TWI295962B - Injection molding method and injection molding apparatus - Google Patents

Description

1295962 96· 8· (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於射出成形技術。 【先前技術】 注射模設有澆口及與澆口連接之模穴。熔融樹脂係自 澆口注入此模穴。當所注入的熔融樹脂已固化於模穴時， 模被開啓以自此模移除模製產品。 樹脂在其固化時收縮。當已充塡於模穴之熔融樹脂在 固化期間收縮時，模製產品的外形不再吻合模穴的形狀。 形成模製產品成爲想要的外形係不可能的。 爲解決此問題，以下技術被發展。此技術在模穴內的 熔融樹脂固化時繼續自澆口施加壓力至模穴內的熔融樹脂 。亦即，補償收縮所需之熔融樹脂的量被補充。甚至當熔 融樹脂收縮時，此技術可防止模製產品的外表面自模穴表 面分離。結果，可獲得具有想要外形之模製產品。 取代前述技術之技術係揭示於日本專利申請案公告第 Η 1 0-5 8493號。此技術的重點在於，許多模製產品具有必 須細加工成想要的形狀之表面（此表面稱爲“設計表面” )及其細加工不重要之表面（此表面稱爲“背表面”）。 於此習知方法，當自澆口以熔融樹脂充塡模穴被完成時， 施加至熔融樹脂之壓力被停止。加壓流體係朝向模製產品 的背表面注入。當加壓流體係朝向模製產品的背表面注入 時，背表面自模穴表面分離，而模製產品的設計表面係對 -5- (2)

(2) 96U 1295962 著模穴表面而推壓。因此，模製產品的設計表面可被細加 工成想要的形狀。可解釋爲，此技術不需額外量的樹脂， 因爲當模穴已充塡有熔融樹脂時，自澆口施加至熔融樹脂 之壓力被停止。 【發明內容】 爲了使用繼續自澆口施加壓力至熔融樹脂之技術來形 成優良的模製產品，繼續施加高壓係需要的。例如，爲形 成汽車保險桿，其係需要繼續施加約1 6 MPa的壓力至終 端區（遠離澆口之區），在此處，收縮可能變成問題。這 使其需要繼續施加40 MPa的壓力於澆口的附近。因此， 保險桿用的注射模必須能夠承受40 MPa或更高的壓力。 大型且昂貴的注射模係必要的。 甚至當朝向模製產品的背表面注射加壓流體之技術被 使用時，需要高流體壓力來形成優良的模製產品。前述的 日本專利申請案公告第H 1 0-5 8493號注射約18 MPa的加 壓流體。因此，注射模必須能夠承受1 8 MPa或更高的壓 力。大型且昂貴的注射模係必要的。 本發明降低施加至模穴內的樹脂所需之壓力。因此， 注射模所需的壓力阻抗被降低。結果，注射模的尺寸可被 縮小，且，注射模成本可被降低。 於此說明書所揭示之射出成形方法中，注射模被使用 。注射模設有澆口、與澆口連接之模穴、及具有朝向模製 產品的背表面開啓的開口之流通道。於此方法中，自澆口 -6 - (3) (3)1295962 96. 8. -9 將熔融樹脂注入模穴之熔融樹脂注射步驟被執行。更者’ 在熔融樹脂注射步驟之後，自澆口對著模穴內所注入的樹 脂施加壓力之壓力施加步驟、及朝向模製產品的背表面注 入流體之流體注射步驟係同時執行。 本射出成形方法執行繼續自澆口施加壓力之技術及朝 向模製產品的背表面注入加壓流體之技術兩者。藉由同時 執行兩者技術，本射出成形方法已成功獲得不可預期的合 成功效。亦即，其已成功明顯地降低形成想要的設計形狀 所需之壓力。於上述實例中，如果繼續自澆口施加壓力之 技術被單獨使用，在終端區需要約1 6 MPa的壓力。如果 朝向模製產品的背表面注入加壓流體之技術被單獨使用， 需要約1 8 MPa的壓力。