料管後，可能會影響到產品的「外觀」或「物性」，也可能造成射出不穩定的狀況，因此，大部分的塑膠原料在生產前，都需要經過一道乾燥的過程。

而不同的塑膠原料，吸水率也有所不同。吸水率的差異來自於該原料化學式的「極性」高低，「極性」高的塑料，吸水率較高。相反的，「極性」低的塑料則不容易吸水，甚至不需要烘料。

舉例來說，PA6就是一種吸水率很高的塑料，因此PA6的原料包裝袋，大多需要使用鋁箔料袋來隔絕外在的水氣，而非使用紙質的料袋。

而像是PE、PP、PS這三種原料則不太需要烘料，因為PE與PP屬於「非極性」，而PS的「極性」相當低，就算需要烘料，所需要的時間也很短。

較為常見的塑料乾燥設備有：
1、熱風乾燥機 2、除濕乾燥機

「熱風乾燥機」是最常見且構造簡單的設備，主要由「風機」、「加熱管」、「乾燥桶」三個部件所構成。這一類的設備，其乾燥效果容易受到環境中的溫度與濕度所影響，較適合用在吸水率不高的原料上，像是ABS原料。

另一種較好的乾燥設備則是「除濕乾燥機」，其乾燥的方式有很多種，像是「真空乾燥」、「蜂巢式轉輪」、「多段式轉輪」等。它的乾燥能力比傳統的熱風乾燥機來得優異，常被應用在吸水率較高的PA或PC原料上。

以下整理了常見塑料的「乾燥時間參考表」，供各位參考。

二、機台大小的選擇
不同的產品大小、重量、厚薄，所合適匹配的機台規格也不同。

一般來說，需要考量射出機的「鎖模力」、「料管」、「射壓」、「射速」等，以下針對「鎖模力」的大小來進行說明：射出機的規格，大多會以該機台的「鎖模力」來做初步的區分，像是我們常聽到的50噸、100噸、200噸的射出機，以100噸的射出機為例，就是指該射出機在進行塑料充填時，可承受100噸的「模腔內壓」。

什麼是「模腔內壓」呢？
我們在之前的影片《射出成型穩定的關鍵－基本概念篇》中有提到，當塑料注入模具中，其「射膠壓力」需要大於「流動阻力」，而這兩者力量在抵抗的過程中，模具內部會形成很大的壓力，迫使模具的公模與母模分開，而這股壓力就是「模腔壓力」。為此，在選擇射出機的規格時，需要先計算該產品可能產生的模腔內壓，評估合適的鎖模力大小。其計算參考公式如下：以一個長10公分、寬10公分、高2公分、ABS原料的產品為例，該產品的投影面積為10X10=100平方公分，而ABS的有效內壓值是：每平方公分為0.35噸，先假設修正係數為1，則所需要的鎖模力為100X0.35=35噸。因此，該產品可能適合以50噸的機台來生產。

【鎖模力計算公式】
Fc = Ph × At × 修正係數
Fc ：鎖模噸數
Ph：有效內壓值（噸／cm^２)
At：成品投影面積（cm^２)
備註：如果成品高度超過30mm，則投影面積須x1.33倍。

【塑膠原料有效內壓值一覽表】

	原料種類	有效內壓值（噸／cm^２)	L/T比修正係數
高流動性	PS、PP、PE、TPEs	0.25~0.35	0-50 : x0.8倍 50-100 : x1.0倍 100-150: x1.2倍 150-200: x1.4倍
次流動性	PA、PBT、ABS、POM、AS、CA、LCP、PPS	0.35~0.40
難流動性	PMMA、PC、mPPO、HPVC	0.40~0.50

以上，我們將在下集繼續說明塑膠射出製程的另外三個重點。

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