塑料产品问题诊断及案例分析

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'塑料产品问题诊断及案例分析'
熔接線 Weld Line§ 製 品§ 1. 壁厚太薄或壁厚差異太大§ 2. 波前遇合角(Meeting Angle)太小§ 當波前遇合角小於135°時,形成熔接線(Weld Line), 大於135°時,形成融合線(Meld Line)。 熔接線 (Weld Line)較之融合線(Meld Line),兩邊分子相互 擴散得少,品質較差。 當遇合角在120°到150°之間 時,熔接線表面痕跡逐漸消失! 遇合角的加大,可藉製品厚度調整、澆口位置和 數目更改、流道位置和尺寸改變等達到目的。 這都 可借助CAE來作驗證? 熔接線 Weld Line模 具1. 澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate) 位置不當或/和 太小或/和太長 澆道、流道或/和澆口位置不當時,熔接線會在外觀或強度敏感處產生。 澆道、流道或/和澆口太小或/和太長,流阻提高,如果射壓不足,融膠波前形成熔接線時,溫度已經降得太低,接合不良,線條明顯。 澆口的長度一般小於1mm。 長於此,易生問題。 澆口嵌塊的使用,使得澆口尺寸較易修改。 澆口從小開始試,增量以10%為原則。譬如0.50mm太小,下一次就試0.55mm。 以CAE在電腦上對不同的融膠傳送系統(包括澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析,找出所有熔接線的位置及其品質,是幫助設計的有效工具。 熔接線 Weld Line§ 模 具§ 2. 模溫太低§ 模溫太低,融膠波前形成熔接線時,溫度已經降得太 低,接合不良,線條明顯! 提高模溫,可以改善熔接線品質! 模溫可從材料廠商的建議值開始設定。 每次調整的增 量可為5 °C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果, 決定是否進一步調整! 3. 排氣不良§ 熔接線收口處須加排氣,若是排氣不良,線條明顯。 有時可在熔接線收口處加一溢料井,以改善熔接線的品 質。 熔接線 Weld Line§ 射出成型機§ 1. 料管溫度太低§ 料管溫度太低時,融膠波前形成熔接線時,溫度太低, 接合不良,線條明顯! 提高料溫,使得融膠波前在形成熔接線時,溫度適中, 線條不明顯! 熔接線形成時,相遇二波前溫度的差異和各波前的溫 度,以及熔接線形成後壓力的大小,決定了熔接線的品 質。 溫度愈低、溫差愈大(10°C以上)、壓力愈小,品質 愈差。 CAE模擬,可以提供熔接線形成時,熔接線附近 的溫度分布,以及熔接線形成後的壓力分布,是幫助判 別熔接線好壞的有效工具。 熔接線 Weld Line§ 射出成型機§ 2. 背壓不足§ 背壓可以增加相對運動的融膠分子間的阻力和磨擦熱。 此一磨擦 熱幫助塑化和促進均勻混煉! 背壓不足,會使融膠無法獲得足夠的熱量。 低溫融膠波前形成的 熔接線,由於接合不良,線條明顯! 提高背壓,可以改善熔接線品質。 (材料廠商可以提供具體的建 議。)§ 背壓可從3Bar(50psi)開始,每次增加0.3Bar(5psi),直到熔接線 變得不明顯為止! CAE模擬,可以提供熔接線形成時,熔接線附近的溫度分布,以 及熔接線形成後的壓力分布,是幫助判別熔接線好壞的有效工具。 熔接線 Weld Line§ 模 具§ 1. 模溫太低§ 模溫太低,融膠波前形成熔接線時,溫度已經降得 太低,接合不良,線條明顯! 提高模溫,可以改善熔接線品質! 模溫可從材料廠商的建議值開始設定。 每次調整的 增量可為 5 °C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果, 決定是否進一步調整! 2. 排氣不良§ 熔接線收口處須加排氣,若是排氣不良,線條明顯。 有時可在熔接線收口處加一溢料井,以改善熔接線的品 質。 熔接線 Weld Line§ 模 具§ 3. 射壓或射速過低§ 射壓或射速過低,融膠波前形成熔接線時,溫度已經 降得太低,接合不良,線條明顯! 增加射壓或射速自然可以改善! 射壓和射速是相關連的,同時增加二者並不恰當。