相比之下，當兩者技術係同時使 用時，壓力施加步驟中自澆口施加所需之壓力可被減半至 約8 MPa，且，約1 MPa的壓力變成足夠用於流體注射步 驟。因此，自澆口施加之壓力及流體注射壓力兩者可以是 低。在兩種壓力皆低之條件下，模製產品的設計表面可形 成爲想要表面形狀。應注意到，前述壓力値僅提供作爲實 例，且不應限制本發明的技術範圍。 藉著使用在模製產品的設計表面自模穴表面分離之前 模製產品的背表面自模穴表面分離之技術、及壓力自澆口 繼續地施加至熔融樹脂之技術兩者，此射出成形方法獲得 合成功效。自流通道注入流體的步驟係其中一步驟，其保 證在模製產品的設計表面自模穴表面分離之前模製產品的 背表面將自模穴表面分離，且，另一步驟可被使用來取代 l295962 流體注射步驟。 更一般性地來說，本射出成形方法可被考量爲一射出 成形方法，其同時執行壓力施加步驟及自模穴表面分離模 製產品的背表面之分離步驟。 爲了保證在設計表面自模穴表面分離之前，背表面將 自模穴表面分離，同樣地可以使用頂出銷或類似物機械性 地將模製產品的背表面自模具表面分離。 % 【實施方式】 以下段落說明爲何壓力可藉由同時執行壓力施加步驟 及流體注射步驟而降低之推測理由。注意到，然而，揭示 於此說明書之技術未受到此推測理由的限制，且係依據申 請專利範圍中所述之目標元件。 當模穴內的樹脂冷卻且收縮時，自澆口施加壓力至位 在遠方部份的樹脂變困難。如果施加至樹脂的壓力落在施 % 加至位在加壓流體的流通道的開口之樹脂的背表面之壓力 以下，加壓流體開始滲透於模製產品的背表面及模穴表面 之間。此造成模製產品的背表面自模穴表面分離。結果， 模製產品的背表面未與模穴表面完成。然而，模製產品的 背表面不影響產品性能。當樹脂收縮時，接近模製產品的 ^ 背表面之壓力下降。因此，低壓流可容易滲透在模製產品 、的背表面的模穴表面之間。當樹脂收縮時，接近模製產品 的設計表面之壓力亦下降。然而，在設計表面自模穴表面 分離之前，加壓流體進入模製產品的背表面及模穴表面間 -8- (5) (5) 96. 8. ~9 1295962 之空間，且，在設計表面自模穴表面分離之前’模製產品 的背表面自模穴表面分離。 在模製產品的背表面自模穴表面分離之後而在模製產 品的設計表面形狀固化之前，壓力係自澆口而連續地施加 至熔融樹脂以防止模製產品的設計表面自模穴表面分離。 在此過程中，已自模穴表面分離之模製產品的背表面可被 收縮，以使其朝向設計表面移動且變薄。因此，即使自澆 口連續地施加熔融樹脂之壓力係設定低於習知技術所需的 壓力，這係可能防止模製產品的設計表面自模穴表面分離 〇 同時啓動壓力施加步驟及流體注射步驟係較佳的。在 熔融樹脂注射步驟的完成後立即同時啓動熔融樹脂壓力施 加步驟及流體注射步驟係較佳的。於此例中，無需浪費模 製時間。然而，這亦可能造成熔融樹脂注射步驟及壓力施 加步驟間的間隔。 替代地，這亦可能啓動流體注射步驟而無需等到模穴 中熔融樹脂充塡的完成。亦即，較佳地，在熔融樹脂注射 步驟中啓動流體注射步驟。於此例中，在啓動流體注射步 驟之後啓動壓力施加步驟。 當熔融樹脂正在注入模穴時，熔融樹脂流動在模穴內 ，其中熔融樹脂的尖端移動。如果流體注射步驟無需等到 熔融樹脂注射步驟的完成而啓動，在流動模穴內側的熔融 樹脂的尖端已通過流通道的開口之後啓動流體注射步驟係 較佳的。於此例中，在熔融樹脂的尖端已通過此開口之後 (6)

