TW201300224A

TW201300224A - 用於射出成型之參數設定方法

Info

Publication number: TW201300224A
Application number: TW100122740A
Authority: TW
Inventors: rui-wen Zhang; zhi-xiong Zhong; xin-hong Chen; Yi-Shu Xu
Original assignee: Prec Machinery Res & Dev Ct
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2013-01-01
Also published as: TWI478805B

Abstract

一種用於射出成型之參數設定方法，係將塑料之基本物理特性、射出成型機之規格、成品之設計規格、模具之規格，以及藉由實驗測得之塑料的流動比，代入射出計量行程公式及冷卻時間公式，且該等公式之推導已考慮塑料固化時之收縮率及射出時塑料之逆流量；藉此，該參數設定方法所得到之射出計量行程及冷卻時間較符合實際加工所需之數值，不需花費過多之人力、物力及時間進行試誤法，因此可縮短調機時間並節省成本。

Description

用於射出成型之參數設定方法

本發明係與射出成型有關，特別是關於一種用於射出成型之參數設定方法。

傳統射出成型在設定射出計量行程及冷卻時間之方法，往往係先粗略地估算，再以試誤法得到理想的參數值，因此該方法不但須仰賴經驗，更需花費相當之人力、物力及時間才可得到最後實際加工所使用之數值。

雖然目前已有文獻提出下列射出計量行程及冷卻時間之演算公式：

其中，S為射出計量行程，W為包含澆道及流道部分之成品重量，A_S為射出螺桿之截面積，ρ為塑料比重，η為射出機之射出效率；以及

其中，t_C為冷卻時間，h為成品厚度，T₁為熔融塑料之溫度，T₀為模壁溫度，T_S為頂出溫度，α為塑料之熱擴散係數。

然而，上述公式並未考慮塑料固化時之收縮率及射出時塑料之逆流量，因此藉由該等公式計算出的參數值仍與最後實際加工之設定值有所差距。

換言之，習知射出成型之參數設定方法仍有其不足之處，而有待改進。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種用於射出成型之參數設定方法，不需仰賴經驗，即可設定出較符合實際加工所需之數值，以縮短調機時間、節省人力、物力及時間成本。

為達成上述目的，本發明所提供之用於射出成型之參數設定方法，包含有以下步驟：a)由塑料之基本物理特性、射出成型機之規格、成品之設計規格、模具之規格得到塑料比重ρ、塑料固化時的一維方向之收縮率ε、射出螺桿之截面積A_S、射出機之射出效率η、包含澆道及流道部分之成品重量W、成品之平均截面積A_P，以及成品之平均厚度h；b)以一實驗模具量測塑料之流動比R；以及c)將上述數值代入下列公式，以得到射出計量行程S_K：

；以及S_K=K₁S+K₂R。

藉此，該等公式已考慮塑料固化時之收縮率及射出時塑料之逆流量，因此該方法所得到之射出計量行程S_K較符合實際加工所需之數值，不需花費過多之人力、物力及時間進行試誤法，因此可縮短調機時間並節省成本。

有關本發明所提供之用於射出成型之參數設定方法的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

以下將藉由所列舉之實施例配合隨附之圖式，詳細說明本發明之技術內容及特徵，其中：第一圖為本創作一較佳實施例所提供之用於射出成型之參數設定方法的流程圖。

請參閱第一圖，本創作一較佳實施例所提供之用於射出成型之參數設定方法包含有以下步驟：

a)　由塑料之基本物理特性、射出成型機之規格、成品之設計規格、模具之規格得到塑料比重ρ、塑料固化時的一維方向之收縮率ε、射出螺桿之截面積A_S、射出機之射出效率η、包含澆道及流道部分之成品重量W、成品之平均截面積A_P，以及成品之平均厚度h。

b)　以一實驗模具量測塑料之流動比R。該實驗模具可為阿基米徳螺旋型模具，但並不以此為限。步驟a)與步驟b)之順序可相互調換。

c)　將上述數值代入下列公式，以得到射出計量行程S_K：

；以及S_K=K₁S+K₂R。

上列四公式依序為第一式至第四式，其中，第一式為習知未考慮塑料固化時的收縮量及射出時塑料之逆流量的射出計量行程公式。

在考慮塑料固化時的收縮量之情況下，並且，由於塑料在固態及熔融態之密度差很小，因此令塑料密度為定值ρ之情況下，令成品體積為V₁，則V=(1-ε)³V₁，其中，V為未考慮塑料固化時的收縮量之成品體積，則W=ρV=ρV₁(1-ε)³，因此射出計量行程公式可修正為第五式：

