澆口設計對射出成型製程及材料品質之影響研究

Study on Effects of Gate Design on Injection Forming Process and Quality of Material.

曾俊彰(Chun-Chang Tseng)

指導教授 ： 蘇 艾

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(2000年)

摘要

一套完整的模具設計，包含了冷卻系統(Cooling System)、流道系統(Runner System)、模穴設計(Cavity Design)及澆口位置、形狀及尺寸等。流道平衡一直是射出成型的主要課題之一。其中，澆口位置的設定是整體模具設計中最重要的一環，成形品的品質與澆口位置有密切的關係，因其影響熔膠流入模穴的形式，一些缺陷如熔接線、過保壓、不平衡流動，可以僅利用更換澆口位置，就能有效控制。不當的澆口位置，會導致高剪應力、過度翹曲及不良熔合線。因此，成形品的品質可以利用決定最佳澆口位置而獲得改善。
其主要構想，乃是利用尋找最佳澆口位置的方式，控制出最佳的模流充填型式 (flow pattern)，以降低成品溫度、壓力梯度(pressure-gradient)、壁剪應力(wall shear stress)分佈不均的狀況，進而達到平衡流動，避免成型後過度翹曲，及增進成品的尺寸安定性。

以實際之機器操作來驗證前述流道澆口形式對流道系統分析之準確性，與探討在射出成形中不同GATE應對製程對實驗結果所產生之影響，並將成品做機械性質之試驗與分析，來探討成品在不同流道澆口所產生之差異性，對不同澆口之系統提供參考。一套完整的模具設計，包含了冷卻系統(Cooling System)、流道系統(Runner System)、模穴設計(Cavity Design)及澆口位置、形狀及尺寸等。流道平衡一直是射出成型的主要課題之一。其中，澆口位置的設定是整體模具設計中最重要的一環，成形品的品質與澆口位置有密切的關係，因其影響熔膠流入模穴的形式，一些缺陷如熔接線、過保壓、不平衡流動，可以僅利用更換澆口位置，就能有效控制。不當的澆口位置，會導致高剪應力、過度翹曲及不良熔合線。因此，成形品的品質可以利用決定最佳澆口位置而獲得改善。
其主要構想，乃是利用尋找最佳澆口位置的方式，控制出最佳的模流充填型式 (flow pattern)，以降低成品溫度、壓力梯度(pressure-gradient)、壁剪應力(wall shear stress)分佈不均的狀況，進而達到平衡流動，避免成型後過度翹曲，及增進成品的尺寸安定性。

以實際之機器操作來驗證前述流道澆口形式對流道系統分析之準確性，與探討在射出成形中不同GATE應對製程對實驗結果所產生之影響，並將成品做機械性質之試驗與分析，來探討成品在不同流道澆口所產生之差異性，對不同澆口之系統提供參考。

關鍵字

no

並列摘要

Study on Effects of Gate Design on Injection FormingProcess and Quality of Material.Studen: Chun-Chang Tseng
Advisor:Ay Su
Departmen of Mechanical Engineering
ABSTRACTA complete design of mold includes Cooling system, Runner System, Cavity Design and location, type and dimensions of sprue. Balance of runner has always been one of the major issues in the injection molding[3]. The setting of sprue location is the most important one in the overall mold design. The quality of forming is close related to the location of sprue, as it affects the pattern of molten plastic flowing into cavity. Some defects, such as smelt line, super saturate pressure and imbalance flowing may be controlled effectively by just changing the location of sprue. Improperly located sprue would lead to high shear stress, excessive flexion and poor smelt line. Therefore, the forming quality can be improved with the selection of optimum sprue location.
The core of the concept is to control the best flow pattern by seeking the best sprue location and to reduce the temperature of product, the pressure gradient, ill distribution of wall shear stress. So to attain the balanced flow, avoid excessive flexion after forming and increase the dimension stability of the product.
The practical machine operation can be used to examine the accuracy of the effect of aforementioned runner/sprue type to the runner system, and to study the effect of different gate in the injection molding toward the results of experiment. Then conduct test and analysis of the mechanical features of the product, to study the difference caused to the product at different runners / sprues, for the reference of different sprue system.

並列關鍵字

no