(6) 96· 8· -D 1295962 而在熔融樹脂被收縮之前來啓動流體注射步驟係較佳的。 於此例中，允許熔融樹脂繼續固化係可能的，其中模製產 品的背表面自對應模穴表面分離。此允許設計表面完成想 要的形狀。 於某些例子中，正對模製產品的背表面之模穴表面可 藉由結合多個分割模予以形成。因此，隆起有時發生在這 些分割模。如果隆起存在於模穴表面上’甚至在背表面上 ，模製產品的厚度突然改變。結果，收縮不會均勻地進行 。然後，甚至當模穴的設計表面係平順時，對應於背表面 上的隆起之變形可能出現在模製產品的設計表面上。以本 射出成形方法，分割模的隆起在模製產品的背表面上不會 影響模製產品的厚度。因此，變形可被抑制。 在熔融樹脂壓力施加步驟已完成之後，繼續流體注射 步驟係較佳的。如果繼續流體注射步驟’即使此樹脂收縮 在模製產品的設計表面上，此收縮不會造成設計表面自模 穴表面分離。亦即，因爲流體係自流通道注射，保持設計 表面不容易自模穴表面分離的狀態係可能的。因此，樹脂 壓力施加時間可明顯減少，導致明顯地縮短循環時間。 藉由施加於壓力施加步驟之壓力及施加於流體注射步 驟的壓力兩者來產生設計表面不會自模穴表面分離的狀態 係較佳的。甚至當壓力施加步驟中的壓力及流體注射步驟 的壓力都是低時，經由在這些壓力値間的合成功效而使用 足以防止設計表面自模穴表面分離之壓力位準係較佳的。 除非流體注射步驟同時執行，施加於壓力施加步驟的 -10- (7) (7)1295962 9a 8. -9 樹脂壓力可能不足以防止模製產品的設計表面自模穴表面 分離之壓力。同樣地，除非壓力施加步驟同時執行，將施 加於流體注射步驟之流體壓力可能不足以防止模製產品的 設計表面自模穴表面分離之壓力。於壓力施加步驟中，除 非流體注射步驟同時執行，本技術可能使用太低之壓力， 以致不能防止模製產品的設計表面自模穴表面分離。再者 ，除非壓力施加步驟同時執行，這是可能注射太低之壓力 ，以致不能防止模製產品的設計表面自模穴表面分離。藉 由採取兩步驟的特性的優點，使用低壓於兩步驟中係可能 的。 本技術亦可實施於射出成形裝置。此射出成形裝置利 用一注射模，其具有澆口、與澆口連接之模穴、及設有開 口至模穴的開口之流通道。此開口朝向模製產品的背表面 開啓。射出成形裝置設有在模穴已充塡有熔融樹脂之後而 自澆口繼續施加壓力之壓力施加機構、及用於自流通道注 射流體之流體注射機構。 依據本發明之射出成形裝置，甚至當施加至熔融樹脂 之壓力及自流通道注射的流體的壓力兩者降低時，模製產 品的表面形狀可形成爲想要的形狀。因此，注射模所需的 壓力阻抗可被降低。結果，注射模在尺寸上可被降低，且 ，注射模成本可被降低。 注射模可具有配置在開口之栓塞。栓塞防止熔融樹脂 經由此開口進入。在此稱爲防止熔融樹脂的通過之栓塞， 允許具有較低黏度位準之流體通過。此種栓塞通常使用來 -11 - (8) (8) 96. 8. 1295962 使模具除氣。 爲了射出成形具有孔之模製產品，具有形成模製產品 中的孔的柱狀區之注射模被使用。當柱狀區係形成在模穴 內側時，在熔融樹脂自澆口注入模穴之時，已通過柱狀區 的右側之溶融樹脂及已通過柱狀區的左側之溶融樹脂融合 一起在柱狀區的下游側上。於此例中，將流通道的開口形 成於融合熔融樹脂之邊界附近係較佳的。 在融合兩個或更多樹脂流之邊界，稱爲“熔接線 (weld line)”之模製缺點傾向發生。如果在模穴已充塡有 熔融樹脂之後繼續施加至熔融樹脂之壓力係高的，此模製 缺點傾向發生。這是因爲，繼續施加至熔融樹脂的壓力越 筒’柱狀區的右及左側間的壓力差越大。結果，邊界傾向 偏移。當邊界偏移時，熔接線傾向更容易發生。爲防止熔 接線的產生，降低繼續施加至熔融樹脂的壓力係有效地。 然而，如此作使模製產品的設計表面更容易自模穴表面分 離。防止熔接線的產生且同時確定表面形狀的精確度之技 術尙無法取得。本發明的裝置解決此問題，以使製造免於 遭受此種問題。 如果流體之流通道設於融合兩個或更多熔融樹脂流之 邊界附近，降低繼續施加至熔融樹脂的壓力以確定設計表 面的形狀精確度係可能的。