職業訓練 技能檢定 就業服務 外勞業務 塑膠模具製造能力本位訓練教材射出成型條件的應用 編號 :PMT-PIM0703 編著者 : 湯誌龍審稿者 : 蘇泰榮 李嘉成 林金財主辦單位 : 行政院勞工委員會職業訓練局研製單位 : 中華民國職業訓練研究發展中心印製日期 : 九十年十二月 行政院勞工委員會職業訓練局
單元 PMT-PIM0703 學習指引 當你學習本單元前, 你必須精通 列知識或操作 : 1. 塑膠成品圖判讀 (PMT-PIM 0101) 2. 塑膠材料分類認識 (PMT-PIM 0201) 3. 塑膠材料成型條件認識 (PMT-PIM 0204) 4. 澆道系統認識 (PMT-PIM 0302) 5. 冷卻系統認識 (PMT-PIM 0303) 6. 認識射出成型機規格 (PMT-PIM 0701) 7. 了解成型機周邊設備 (PMT-PIM 0702) 等 同時必須能說出塑膠射出成型的循環步驟與其成型的條件, 假如自認無法勝任, 則請按 列之指示進行學習 : (1) 你全部無法勝任 列之工作, 請將本教材放回原位, 並取出 塑膠成品圖判讀 (PMT-PIM 0101) 教材開始學習, 或請教你的老師 (2) 述七種能力 你如果只是部分不熟練, 則請依你的需要, 選擇不熟練的教材 ( 或編號 ) 開始, 逐步學習或請你的老師給你建議
射出成型條件的應用 1 引言 塑膠射出成型加工是將某特定性質的顆粒狀塑膠材料, 擺置在塑膠射出成型機的料筒, 經過烘乾以去除水分控制溼度後, 流入加熱料管 料管依據材料的特性調整溫度並將塑膠材料加以均勻攪拌, 當塑料加熱達到正確的溫度之後, 射出成型機便以適當的壓力與速度, 將黏滯狀熔融的塑膠材料射入模具的模穴, 射入的塑料經過短暫的冷卻之後, 便可以依據模穴的形狀獲得尺寸在公差內的成品了 射出成型的過程, 影響成品外觀尺寸與其幾何形狀最重要的因素, 當然是模具 模穴的尺寸精密程度, 此外黏滯狀熔融的塑膠材料在高壓 高速 高溫的情況之 射入模穴, 其溫度 壓力 射出量 與射出速度等等均是影響成品的關鍵因素 這些條件的控制與調整即是塑膠成型條件應用最終的目的 亦即是本單元所描述的相關知識與操作練習的重點
2 塑膠模具製造 定義 射出成型條件應用的定義係指, 由塑膠成品圖 ( 或實物成品 ) 與模具結構圖 ( 或實物模具 ) 所提供的成品塑料特性 成品形狀 功能特殊要求 和模具的結構等條件, 以及各種相關材料設備等資料, 調整射出成型機之料管溫度 合模壓力 射出壓力 射出量 射出速度 及冷卻時間等參考條件
射出成型條件的應用 3 學習目標 ㆒ 獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考操作手冊或資料的情況, 查閱成型條件相關數據 ㆓ 獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考操作手冊或資料的情況, 計算成型條件相關數據 ㆔ 獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考資料的情況, 調整射出成型相關操作條件 ㆕ 獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考資料的情況, 說明影響射出成型品的因素 假如你認為能夠勝任以 學習目標的能力, 請翻至第 45 頁做測驗 夾如你需要更多學習的話,
4 塑膠模具製造 學習活動 本講義之學習活動分㆓部份 : (1) 相關知識 (2) 實際操作 在實際操作調整射出成型條件之前, 必須先學習射出成型條件相關的知識, 你可以由 列方式學習 : ㆒ 閱讀本教材之第 4 頁至第 44 頁 ㆓ 閱讀 : 詹福賜著 (1986 年 ): 實用模具設計理論與實務 P.130 P.171 台北 : 全華科技圖書出版 ㆔ 閱讀 : 張榮語主編 (1995 年 ): 射出成型模具設計 (II) 模具設計 P.265 P294 台北: 高立圖書出版 ㆕ 閱讀 : 白石順㆒郎著 : 依日光譯著 (1980 年 ): 射出成型模具製作 P.281 P287 高雄: 復漢出版社 五 閱讀 : 金屬工業發展 心編著 (1990 年 ): 塑膠射出成型模具的電腦輔助工程分析 P.215 P265 六 閱讀 : 金屬工業發展 心編著 (1990 年 ): 塑膠射出成型模具改善對策實例 P.1 P73 七 閱讀 : 各塑膠成型機製造廠家的射出成型機操作手冊 八 請任課老師給你建議其它相關內容