因 為進行調整前,並不清楚造成熔接線明顯的原因是射壓 還是射速。 應擇一調整,觀其後效,再決定下一步動作! 每次射壓或射速調整的增量以10%為原則。 每次調整 後,大約要射膠10次才可達到穩定狀態。 § CAE 模擬可以驗證不同射壓或射速的適切性。更改澆口位置以重新定位熔接線Weld Lines Can Be Relocated By Changing Gate Location 原設計 [Original] 更改設計 [Revised] 材料 [Material] : PC-GF50典型對頭熔接線伸張強度保留值Typical Butt Weld Tensile Strength Retention Values Material Reinforcement Tensile Strength Type Type Retention (%) PP 0%GF 86% PP 20%GF 47% PP 30%GF 34% SAN 0%GF 80% SAN 30%GF 40% PC 0%GF 99% PC 10%GF 86% PC 30%GF 64% PSF 0%GF 100% PSF 30%GF 62% PPS 0%GF 83% PPS 10%GF 38% PPS 40%GF 20% PA66 0%GF 83-100% PA66 10%GF 87-93% PA66 30%GF 56-64%熔接線冷料井Weld Slug Well 熔接線冷料井 [Weld slug well] 對頭熔接線 [Butt weld] 凹陷 Sink Mark凹陷(Sink Mark)的定義: 成型品表面的局部塌陷(或呈酒窩狀或 呈溝壑狀) 凹陷 Sink Mark 製 品1. 肋(Rib)太厚 肋厚時,肋和底板相遇處也厚,此處塑膠集中,冷卻 時,周圍的肋和板先行固化,此一肋、板交會處的中 央仍然保持液態,後凝的塑膠在先固化的塑膠上收縮,對其周圍塑膠有吸入(Sucking-in)的作用。 如果任何一處凝結層較為薄弱(一般就在和肋相對的模面處),該處就有可能塌陷成凹陷。 肋的厚度最好是底板厚度的50%,甚至可以更薄。CAE 模擬,可以藉凹陷指數(Sink Index) 的預測,瞭解不同肋厚設計對凹陷的影響。 氣泡或/和凹陷的形成Void or/and Sink Mark Forming 氣泡 ( Void ) 凹陷 ( Sink Mark ) 凹陷 Sink Mark§ 模 具§ 1. 和肋相對的模面溫度太高§ 和肋相對的模面溫度若較其附近高(一般的確如此,因為附近融膠 集中,熱負荷大,模溫居高不下),該處凝結層薄,剛性不夠,中央 的融膠固化時,殘餘應力有可能將較薄的凝結層向內拉成凹陷! 和肋相對的模面須加強冷卻,降低該處模溫,使得凝結層較快形 成,當凝結層較厚時,剛性較大,凹陷不易產生。 § 模溫設定時可從材料廠商的建議值開始設定。每次調整的減量(或 增量)可為6 °C,射膠10次,成型情況穩定後,根據結果,決定是否 進一步調整! CAE可以藉凹陷指數(Sink Index) 的預測,瞭解不同冷卻設計和 模溫對凹陷的影響。凹陷 Sink Mark凹陷指數 (原始設計) 凹陷 Sink Mark凹陷指數 (修正設計) 凹陷 Sink Mark§ 模 具§ 2. 澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)太小§ § 澆道、流道或/和澆口太小,流阻提高,如果射壓不 足,型腔無法填實,融膠密度小,發生凹陷的機率大! § 以CAE(如C-MOLD)在電腦上對不同的融膠傳送系 統(包括澆道、流道和澆口)的充填進行模擬分析,找出 理想的澆道、流道和澆口的尺寸(包括長度和斷面有關尺 寸如直徑等),是可行之道。 凹陷 Sink Mark§ 模 具§ 3. 澆口(Gate) 的數目或位置不當§ § 無論澆口的數目或位置不當,都會使得流長 (Flow Length) 太長,流阻太大。如果射壓不足, 型腔無法填實,融膠密度小,發生凹陷的機率大! § 以CAE在電腦上對不同的澆口設計進行模擬分 析,找出澆口的最佳數目和位置是聰明的作法。 凹陷 Si
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