CN1077011C - 气体辅助射出成型的波前引导方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种气体辅助射出成型方法，尤指一种可藉由物料的波前适时导引而可减少包风气痕现象的射出成型方法，其特征主要是将模具体内的空间厚度设计成各种不同的变化，藉由塑胶熔浆物料可因厚度的不同而造成流速不同的物理特性，再加上气体辅助肋的协助，而可个别调整并控制物料波前在模具体内各侧面的推进速度，致使来自于两侧回流中央的物料与来自中央推进的物料在相差无几的情况下同时到达模具体的最尾端，以减少包风气痕现象的产生，并可降低产品不良率及成本支出。

Description

气体辅助射出成型的波前引导方法

本发明是有关于一种气体辅助射出成型的波前引导方法，尤指一种可减少包风气痕现象的气体辅助射出成型，其利用模具体内的空间厚度的变化，及气体辅助肋的导引方式而控制物料波前的流速，不仅可减少产品的包风气痕现象，亦而可降低产品不良率及成本支出。

按，常用的气体辅助射出成型技术早已在产业界使用多年，所有可制作加工塑胶产品皆可利用一射出成型机或气体辅助肋的加压推动而予以大量生产，造福所有的消费者。惟，常用的气体辅助射出成型技术在其注料过程中，如图1A及图1B所示(是以一显示器框架10为例)，主要是利用至少一个位在后端的进浇头15将来自于一射出成型机的塑胶熔浆物料导入一可由阴模模体及阳模模体所组合而成的一模具体内，因塑胶熔浆物料已受到加压处理，故将从进浇头15开始往两侧及模具尾端移动。由于塑胶熔浆的流动物理特性，再加上为了使塑造过程中更容易推进物料、缩短成品的冷却时间、外施压力更远、及增加保压能力而防止成品的撬曲现象所加设布置的气体辅肋协助，故一般而言，在模具体两端的物料波前推进速度将远比在中央位置处的波前流速较快，所以常常发生在两侧的塑胶熔浆已到达其两侧尾端后随即往中央靠拢接合的情况，此时若中央推进的物料若还未及时到达模具尾端旋即会被予以包拢，成一具气痕25的瑕疵的「包风」现象。待物料冷却开模后，形成内有气痕25或焦化的瑕疵产品，十分影响视觉美观，根本无法出货推出市面，不仅浪费金线，亦浪费物料，常使业者困扰不已，如图1C所示。而若加设有气体辅助肋的气体辅助射出成型模具中，此种在产品上留有包风气痕的现象更是屡见不鲜。

因此，如何设计出一种气体辅助射出成型的新方法，可确实解决在注料过程中所可能产生的包风现象及气痕出现的遗憾，长久以来一直为业界殷切盼望及欲行解决的困难点所在，尤其是应用于具有气体辅助肋的射出成型时更显其关键重要性，而本发明人基于多年从事于电器机壳相关产制品的研究、开发及销售的实务经验，乃思及改良的意念，穷其个人的专业知识，经多方研究设计、专题探讨，并经多次试作样品及改良后，终能研创出一种气体辅助射出成型的波前引导方法。于是，

针对现有技术所存在的缺点，本发明的主要目的在于提供一种气体辅助射出成型的波前引导方法，利用模具体内各处空间厚度不同的变化设计，而可适时引导模具各区面的波前速度，大幅减少因气体辅助肋在注料过程后所产生的包风气痕现象，以降低成品不良率。