射出成型條件的應用 5 本教材的第㆒個學習目標是 : 獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考操作手冊或資料的情況, 查閱成型條件相關數據 射出成型條件重要數據項目 : ㆒ 射出成型機的操作手冊部分請向老師借用射出成型機的手冊, 翻至規格表的部分 ( 請參考圖㆒及表㆒ ), 了解該部成型機器的料管可達到的加溫電熱能力 可能的射出速度範圍 塑料最大的射出量 射出的最大壓力 可裝置模具的最大範圍 及最大的合模壓力等重要數據 圖㆒是 臥式射出成型機, 其重要數據可從主要規格表 ( 如表㆒, 請參閱 頁 ) 查出, 以 60 噸射出成型機為例, 查得相關數據如 : 1. 料管可達到的加溫電熱能力為 65KW 2. 射出速度可達 88 立方公分 / 秒 3. 塑料最大的射出量可達 100 公克 ( 或 3.5 盎司 ) 4. 射出的最大壓力可達 1780 公斤 / 平方公分 5. 可裝置模具的最大範圍 460mm X 460mm 6. 可裝置模具的厚度調整範圍 140mm - 400mm 7. 最大的合模壓力為 60 噸 圖㆒臥式射出成型機
6 塑膠模具製造 表㆒射出成型機主要規格表 項目 \ 機型 單位 CS60(60 噸 ) CS110(110 噸 ) 夾模力 噸 60 110 開模行程 mm 240 240 模厚調整 Mm 140-400 140-400 模板尺寸 Mm 460 x 460 580 x 580 模柱間距 Mm 300 x 300 375 x 375 頂出力 噸 1.7 4.6 螺旋直徑 Mm 60 80 射出壓力 kg/cm 2 1780 2070 理論射出量 CM 3 120 175 實際射出量 g (oz) 100(3.5) 145 螺桿長直徑比 L/D 3.5 5.1 可塑化容量 Kg/hr. 20 20 射出率 CM 3 /Sec 50 70 電熱能力 Kw 88 110 夾緊時間 秒 6.5 8.6 開啟時間 秒 0.6 0.5 馬達動力 Hp 15 20 總尺寸 M 4.3 x1.2 x1.8 5.0 x 1.1 x1.7 機械重量 噸 2.6 4.2 資料來源 : 綜合多家型錄 ㆓ 塑膠成品圖 ( 或實物 ) 部分需從塑膠成品圖 ( 或實物 ) 直接閱讀或計算之後, 獲得重要的資料或數據應包括 : 1. 塑膠材質 成型溫度 ( 料溫與模溫 ) 縮水率 比重 成型壓力 以及射出速度等 2. 成品的平均肉厚 ( 塑膠成品的厚度 ) 3. 成品重量
射出成型條件的應用 7 以圖㆓塑膠成品 ( 方蓋 ) 為例 : 1. 塑膠材質由成品圖註釋 可查出該塑料材質為 ABS 2. 由成品圖查出成品的平均肉厚約為 1.5mm 3. 其餘資料並未呈現 ( 通常成品圖 塑膠材料相關數據提供不多, 不㆒定包括 述之相關數據資料 ), 我們可以從塑膠材料物理性質表 ( 如表㆓, 見 頁 ) 查出 : (1)ABS 材質之射出溫度約為 190-230 度 (2) 模具溫度為 50-70 度 (3) 射出壓力可選用 560-1750kg/cm 2 之間 (4) 重量與射出速度則由計算獲得 ( 計算部份請參考 個單元說明 ) 註釋 : 材質 ABS 平均肉厚 1.5mm 圖㆓方蓋塑膠成品
8 塑膠模具製造 表㆓塑膠材料物理性質表 英文名稱及代號 文名稱 比重 料管溫度 A. B. S. 烯晴 ㆓烯 苯 烯 共聚合體 模具溫度 成型壓力 kg / cm 2 縮水率, mm / mm 1.1 1.2 190 230 50 70 560 1750 ㆒般 0.004 0.009 20% 玻璃纖維 (Glass fiber 簡稱 G.F. )0.002 0.003 Acetal 聚縮酵 1.4 1.6 170 210 80 120 700 1400 ㆒般 0.002 0.025 20%G.F. 0.09 0.012 25%G.F. 0.004 0.010 Acrylic 亞克力, 或聚 基 烯酸 酯 1.1 1.2 180 220 70 100 700 2000 橫向 0.001 0.004 縱向 0.002 0.008 Nylon 6 尼龍 6 1.12 1.35 200 230 40 90 500 1750 ㆒般 0.008 0.015 30% 35% Nylon 6/6 尼龍 6/6 1.13 1.40 250 280 50 90 800 2600 ㆒般 0.008 0.015 30% G.F. 0.005 Nylon 6/12 泥龍 6/12 1.01 1.20 210 240 50 80 600 1500 ㆒般 0.008 0.015 30%G.F. 0.007 0.010 P.P.O. (poly phen-ylenc oxide) P.C. (poly carbonate) 聚氧化間㆓ 苯 1.05 1.20 250 280 120 120 950 1500 ㆒般 0.005 0.007 多元碳酸酯 1.20 1.40 250 290 90 110 800 1400 ㆒般 0.005 0.007 10% G.F. 0.002 0.005 30%G.F. 0.001 0.002 P.B.T. (polyester) 1.3 1.5 230 250 40 60 500 1750 ㆒般 0.015 0.020 30%G.F. 0.002 0.008 