一、高速射出成型概述:
一般所謂高速射出成型有兩種含義,其壹是指機(jī)臺(tái)以高射出速度成型薄壁產(chǎn)品,另一個(gè)則是指高速循環(huán)成型,無(wú)論如何,前者應(yīng)該為後者之必要條件,故在本文中僅針對(duì)高射速射出成型目的、成型機(jī)所需具的主要特性與技術(shù)應(yīng)用做一簡(jiǎn)單的介紹。
二、高速射出成型的目的:
一般而言,射膠速度在300mm/sec以下歸類(lèi)為傳統(tǒng)射出機(jī),射出能力在300mm/sec~600mm/sec(一種說(shuō)法為800mm/sec)歸類(lèi)高速射出機(jī),而射出能力在600mm/sec(或800mm/sec)以上則稱(chēng)為高速射出機(jī),高速射出成型機(jī)一般應(yīng)用在薄件成型上。
所謂的薄壁產(chǎn)品定義,一般而言是指成品L/T比在150以上,或壁厚在0.2~1.0mm或更小者作為薄壁成品看待。不論何種制品,要做到薄壁化,首先要使用流動(dòng)性好的成形材料,並使材料在模穴充填的過(guò)程中,能保持充分的流動(dòng)狀態(tài)。
一般射出成型,在熔膠充填過(guò)程中,受到模具冷卻的影響,在熔膠與模具的接觸面會(huì)產(chǎn)生固化層,固化層隨著充填時(shí)間的增加而逐漸加厚,進(jìn)而減少熔膠通過(guò)流道時(shí)的截面積,並造成流動(dòng)阻力與射膠壓力的增加,而造成成品殘留應(yīng)力增加,且因流動(dòng)配向所致的導(dǎo)向性增加而產(chǎn)生翹曲,若當(dāng)固化層完全阻礙充填流道的任一截面時(shí),熔膠即無(wú)法將模穴完全充填滿而造成短射。
此外,熔膠流動(dòng)行為為非牛頓流體,其黏度與剪切速率成反比關(guān)系,當(dāng)剪切速率愈大時(shí),黏度愈低(此即所謂剪切稀薄特性),故在使用高速射出時(shí),除利用高速瞬間完成充填來(lái)避免固化層阻塞或封閉流道問(wèn)題外,並由於剪切稀薄及剪切槷雙重效應(yīng)降低熔膠黏度,提高熔膠流動(dòng)性,降低射膠壓力,進(jìn)而達(dá)成薄件成型的目的。
同時(shí)熔膠在低黏度、高射速下充填,模穴內(nèi)的壓力分布與溫度分布比較均勻,減少了制品的殘留應(yīng)力,而流動(dòng)導(dǎo)向性減少,使得成品翹曲性降低與轉(zhuǎn)寫(xiě)精度增加。
三、高速射出成型機(jī)所具要的特性:
* 高馬力的驅(qū)動(dòng)單元:高速射出成型基本需求就是要能提供較高的射出速度與較高的射出壓力,其所代表的即是射出機(jī)需具有高射出的馬力;但因在整個(gè)周期中,並不是每個(gè)動(dòng)作都需要如此高的壓力流量,故在一般設(shè)計(jì)上多利用蓄壓器做射膠時(shí)之動(dòng)力源,提供瞬間所需要的大流量,並利用其他動(dòng)作時(shí),補(bǔ)充蓄壓器所需的油量,降低設(shè)計(jì)所需之馬力與成本,並達(dá)節(jié)省能源效果。
* 高響應(yīng)的油壓系統(tǒng):系統(tǒng)動(dòng)態(tài)是電控系統(tǒng)、油壓系統(tǒng)及致動(dòng)系統(tǒng)整體表現(xiàn),在油壓組件的選用上,高速射出多以伺服閥或比例閥控制射出動(dòng)作,伺服特性曲線需確實(shí)含蓋射出工程的負(fù)載曲線,在伺服響應(yīng)上至少要在0.01sec以上。 油壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,為了達(dá)到高響應(yīng)性與控制精度要求,除了油壓管路體積小,活塞與負(fù)載物質(zhì)量也要小,液壓油及管路間等效彈性模數(shù)E則要高,同時(shí)要有Meter-in及Meter-out設(shè)計(jì)。
* 精度高且穩(wěn)定的控制系統(tǒng):在高速射出時(shí),要達(dá)到精度高的控制時(shí),伺服控制的更新能力要在0.001sec內(nèi),同時(shí)要在伺服閥非線性特性及其因負(fù)載變異造成流量變動(dòng)要能提供補(bǔ)償,才能達(dá)到穩(wěn)定的射速控制。
* 高剛性的鎖模機(jī)構(gòu):高速射出機(jī)模板身結(jié)構(gòu)剛性與平行度要求較高,以避免因高速?zèng)_擊與良好的流動(dòng)性,產(chǎn)生成品毛邊。
* 高塑化力的加料機(jī)構(gòu):在高速成形下,因射出過(guò)程很短,故整體成型周期快慢取決於機(jī)臺(tái)塑化能力,如何由螺桿的設(shè)計(jì)與加工上達(dá)到高塑化及高混煉的高精密塑化效果是達(dá)到精密成型的關(guān)鍵。
四、結(jié)語(yǔ):
隨著國(guó)內(nèi)3C、光電及通訊產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,短、小、輕、薄已為未來(lái)相關(guān)產(chǎn)品的必然趨勢(shì),對(duì)於高速射出成型機(jī)的需求量亦必年年升高,而高速射出成型將會(huì)是國(guó)內(nèi)業(yè)界未來(lái)爭(zhēng)取的目標(biāo)。