本发明的次要目的，在于提供一种气体辅助射出成型的波前引导方法，利用模具体内厚度变化及外加气体的辅助，而可减少产品气痕的产生，由此相对降低原料的浪费及成本支出。

为实现上述目的，本发明一种气体辅助射出成型的波前引导方法，其特征在于是在模具体内利用各区域位置空间不同的厚度变化，及藉由至少一条可在其内形成气道而导引塑胶熔浆物料推进前进的气体辅助肋设计，而在注料过程中，引导并控制各相对位置的物料波前方位及流速大小，藉此而可缩短物料波前在模具体两侧与中央处间的推进速度差异，以减少可能的包风气痕现象。上述各区域位置的厚度是以一物料进浇头为中心而向模具空间末端递减。上述模具体厚度最小的位置即为预留最终物料结合成一合胶线的位置。上述模具体厚度最大的位置即为该合胶线位置成相对面关系的位置。上述气体辅助肋是设于两两界面之间，而气道内的气体则由厚度较大的界面推向厚度较小的界面。

兹为使对本发明的结构、特征及所实现的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施图例及详细说明如后：

附图的简单说明：

图1A：是常用射出成型一实施例物品(以显示器框架为例)在注料时的塑胶熔浆物料波前推动前进示意图。

图1B：是如图1A所示的显示器框架在结束注料程序前，形成包风现象前示意图。

图1C：是如图1A所示的显示器框架在开模后所显现出的气痕现象外观图。

图2A至图2C：是本发明一较佳实施例物品(以显示器框架为例)，在注料过程中，其物料波前前进的动作示意图。

图3：是如图2A～2C所示的显示器框架在开模后所显现出具有合胶线的外观图。

图3A：是如图3所示显示器框架的剖面示意图。

图4：是本发明另一实施例外观示意图。

附图标号简单说明：

10显示器框架    15进浇头

25气痕          30模件

35进浇头        37合胶线

A模具第一位置   B第二位置

C第三位置       D前端位置

E底座位置

首先，对于本发明的应用原理稍加叙述，本发明是利用一郝式流体模式(Hele-Shaw-type flow model)来对一聚合体溶化流速加以设定模拟测试：连续方程式 $\frac{\∂P}{\∂x}=\frac{\∂}{\∂z}\left(\mathrm{\η}\frac{\∂u}{\∂z}\right)$ $\frac{\∂P}{\∂y}=\frac{\∂}{\∂z}\left(\mathrm{\η}\frac{\∂\mathrm{\ν}}{\∂z}\right)$ $\frac{\∂}{\∂x}\left(b\stackrel{-}{u}\right)+\frac{\∂}{\∂y}\left(b\stackrel{-}{u}\right)=0$ 能量守恒定律 $\mathrm{\ρ}{C}_p(\frac{\∂T}{\∂t}+\mathrm{\μ}\frac{\∂T}{\∂y}+\mathrm{\ν}\frac{\∂T}{\∂y})=k\frac{{\∂}^{2}T}{\∂z^2}+\mathrm{\η}{\mathrm{\γ}}^2$ 将上述数学式加以运算，而可得到其周边的流速S与厚度的关系如下： $\frac{\∂}{\∂x}\left(S\frac{\∂P}{\∂x}\right)+\frac{\∂}{\∂y}\left(S\frac{\∂P}{\∂y}\right)=0$ 故其流速 $S={\∫}_0^b\frac{z^2}{\mathrm{\η}}$ $\mathrm{dz}$ 其中该P：压力          η：粘滞系数