P.E.T. (polyester) 1.3 1.6 240 260 60 70 500 1500 ㆒般 0.015 0.025 30% G.F. 0.002 0.008 P.E. (poly ethylene) 聚 烯 0.96 01.2 200 220 20 40 600 1400 ㆒般 0.015 0.050 30%G.F. 0.002 0.009 P.P.S. (poly phenytene sulfide) 聚苯硫醚 1.3 250 280 70 100 900 1800 ㆒般 0.006 0.008 40%G.F. 0.002 0.009 P.P. (poly propylene) 聚 烯 0.95 1.15 200 230 20 40 500 1400 ㆒般 0.01 0.025 40%G.F. 0.003 0.005 P.S. (poly styrene) 聚苯 烯 1.04 1.25 150 200 50 70 600 2000 ㆒般 0.004 0.007 30%G.F. 0.001 0.003 資料來源 : 湯誌龍 ( 民 85), 模具設計與製圖 ( ), 頁 253
射出成型條件的應用 9 ㆔ 模具結構圖 ( 或實物 ) 部分 : 從模具結構圖我們應獲的的重要數據為 : 1. 模具的外型大小尺寸, 包括長 寬 與高等資料 2. 模穴數的多寡 3. 澆道的大約總長度 ( 投影面積或體積 ) 4. 開模尺寸需求 配合圖㆓的成品圖所設計的模具為例, 從模具組合圖的俯視圖 ( 圖㆔, 請見第 10 頁 ) 以及前剖視圖 ( 圖㆕, 請參考第 11 頁 ) 獲得相關數據資料有 : 1. 模具的外型大小尺寸為長 250mm 寬 250mm 與高 200mm 2. 模穴數為 4 穴 3. 澆道的大約總長度約為 60mm( 直接以尺按比例量測 ) 4. 開模時需有 50+10+35+50=145mm ( 圖㆕ 澆道長度約為 50mm + 成品高度 10mm+ 間隔板距離 35mm+ 公母模兩側安全拿取成品之距離應有 50mm) 以 的尺寸 圖 A 的成品頂出示意圖
10 塑膠模具製造 圖㆔ 模具組合圖的俯視圖
射出成型條件的應用 11 圖㆕ 模具組合圖前剖視圖
12 塑膠模具製造 學習評量㆒ : 以圖五 ( 圓蓋 ) 塑膠成品圖 圖六 ( 圓蓋俯視圖 ) 與圖七 ( 圓蓋前剖視圖 ) 組 合圖等 及其相關條件, 回答 列問題 : 1. 射出成型料管應調整之溫度為 : 度 2. 模具外型的大小為 : 長 mm 寬 mm 高 mm 3. 模具應控制的溫度約為 : 度 4. 開模時, 寬度應有 mm 以 P.L. 註釋 : 材質 PP 平均肉厚 1.5mm 圖五圓蓋塑膠成品
射出成型條件的應用 13 圖六 ( 圓蓋 ) 俯視圖
14 塑膠模具製造 N=10.0 S=25.0 M=35.0 圖七 ( 圓蓋 ) 前剖視圖
以校對你的答案 射出成型條件的應用 15
16 塑膠模具製造 學習評量㆒答案 : 1. 射出成型料管應調整之溫度約為 200-230 度 2. 模具外型的大小為為長 200mm 寬 150mm 高 240mm 3. 模具應控制的溫度為 20-40 度 4. 開模時, 應有 35+10+25+35+50=155 亦即 =M+N+( 成品高 S)+( 間隔板空間 )+( 安全抓取成品空間 ) 假如你的答案與 述之重點相似, 請翻到第 頁, 假如你的答案不與 述之重點相似, 則請閱讀第 4 頁所列之參考書籍, 或請翻至第 5 頁重新閱讀以便發現你的錯誤之處, 並將第 12 頁 的錯誤改正, 然後翻到第 17 頁
射出成型條件的應用 17 如今你已能由塑膠成品圖 模具圖 塑膠材料物理性質表 及塑膠射出成型機操作手冊等資料, 正確查出或選用射出成型時的重要數據 請進入 ㆒個目標
18 塑膠模具製造 本教材的第㆓個學習目標是 : 獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考操作手冊或資料的情況, 計算成型條件相關數據 部分射出成型之相關數據可以由操作手冊或由成品圖及模具圖直接查閱獲得, 部分資料卻須靠計算才可獲得 通常經由計算的數據資料包括 : 成品重量 射出壓力 及合模壓力等 從塑膠成品圖 ( 或實物 ) 配合模具總圖提供的重要的資料或數據, 應包括 : 1. 塑膠材質 收縮率 與成品的平均肉厚 ( 塑膠成品的厚度 ) 2. 射出方向投影表面積大小 3. 估計成品重量 4. 澆道總長度與估計重量 5. ㆒次射出之塑料總量 6. 合模 ( 夾模 ) 力 7. 射出壓力 8. 射出所需時間 9. 其他 以圖五塑膠成品 ( 參考第 12 頁 ) 為例, 配合參考圖六 ( 參考第 13 頁 ) 與圖七 ( 參考第 14 頁 ) 之模具組合圖 ( 請回顧本單元第㆒個學習目標 ): 1. 塑膠材質由成品圖註釋 可查出該塑料材質為 PP 2. 由塑膠材料物理與機械性質表 查出 PP 材質之射出溫度約為 200-230 度 3. 由成品圖查出成品的平均肉厚為 1.5mm 4. 本模具採取之射出方向投影表面積, 以分割加減方式計算投影面積, 茲以圖五 ( 可參考第 12 頁圓蓋圖 ) 塑膠成品為例 : (1) 其成品與分模面 (P.L.) 投影面積係單純圓形, 只需計算出圓形面積即可 此成品的直徑為 14.0mm 因此單㆒成品的投影面積為 (14.0x14.0x3.14)/4=153.86mm 2 (2) 此套模具以㆒模㆕穴為例 ( 請參考第 15 頁圖六與第 16 頁圖七 ), 因此成品部分的投影面積合為 153.86x4=615.44 mm 2