結果，熔接線的產生可被防止 〇 再者，較佳地，在流動於模穴內之熔融樹脂的尖端已 通過流通道的開口之後，流體注射機構啓動注射流體。 -12- (9) (9)1295962 96· 8· -9 此射出成形裝置可允許熔融樹脂在模製產品的背表面 自對應模穴表面分離之狀態下固化。設計表面可完成想要 的形狀。即使隆起存在於正對模製產品的背表面之模穴表 面上，這係可能確定無變形出現在模製產品的設計表面上 〇 以下解說本技術的較佳實施例。 (1 )流通道的開口係設於注射模的終端區，當熔融 樹脂自澆口注入注射模的模穴時，熔融樹脂不可能容易達 到此終端區。 (2 )流通道的開口分散於符合模製產品的背表面之 位置。 (3 )在注入模穴的終端區之樹脂的壓力係藉由樹脂 壓力施加步驟所提高之前，加壓流體係朝向模製產品的背 表面注入。 (4 )在注入模穴的終端區之樹脂的壓力係藉由樹脂 壓力施加步驟提高之後，加壓流體係朝向模製產品的背表 面注入，且，此壓力接著由於冷卻而下降。 (5 )加壓流體係朝向模製產品的背表面注入，無需 等到以熔融樹脂充塡模穴。 (6 )已注入模穴的熔融樹脂通過流通道的開口之時 間係預先量測，且，當此時間到來時啓動加壓流體的注入 〇 (7 )加壓流體係加壓空氣。 (8)來自已設在工廠內的空氣供應源之空氣被使用 -13- (10)1295962 96· 8· - 作爲加壓空氣。無需新設備。 (實施例1 ) 以下參考圖式解說實施例1。圖1係使用本實施例 射出成形技術形成的模製產品的立體圖。圖2係本實施 的射出成形裝置的橫截面圖。圖3係比較本實施例的射 成形方法與習知射出成形方法之圖。圖4係用於本實施 的射出成形方法之過程圖。圖5係解說相較於習知實例 本實施例的射出成形方法所需的壓力之示意圖。 圖1所述的模製產品1 〇係藉由圖2所述的射出成 裝置1 8所射出成形的模製樹脂產品。代表性實例係汽 用的模製樹脂保險桿。 於模製產品1 〇中，一表面1 2係必須精確地加工成 要的表面形狀之設計表面（前表面），以及，一表面 係其表面形狀無關緊要之背表面。自前方穿過至後方之 孔1 6被形成於模製產品1 〇中。 圖2解說位在對應於圖1的模製產品的線Π-Π的 置之射出成形裝置18的模20的橫截面。模20包含： 於模製該模製產品1 0的表面1 2之母模2 2、及用於模 該模製產品1 〇的背表面1 4之公模2 4。藉由結合母模 及公模24形成之模穴26的形狀符合將被獲得之模製產 1 〇的形狀。亦即，母模22的模穴表面22a精確地符合 製產品10的表面12。公模24的模穴表面24a大致吻 模製產品1〇的背表面14。自模穴表面24a延伸至模穴 的 例 出 例 之 形 車 想 14 通 位 用 製 22 品 模 合 表 -14- (11)1295962 附件：第94118770號專利申請案 中文說明書修正頁 民國96年3月16日修正 面22a之柱狀區24b係形成於公模24。柱狀區24b的形 狀符合將形成於模製產品1 0之通孔1 6的形狀。 連接母模22的外側至模穴表面24a之澆口 28係形成 於母模22。流槽32的噴嘴30係安裝在澆口 28開口至母 模2 2的外側之位置。澆口 2 8及流槽3 2構成樹脂注射器 34。流槽32在預定壓力下推出熔融樹脂。流槽自澆口 28 將熔融樹脂注入模穴26。 鲁 兩個流體注射流通道2 4 d及2 4 f係形成於公模2 4。 流體注射流通道24d及24f連接公模24的外側至模穴表 面24a。流體注射流通道24d及24f開口在模穴表面24a ，且，它們的開口 24c及24e係設於終端區，當熔融樹脂 自澆口 28注入模穴26時，熔融樹脂不能容易到達此終端 區。開口 24c及24e設有通風孔36c及36e。