  μ：X轴方向速度  ν：Y轴方向速度

  b：空穴半厚度    ρ：密度

  κ：热导系数      Cp：比热

S：流速            γ：剪力率

由此可知，在平面注料过程中，其周边流速S将与其厚度的不同而有相对的关系，厚度大者，其流速将相对增快。

请参阅图2A至图2C，是为要发明一较佳实施例在注料过程中，其各区物料波前前进的的动作示意图；当塑胶熔浆物料由位于显示器模件30后端的进浇头35开始往模具体内灌注物料时，物料波前将依其所通过的先后位置及厚度不同的关系，而由进浇头35起向四周及模件30的尾端移动，如图中所示的模具第一位置A；由于为了控制并引导模件内两侧波前的流速与中央处波前的流速达到一定的平衡，故可在模具体内各区面的空间设计成不同厚度的变化，利用物料波前在肉厚处流速较快，而在肉薄处流速较慢的特性，故可达到其物料各区面波前流速的控制。如本实施例中，即是将显示器框架30概略为成数个部分区域，而第一位置A的厚度如是设定为3.5单位，则第二位置B的厚度是3.0位置，第三位置C的厚度是3.0单位，前端位置D的厚度则为2.8单位，为了使本实施例物料波前最后仅集中于前端位置D一处的考量，故底座位置E的厚度是设计为3.5单位；如此，可明显看出在此实施例中，模具在物料波前的引导下，其空间被物料填满的顺序依次应为模具的第一位置A、第二位置B、底座位置E、第三位置C及最后的前端位置D。如此藉由模具内的各区位置的空间厚度不同影响，而可顺利导引物料波前的流速情形，故可确保产品成型而无气痕的包风现象，最坏的情况下亦仅可能在成型品中央有一微小的合胶线存在，甚至在肉眼注目下亦观看不出来，如图3所示。

请再参阅图3A，是为如图3所示实施例的剖面示意图；本发明是藉由在模具内各处肉厚设计成不同变化，而形成物料波前流速亦不相同的特性，如在本实施例中即是由A—B—E—C—D依次递减，而顺利导引并控制各区面的物料波前流向及速度，不仅可确保气体辅助射出成型的诸多优点，又可避免因气体辅助射出成型而易于造成包风气痕现象的遗憾发生。

当然，上述各位置的厚度大小仅为此实施例的一概略数字，在真正从事产品制作时，将利用电脑辅助设计装置(CAE)对各细部位置及所考量预留的合胶线位置作运算而得一真正的数据。

最后，请参阅图4，是为本发明的另一实施例示意图，为使本发明达到气体辅助成型的各种功效目的，故可在本发明中加设有至少一个的气体辅助肋40，而气体辅助肋40的设置地点主要是搭配模具体各区面注料的先后次序及厚度变化为依据，而气体辅助肋40内气道的气体则是由厚度较大的界面推向厚度较小的界面，就以本实施例而言，其气体辅助肋40是横跨于两两界面之间，且气道内的气体则由厚度较大的界面A起，依序向界面B、C、至界面D推进，如箭头所示，如此在与模具体内各区厚度不同变化的搭配后，不仅可轻易实现气体辅助射出成型所优点，又可避免因气体辅助肋40的设立而易于发生气痕包风现象的缺憾者。

综上所述，可知本发明是有关于一种可减少包风气痕现象的气体辅助射出成型波前引导方法，藉由模具体内各处的肉厚厚度不同变化的设计，以及适当气体辅助肋的编排而可控制模具内的各处物料的波前流动速率。故本发明确实为一富有新颖性、进步性、及可供产业利用功效，于是依法提出发明专利申请。

惟以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即凡依本发明技术方案所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的技术方案范围内。

Claims (4)

1、一种气体辅助射出成型的波前引导方法，其特征在于是在模具体内设置各区域位置的厚度是以一物料进浇头为中心而向模具空间末端递减，借助于各区域位置空间不同的厚度变化，通过至少一条可在其内形成气道而导引塑胶熔浆物料推进前进的气体辅助肋设计，而在注料过程中，引导并控制各相对位置的物料波前方位及流速大小，由此而可缩短物料波前在模具体两侧与中央处间的推进速度差异，以减少可能的包风气痕现象。

2、如权利要求1所述的气体辅助射出成型的波前引导方法，其特征在于：该模具体厚度最小的位置即为预留最终物料结合成一合胶线的位置。

3、如权利要求2所述的气体辅助射出成型的波前引导方法，其特征在于：该模具体厚度最大的位置即为该合胶线位置成相对面关系的位置。

4、如权利要求1所述的气体辅助射出成型的波前引导方法，其特征在于：该气体辅助肋是设于两两界面之间，而气道内的气体则由厚度较大的界面推向厚度较小的界面。

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