射出成型條件的應用 19 (3) 經檢視模具組合圖, 或參考圖八, 可以了解, 澆道部分的投影面積為 6.0mm 直徑 x50mm 長交叉共兩條 其每條澆道投影面積應為 6.0x44=264 mm, 2 加 (6.0x6.0x3.14)/4=28.26 mm 2, 因此每條澆道之投影面積為 292.26mm 請再注意看圖八澆道 2 部分, 兩條澆道交叉之正方形部份有重複計算情形, 應予以扣除 其值為 6.0x6.0=36.0 mm 2, 因此澆道總投影面積應為 292.26x2-36.0=548.52 mm 2 圖八模仁及澆道詳細圖
20 塑膠模具製造 (4) 由 (2) 獲得之成品投影面積, 加 (3) 獲得的澆道投影面積之和, 即為射出成型的總投影面積 本例投影總面積為 : 615.4+548.5=1163.9mm 2, 亦即 11.63cm 2 如果你所計算的成品與澆道面積視不規則的形狀, 你可以將這不規則形狀, 加以分割簡化之後, 再加總成為投影總面積 5. 成品重量的估計, 可先依成品圖的面積加總後, 乘以厚度, 視之為體積 再由體積乘以該塑料的密度得到大約的重量 例如圖五的重量估計算法如 : (1) 將成品分成兩部分計算, ㆒為外面積 : 以成品平均直徑 ( 內徑加㆒個肉厚 )11.0+1.5=12.5mm 計算圓周長再乘以成品高度 25.0mm, 亦即 12.5x3.14x25.0=981.25 mm 2 圖五成品圖 ( 本圖與第 14 頁圖相同 )
射出成型條件的應用 21 (2) ㆓為頂部面積 : 該面積為單純圓形面積, 其值為 (11.0x11.0x3.14)/4=94.98 mm 3 (3) 將兩部分面積加總之後, 再成以平均厚度便獲得總體積為 (981.25+94.98)x1.50=1614.35 mm 3 (4) 以總體積成以塑膠材料比重 ( 請查第 8 頁表㆓ ) 即是成品重量 : 本例題之成品重量約為 1614.35x0.95x0.001g=1.533g 6. 澆道的體積為 ( 參考 圖 ) 澆道斷面積 (6.0x6.0x3.14)/4=28.26 mm 2 乘以澆道總長度 {(50.0-6.0)x2=108 mm 減交叉重疊部分 6.0 即 108-6.0=102.0mm)} 等於 28.26x102=2882.52 mm 3, 再加 兩端圓球體積 2x(6x6x6x3.14)/4=339.12 mm 3 等於 2882.52 +339.12=3221.64mm 3 圖八模仁與澆道詳細圖 ( 本圖同第 19 頁 )
22 塑膠模具製造 7. 澆道的重量為體積乘以比重 3221.64mm 3 x0.95x0.001g=3.06g 8. 成品預估重量乘以模穴數, 再加 澆道的重量即是總射出量 : 本例題的成品重為 1.533g, ㆒模㆕穴故成品總重為 1.533x4=6.132g; 澆道重量為 3.06g, 因此射出總重量約為 6.132+3.06=9.20g 9. 合模力必須大於塑料射入模穴的射出壓力, 合模力如果低於射出壓力將使模具在塑料射入模穴的瞬間, 高壓塑料將使公母模側撐開, 塑料會從分模面噴溢出模具, 造成成品成型不良, 更會傷害模具 10. 合模力的計算式為 : 射出成型合模力 (F) = 射出壓力 (P) x 成品及澆道投影面積之合 (A), 以圖㆓成品及圖㆔圖㆕之模具組合圖為例, 其合模力應為 :750kg/cm 2 x11.63 cm 2 =8729.7kg ( 說明 :750kg/cm 2 係射出壓力 11.63 cm 2 係指成品與澆道投影面積合 ) 11. 射出時間的計算係以射出量除以射出率, 本例題, 總射出量應為澆道重量加 成品重量共重 9.20g ( 參考第 8 項計算過程 ) 本例題可採用表㆒射出成型機的 CS60 機器, 其射出率為每秒 88 立方公分, 約為 8.36g, 亦即 88 ( 立方公分 ) x 0.95 ( 比重 ) x 0.1 ( 公克 / 立方公分 ) 因此, 射出時間為 9.2 / 8.36=1.1 秒
射出成型條件的應用 23 學習評量㆓ : 請參考圖五 圖六 圖七 與圖八之資料, 回答 列問題 : 1. 請計算射出量應為多少? 2. 請計算出合適的射出壓力應為多少? 3. 請計算合模壓力應為多少? 4. 請計算射出時間應該多少? 以校對你的答案