再考慮射出時塑料之逆流量，第五式則可修正為第六式：

其中，δ為塑料在充填時於料管內的逆流量。

由質量守恆定律可推得第七式：

A_P×L=(A_S×S-δ)×η，

其中，L為塑料被射出後可產生成品之長度，可視為塑料被射出後流動之長度，因此可令L=R×h，如此一來，第七式可改寫為第八式：

然後，將第八式代入第六式，即可推得第二式至第四式。

由前述內容可得知，步驟a)至步驟c)係用以設定射出計量行程，然而，本創作所提供之用於射出成型之參數設定方法可更包含有以下步驟，以設定冷卻時間：

d)　由模具之規格及塑料之基本物理特性得到模壁溫度T₀、塑料之熱擴散係數α、熔融塑料之溫度T₁，以及頂出溫度T_S。此步驟可與前述步驟a)同時進行。

e)　將步驟a)及步驟d)得到之數值代入下列公式，以求得冷卻時間t_CK：

K₃=1-ε；以及t_CK=K₃t_C。

上列三公式依序為第九式至第十一式，其中，第九式為習知未考慮塑料固化時的收縮量及射出時塑料之逆流量的冷卻時間公式。

在考慮塑料固化時的收縮量及射出時塑料之逆流量的情況下，冷卻時間應再乘以一修正因子K₃，即第十一式所示。又，由能量守恆定律可推知第十二式：

其中，H為熱傳導係數，A₃為成品固化後之表面積，ρ_p為固體塑料之比重，V為成品固化後之體積，c為固體塑料之比熱。

令θ=T₁-T₀，則，代入第十二式移項後可得第十三式：

又，，代入第十三式可推知，因此可推得K₃為1-ε，即第十式所示。

如表一所示，本實施例係將前述方法應用於一除濕機之外殼，所使用之材料為聚縮醛(Polyoxymethylene，或Polyacetal；簡稱POM)，其比重ρ為1.42g/cm³，固化時一維方向之收縮率ε為1.518%，熱擴散係數α為325.5sec/mm²。該外殼含澆道及流道部分之成品重量W為1431.1g，成品之平均截面積A_P為33cm²，成品之平均厚度h為1mm。另外，射出成型機之螺桿截面積A_S為50.27cm²，射出效率η設為1。再者，該材料透過實驗測得之流動比R為300。

如表二所示，將表一之數值代入前述第一式至第四式，可求得原射出計量行程S為200.5mm，修正後之射出計量行程S_K為213.5 mm，二者相差13mm，可推知修正後成品之重量較修正前多了92.55g，佔了該成品之重量公差之51.4%。

如表三所示，再將表一之數值，以及模壁溫度T₀、熔融塑料之溫度T₁及頂出溫度T_S代入前述第九式至第十一式，可求得原冷卻時間t_C為100sec，修正後之冷卻時間t_CK為98.5 sec，亦即修正後週期時間可縮短1.5秒。

藉由前述方法所計算出之射出計量行程S_K及冷卻時間t_CK由於已考慮塑料固化時之收縮率及射出時塑料之逆流量，因此較符合實際加工所需之數值，不需再花費過多之人力、物力及時間進行試誤法，因此可縮短調機時間並節省成本。

最後，必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

第一圖為本創作一較佳實施例所提供之用於射出成型之參數設定方法的流程圖。

Claims

一種用於射出成型之參數設定方法，包含有以下步驟：a)　由塑料之基本物理特性、射出成型機之規格、成品之設計規格、模具之規格得到塑料比重ρ、塑料固化時的一維方向之收縮率ε、射出螺桿之截面積A_S、射出機之射出效率η、包含澆道及流道部分之成品重量W、成品之平均截面積A_P，以及成品之平均厚度h；b)　以一實驗模具量測塑料之流動比R；以及c)　將上述數值代入下列公式，以得到射出計量行程S_K：；以及S_K=K₁S+K₂R。
如申請專利範圍第1項所述之用於射出成型之參數設定方法，更包含有以下步驟：d)　由模具之規格及塑料之基本物理特性得到模壁溫度T₀、塑料之熱擴散係數α、熔融塑料之溫度T₁，以及頂出溫度T_S；以及e)　將步驟a)及步驟d)得到之數值代入下列公式，以求得冷卻時間t_CK： K₃=1-ε；以及t_CK=K₃t_C。
如申請專利範圍第1項所述之用於射出成型之參數設定方法，其中步驟b)所使用之實驗模具為阿基米徳螺旋型模具。