24 塑膠模具製造 學習評量㆓答案 : 以圖五之資料為例, 你的答案應該與 列數據相近 : 1. 射出量約為 9.20g 2. 合適的射出壓力應為 750 kg/cm 2 3. 合模壓力約為 8729.7kg 4. 射出時間約為 1.1 秒 假如你的答案與 述之重點相似, 請翻到第 頁, 假如你的答案不與 述之重點相似, 則請閱讀第 4 頁所列之參考書籍, 或請翻至第 18 頁重新閱讀以便發現你的錯誤之處, 並將第 22 頁 的錯誤改正, 然後翻到第 25 頁
射出成型條件的應用 25 好極了, 現在你已能正確 計算射出成型相關數據, ㆒步驟你將應用這些知識, 在射出成型 做實際的調整操作了 假如你能勝任這個目標, 請翻到 頁進行 ㆒個學習目標, 假如你需要多學習點, 請翻到第 18 頁再閱讀㆒次
26 塑膠模具製造 本教材的第㆔個學習目標是 : 獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考資料的情況, 調整射出成型相關操作條件 本學習目標係在獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考資料的情況, 使用射出成型機實際操作練習調整射出成型相關條件 本練習必須在老師的指導之, 依據操作說明書做實際的操作, 本教材所描述的操作方式, 並不㆒定與你的實習場所的射出成型機設備相同, 因此請切記務必請老師協助, 並依據操作說明書的步驟操作 ㆒ 射出成型機射出行程動作程序射出成型機射出行程的動作順序, 可以用圖九來說明 ㆒般而言, 各廠家所生產的射出成型機之行程動作大致相同, 但是, 基於各廠家機械的動作控制的精密程度與機械本身零件的精密程度之要求不同, 因此在塑膠射出成品的精密度與穩定性方面會有很大的差異 茲以圖示的方式, 簡介射出成型機射出行程動作程序 請參考圖九 ( )
射出成型條件的應用 27 安全門極限開關 開延遲 模 低 壓 開模 高壓 雜質計時 關模確認 座 進 開 模 射出延遲 警 鈴 射 出 計時 射出計時 循還計時 電 源 多段射出 無料計時 保壓計時 電 眼 開 模 冷卻計時 油壓馬達 成品 螺桿鬆退 檢出計時托模 開 模 開模快 開 模 鬆 退 進退開關 座退 圖九射出成型機射出行程動作程序資料來源 : 參考富強鑫射出機操作說明書
28 塑膠模具製造 ㆓ ㆒般射出成型機操作面板與功能說明 ( ㆒ ) 操作面板在你實際調整射出成型機的控制數據操作以前, 你必須熟悉各操作開關或控制開關, 現在請你到工具室管理員處借 射出成型機操作手冊 ( 或相關錄影帶 或由老師示範 ), 確實了解各部開關功能及操作程序 ㆒般操作面板如圖十所示, 但是各廠家設計稍有不同 電源指示燈 電源開關 半自動手動 自動 進 子退 進料 SCREW 射出 INJECTION 射座 INJCTION STAND 開關模 MOLD 緊急停止 STOP 幫浦開關 PUMP 圖十射出成型機操作面板資料來源 : 參考富強鑫射出機操作說明書
射出成型條件的應用 29 ( ㆓ ) 各操作開關說明 ( 各廠家稍有差異性, 請務必參考說明書 ) 電源開關 OFF ON 1. 電源開關 : 當開關為 ON 位置時, 操作盤 各控制開關皆有電流通過, 當開關為 OFF 時, 操作盤 各電流皆被切斷 電源指示 2. 指示燈 : 當電源開關轉至 ON 位置時, 電源指示燈綠燈即亮, 當電源轉至 OFF 位置時, 電燈即滅 半自動手動 SEMI 自動 MAN 3. 手動 半自動 全自動開關 : (1) 手動功能 : 當開關轉至手動位置時, 則開關模 座進 座退射出 射退 油壓馬達等動作則完全由手動控制, 此設置為試車 試模或自動操作故障時使用 (2) 半自動功能 : 當開關轉至半自動位置時, 機器即半自動控制, 每次循環動作須打開安全門外, 其餘動作均和全自動功能相同 (3) 全自動功能 : 當開關轉至全自動位置時, 則進入全自動操作 進 子退 F CORE B 4. 用於手動 子 ( 轉牙 拔心 ) 動作, 轉 " 進 " 時 子入, 轉 " 退 " 時 子出 本開關為自動復歸型, 可自動復歸 間 OFF 之位置, 而停止 子動作
30 塑膠模具製造 進 料 5. 進料控制 : 此開關在手動操作情況 使用, 當此開關轉至 ON 時, 油壓馬達即開始轉動, 螺桿因填料而後退, 若轉至 OFF 則進料停止, 螺桿自動鬆退至計量完成之控制點後停止 射出與 射 退 6. 射出 射退開關 : 此開關為自動復歸型, 當不使用時, 此開關自動復歸至 間 OFF 之位置, 當開關轉至射出 ON 位置時, 本機開始射出, 當開關轉至射退 ON 位實時, 射退動作即開始, 本開關用於手動操作時 射座 INJEC. STAND 7. 座進退 : 此開關在手動操作情況 使用, 當開關轉至座進部位 ON 時, 射座即前進, 當開關轉至後退 ON 部位時射座即後退, 不用時本鍵會自動歸回至 間 OFF 位置 開關模 MOLD 8. 開模 關模開關 : 此開關在手動操作情況 使用, 當此開關在 間 OFF 位置時, 電流被切斷而無開關模動作, 當開關轉至開模位置 ON 時模具即打開, 當開關轉至關模部份 ON 時, 則進行關模動作
射出成型條件的應用 31 泵浦開關 9. 泵浦開關 : 此開關為馬達傳動泵浦開關, 當按 此開關時, 馬達與泵浦即開始轉動 緊急開關 10. 緊急停止 : 當機器本身有任何故障或危險情況時, 可按 此開關, 使全機停止運轉, 即馬達與泵浦停止轉動 ㆔ 手動操作程序簡介 ( 各廠家稍有差異性, 請務必參考說明書 ): ( ㆒ ) 開關模操作 1. 將前 後安全門關閉 2. 將手動操作箱 之開關模選擇開關轉向右方時, 即作關模, 當開關回復 立時 ( 自動復歸型 ), 即停止關模, 若開關轉向左方時, 不論安全門是否關著都將開模, 當開關回復 立時, 即停止開模 3. 為便於調模 試模及正常操作, 在關模時, 可選擇差動 快速 慢速㆔種模速之任㆒種運用, 以配合所需條件 4. 開始關模動作時 ; 當尚未觸及低壓開關時, 是以快速關模的, 俟觸及低壓開關時, 即以低壓 快速繼續關模, 當觸及慢速關模開關時, 即以低壓慢速關模前進, 等觸至高壓開關時, 即以高壓快速閉模, 最後觸及關模確認開關, 即停止關模動作 5. 開模動作, 最初是壓著開模慢開關, 即以慢速開模 ; 離開開模慢後即以快速開模, 俟觸及托模緩衝 ( 開模慢速 ) 時又作慢速開模, 最後觸及開模完開關, 而停止開模動作 ( ㆓ ) 射出動作 1. 將手動操作箱 之 " 射出 " 選擇開關轉向左方時螺桿向前行 ( 射出 ), 當開關轉向右方時螺桿退後 ( 射退 ), 當開關回到 立位置時, 則螺桿停止 2. 若選擇開關不回到 間位置而繼續操作的話, 抵達進退之極限, 螺桿亦能自動停止 ( 因活塞達到射出汽缸之極限位置 )
32 塑膠模具製造 ( ㆔ ) 噴嘴操作 1. 將操作箱 " 射座 " 選擇開關轉向左方時, 噴咀即前進, 轉向右方時, 噴咀即後退, 開關回 立時即停止 ( ㆕ ) 螺桿操作 1. 將操作箱 之 " 進料 " 選擇開關轉向右方時, 螺桿即開始回轉, 本開關為復歸式, 故只要手動轉右方㆒次, 雖復歸 立但仍繼續進料, 除非轉向左方或轉手動 半自動 全自動開關任㆒方位再轉動, 才可令進料動作停止 ㆕ 手動 半自動 全自動操作 ( 各廠家稍有差異性, 請務必參考說明書 ): 目前大多數射出成型機為全自動操作之機器, 只有在裝模 試模或特殊情況 需用手動或半自動操作, 茲將其操作方法分述如 : 1. 手動操作 : 在裝模時, 試模或特殊情況 採用手動操作 將操作盤 操作選擇開關設定在 " 手動 " 位置, 當接 泵浦啟動之按鈕開關時, 馬達泵浦即開始運轉 依需要轉動操作盤 之各種開關, 即可達成開關模 托模 射出 射退 進料 座進 座退等各種動作 2. 半自動操作 : 半自動操作是以安全門來控制而做㆒循環的操作, 這用於成品不能自動脫落的模具使用, 操作要領 : 用手動操作調整射出壓力 關模壓力 射出時間 冷卻時間然後再將選擇開關轉到半自動位置, 關 安全門, 此後每㆒個動作均依賴安全門之極限開關或 L/P 及程式控制順序而自動操作 3. 全自動操作 : 全自動操作運用在可自動托出成品之正式生產 在手動操作 調整機器成形條件並試模完成後, 將操作選擇開關設定在 " 全自動 " 位置, 關 安全門即進行全自動操作 全自動操作與半自動操作唯㆒不同處為 : 全自動操作不必如半自動操作每件㆒次循環均須以 工打開安全門取出成品, 故全自動操作可達成㆒ 操作多機或無 化的目的 全自動操作過程 若異常產生則會警報停機, 待操作者排除故障後則可再繼續生產, 至生產成品數量達預定數量時, 即會自動停機 另因全自動操作可設定是否使用電眼, 機械手臂或特殊取出機構配合 以 資料係參考富強鑫射出成型機操作說明書
射出成型條件的應用 33 現在你已了解調整射出成型機成型條件的操作步驟, 假如你仍未完全清楚, 請重覆學習本單元第 26 頁至第 32 頁直到熟悉為止, 若有困難去請教你的老師 如果需要操作, 務必請老師在旁指導
34 塑膠模具製造 學習評量㆔ : 以圖五配合學習評量㆓所計算的資料, 並參考射出成型機操作說明書, 實際調整 列各項重要的數據 本學習評量項目在操作過程, 務必請老師在旁指導 1. 能正確調整射出量 2. 能正確調整射出壓力 3. 能正確調整合模壓力 4. 能正確調整射出速度 5. 能正確調整料管溫度
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36 塑膠模具製造 學習評量㆔答案 : 配合圖五與學習評量㆓所計算的資料, 並參考射出成型機操作說明書之後, 你應按照 列項目與數字正確的調整各項重要的數據 本學習評量項目, 務必請老師在旁立即反應正確操作過程與其數據 1. 能正確調整 9.20g 的射出量 2. 能正確調整 750 kg/cm 2 的射出壓力 3. 能正確調整 8729.7kg 的合模壓力 4. 能正確調整 1.1 秒的射出時間 5. 能正確調整料管溫度約為 220 假如你的調整動作達到老師的要求, 請翻到第 頁, 假如你的動作不夠確實, 則請閱讀第 4 頁所列之參考書籍, 或請翻至第 26 頁重新閱讀以便發現你的錯誤之處, 並請老師再次指導, 然後翻到 頁繼續做 ㆒單元的練習
射出成型條件的應用 37 本教材的第㆕個學習目標是 : 獲得指定的塑膠成品圖 ( 或實物 ) 與模具組合圖 ( 或實物 ) 之後, 能在參考資料的情況, 說明影響射出成型品的因素 模具及射出成型條件不良因素所造成不良品的原因相當多, 而且關係複雜, 諸如 : 成型品的設計 模具設計 成型條件 以及適用的塑膠原料等均是影響不良成品的因素 基於篇幅與本教材的目的, 本單元以 模具因素 與 射出成型不良成品之因素 等兩方面來探討相關問題 為使學習者容易了解本單元的內容, 在討論此兩項問題之前, 本單元先將常用的相關名詞做簡單的說明, 之後再以 述兩方面因素, 以列表的方式提供學習者, 做為解決射出成型相關問題的參考 ㆒ 相關名詞解釋 1. 尺寸精度 : 係指模具或塑膠成品的外型及內部的尺寸之準確程度 2. 黏模 : 係指成型過程, 開模時塑膠成品無法順利與可動模 ( 公模 ) 側同步移動, 便於脫離固定模 ( 母模 ) 側, 其可能的原因如 : 母模穴的表面不夠光滑 或者是脫模角度不足 或者是母模內側有傷痕等等因素所致 3. 表面不光滑 ( 或者有積層 ): 係指成品的表面無法達到成品圖所標示的表面粗糙度水準, 其原因可能有 : 模穴表面粗糙度未達要求 塑料有雜質 塑料含過多的水分或乾燥程度不足 或者是成品脫離模具時因頂出或者是掉落時受傷 4. 噴頭垂涎 : 係指射出成型料管前端熔融的塑膠料, 在射料行程結束後, ㆒次射料行程之前, 未停止往料管外流出, 反而繼續 垂涎 流出 5. 流道折斷 : 通常係指開模的過程, 流道 ( 連同豎澆道 橫澆道 澆口 ) 無法脫離母模, 此現象將影響射出成型的自動循環射出系統 因為, 流道折斷會阻塞澆道因而無法繼續進行 ㆒次的射出 6. 毛邊 : 係指成型品的外觀或某些轉角部位, 多出極其微小且又不規則的塑膠料片, 通常發生在分模面 模仁崁件 或其他模具零件結合部位 其發生的原因很多, 諸如 : 零件製造精度不夠 配合面不精細 射出壓力過大 射出成型機的精密度不足等等原因所致
38 塑膠模具製造 7. 成品變形 : 係指成型品精頂出脫離模具後, 成品的形狀因溫度 壓力 或冷卻速度的不同, 造成塑膠成品內部集聚內應力, 終使成品變形 8. 凹痕 : 係專指成品在完成冷卻的步驟之後, 因為射出的壓力較小以致密度不足, 或者某部位的塑料厚度過大以致冷卻時間不均等等因素, 因此而在某部位產生冷卻收縮的凹痕 9. 短射充填不足 : 係指塑膠材料經射出壓力推擠進入模穴內的時候, 可能因為射料壓力不足, 或是㆒次射出材料的量不足, 或者是流道及澆口不適當, 或者是模穴內的空氣無法排出等等因素, 以致於完成射出成型的步驟後, 無法獲得與預計相符合之充滿塑料之成品稱之 10. 成型品有氣泡 ( 包封 ): 成型品的轉角部位容易產生氣泡 ( 俗稱包封 ), 其產生原因大多是塑料進入模穴後, 因流路的擴散或面臨崁入件而使塑料流路分歧, 待流過崁入件後再併回 或者擴散後再回流時, 因空氣無法順利排出, 殘留在成品的內部而形成 11. 燒焦 ( 黑條 ): 此現象最容易出現在成品的角落部位, 或者是凸出的部位, 由於該部位的模穴內之空氣不易排出, 致使塑料在推擠的過程 所產生的氣體, 因高壓高溫而燃燒, 造成焦黑現象, 尤其是射出速度較快時更容易產生 12. 流痕 : 係指成品的表面可以看出, 有殘留的塑料流動痕跡, 大致原因為塑料溫度不正確 ( ㆒般狀況係屬過冷 ), 或模具的冷卻系統不良所致 13. 表面波痕或成型品有銀條 : 係指成品表面 的瑕疵情形, 波紋係指如波浪狀的表面紋路產生 ; 銀條則是指材料 的水分霧狀的分布在表面, 並產生類似銀色狀的舖層 14. 頂出傷痕 ( 頂白 ): 成品頂出之後在頂出部位產生白色傷痕 其原因大多是頂出設計之位置不平均, 或者是頂出力量過大, 或者是頂出針的數量不足所致 15. 易碎 : 係指成品因材質或者是成型的過程冷卻時間過短, 成型後容易碎裂 ㆓ 模具與射出條件影響因素影響射出成型成品的因素, 在模具部份包含 : 模具的精度 模具澆道系統 模具冷卻系統 模具頂出系統 ; 在塑膠成型部份包含 : 塑料溫度 射出壓力 合模壓力 射出速度 冷卻時間 及射出量等重要數據的調整 茲將各重要影響條件, 以列表方式 ( 請參考 頁表㆔ ) 整理如, 請對照相關問題思考各相關因素以改進對策
射出成型條件的應用 39 表㆔ 模具與射出條件影響因素表 尺 黏 表 噴 流 毛 成 凹 短 氣 燒 流 表 成 積 頂 易 考 分 寸 模 面 頭 道 邊 品 痕 射 泡 焦 痕 面 型 層 出 碎 慮 精 不 垂 折 變 充 或 波 品 傷 因 項 改進時應考慮之因素 度 光 涎 斷 形 填 包 痕 有 痕 素 滑 不 封 銀 編 足 條 號 模具影響因素 1. 模具表面粗糙度改善 1 2. 模具尺寸修改 2 3. 模具澆口修改 3 4. 模具澆道修改 4 5. 模具冷卻系統修改 5 6. 模具頂出系統修改 6 7. 模具的配合面調整 7 8. 合模壓力調整 8 射出成形因素 9. 射出壓力調整 9 10. 頂出壓力調整 10 11. 保壓時間調整 11 12. 料管溫度調整 12 13. 模具溫度調整 13 14. 射出量的調整 14 15. 射出速度的調整 15 16. 冷卻時間的調整 16 17. 塑澆材料烘乾的調整 17 18. 塑膠材料的選用調整 18 19. 次料的比例調整 19 20. 塑料混合劑的改善 20 備註 : 欄內符號代表意義如 : : 重要關係 : 增加 加大 或調高 : 降低 減小 或調低
40 塑膠模具製造 成形條件的應用, 需充分的累積工作經驗, 配合相關理論, 分析歸納才能夠有效的完成精確的塑膠射出成品 述相關影響因素, 僅提供比較常遇到的困難或問題, 供學習者參考, 除本單元所描述的內容之外還有遺漏不周延之處, 有待學習者進㆒步的研究
射出成型條件的應用 41 學習評量㆕ : 請參考表㆔回答 列問題 : 1. 射出成品有頂出傷痕, 可能造成的原因有哪些? 2. 如果射出成品有毛邊, 可能造成的原因有哪些? 3. 如果射出成品的表面不光滑, 可能造成的原因有哪些? 4. 請說出如果料管溫度不正確, 成品會有哪些影響? 5. 說出如果模具溫度不正確, 成品會有哪些影響? 6. 請說出如果射出速度不正確, 成品會有哪些影響?
42 塑膠模具製造 學習評量㆕答案 : 1. 如果射出成品有頂出傷痕, 可能造成的原因有 : (1) 模具粗糙度不良的影響 (2) 模具尺寸不良 (3) 模具頂出系統不良 (4) 模具配合面的調整不良 (5) 射出壓力太高 (6) 頂出壓力太大 (7) 模具溫度不正確 (8) 冷卻時間過短 2. 如果射出成品有毛邊, 可能造成的原因有哪些? (1) 模具表面出糙度 (2) 模具尺寸不正確 (3) 頂出系統不良 (4) 模具配合面不良 (5) 合模壓力過高 (6) 保壓時間不正確 (7) 料管溫度不正確 (8) 模具溫度不正確 (9) 射出塑膠量過多 (10) 射出速度過快 (11) 塑膠材料不正確 3. 請說出如果料管溫度不正確, 成品會有哪些影響? (1) 噴頭會有垂涎現象 (2) 造成成品的毛邊 (3) 成品有變形可能 (4) 可能會有短射現象 (5) 可能造成氣泡 (6) 溫度太高時塑料會燒焦 (7) 會有不良流痕產生 (8) 表面可能造成不良痕跡 (9) 成品可能容易碎裂
射出成型條件的應用 43 4. 請說出如果冷卻時間不正確, 成品會有哪些影響? (1) 成品尺寸會影響 (2) 可能產生黏模現象 (3) 流道可能會折斷 (4) 成品有變形的可能 (5) 成品可能會造成凹陷 (6) 成品有造成頂出傷痕的可能 (7) 成品容易碎裂 5. 請說出如果塑料次料比例不正確, 成品會有哪些影響? (1) 尺寸有可能不正確 (2) 成品有變形的可能 (3) 會造成積層現象 (4) 成品容易碎裂 假如你的答案與 述之重點相似, 請翻到第 頁, 假如你的答案不與 述之重點相似, 則請閱讀第 4 頁所列之參考書籍, 或請翻至第 37 頁重新閱讀以便發現你的錯誤之處, 並將第 41 頁 的錯誤改正, 然後翻到 頁
44 塑膠模具製造 恭喜你, 現在你已通過本單元 如今你學完射出成型條件的應用, 你學會了嗎? 假如仍有疑惑, 可參閱第 4 頁所列之參考書籍或去請教你的老師 假如沒有困難, 請翻到 頁
射出成型條件的應用 45 學後評量 請根據圖十㆒ 的資料及其說明 完成 列各項問題或操作 本成品之條件為 : 1. 材質 :ABS 2. 成品厚度 :2 mm 3. 開模設定 : ㆒模㆕穴 圖十㆒蓋子㆒ 能正確查出射出成型料管應調整之溫度 ㆓ 能正確查出模具應控制的溫度 ㆔ 以㆒模㆕穴為例, 參考圖十㆒的成品, 以及圖十㆓的澆道圖, 能正確計算射出量 圖十㆓澆道圖
46 塑膠模具製造 ㆕ 如果採用 60 噸射出成型機, 能正確計算其射出速度 五 能正確計算合模壓力 六 能依操作說明書, 正確調整射出量 七 能依操作說明書, 正確調整射出壓力 八 能依操作說明書, 正確調整合模壓力 九 能依操作說明書, 正確調整射出速度 十 能依操作說明書, 正確調整料管溫度 十㆒ 正確說出料管溫度高低對塑膠成品的造成影響 十㆓ 正確說出射出壓力高低對塑膠成品的造成影響 十㆔ 正確說出射出量對塑膠成品的造成影響
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