通風孔36c 及3 6 e具有小孔，其具有不允許熔融樹脂通過而允許空氣 通過之直徑。 • 更者，第三流體注射流通道24g被設置。第三流體注 射流通道24g的開口係形成在已通過柱狀區24b的右側之 熔融樹脂及已通過柱狀區24b的左側之熔融樹脂一起融合 在柱狀區24b的下游側上之位置。柱狀區24b係使用來形 成通孔1 6。第三流體注射流通道24g的開口亦設有通風 • 孔。 •流體管38係連接至流體注射流通道24d、24 f及24 g 開口在公模24的外側之位置。流體管3 8的一端係連接至 泵42。泵42加壓且送出流體。用於調整流體的流率及壓 -15- (12) 1295962 96· 8· - 9 力之閥40係設於流體管38的中間。閥4〇將泵42所供應 之空氣的壓力調整至0 · 5 MP a。未顯示於此圖中之控制器 用來控制閥40的開啓角度。藉由泵42送出之加壓流體（ 此實施例的空氣）係藉由閥40調整至0.5 MPa。加壓流體 係經由流體管38及流體注射流通道24d、24f與24g注入 模穴26。流體注射流通道24d、24f與24g的開口係設在 公模24的側上，且朝向模製產品的背表面送出已調整至 0.5 MPa之加壓空氣。 再者，許多自流體注射流通道24d的開口以徑向模式 延伸之凹槽可形成在公模2 4的表面上。同樣地，自流體 注射流通道24f及24g的開口以徑向模式延伸之凹槽可被 形成。凹槽使加壓空氣進入模製產品1 0的背表面1 4的寬 區。此致使模製產品1 0的背表面1 4快速地自公模2 4分 離。 模製潤滑劑可被使用來取代凹槽的形成。模製潤滑劑 可塗佈公模24的表面。模製產品1〇的背表面14可容易 自公模24分離。如果模製潤滑劑亦使用於母模22，較佳 地，用於公模24之模製潤滑劑不同於用於母模22的模製 潤滑劑。可比母模22更早自公模24分離模製產品1 〇之 模製潤滑劑係使用作爲用於公模2 4之模製潤滑劑。 如上述’採用容易自公模24分離模製產品1 〇的背表 面1 4之方法係較佳的。除了以上實例外，以下方法可被 採用。亦即，公模24可由低導熱性材料所構成，而，母 模22可由高導熱性材料所構成。此亦實現，模製產品i 〇 -16- (13) (13) 96* & 1 1295962 的背表面14係比母模22更早自公模24分離。 現將參考圖4解說基於前述射出成形裝置1 8的射出 成形方法的過程圖。 首先，母模22及公模24被結合以關閉模20。此時 ，流體注射器44的閥40保持關閉。自此狀態，熔融樹脂 係自樹脂注射器3 4的流槽3 2推出大約5 OMPa的注射壓 力。被推出的熔融樹脂係經由噴嘴3 0自澆口 2 8注入模穴 26。於柱狀區24b的附近，熔融樹脂通過柱狀區24b的右 及左側，且一起融合在柱狀區24b的下游側上。 當模穴26已充塡有熔融樹脂時，流槽32的注射壓力 降至20MPa，且，此過程移至熔融樹脂壓力保持步驟。 當完成以熔融樹脂充塡模穴26時，亦即，當壓力保 持步驟啓動時，流體注射器44的閥40被開啓。已加壓至 0.5MPa的空氣送出至流體注射流通道24d、24f與24g。 自澆口 28施加至模穴26內的熔融樹脂之壓力及施加 至流體注射流通道24d、24f與24g的加壓流體的壓力間 之關係產生下述的現象。 模穴26內的熔融樹脂的壓力高於加壓流體注射步驟 的加壓流體的壓力。樹脂壓力在熔融樹脂固化時下降，且 ，當樹脂壓力落在流體壓力以下時，加壓流體注射至模製 產品1 〇的背表面1 4。 因爲加壓流體係自流體注射流通道24 d、24 f與24 g 注射至模製產品1 〇的背表面1 4，模製產品1 0的設計表 面12不會自模穴表面22a分離。 -17- (14) (14) 9β· & - 1295962 已注入模穴26之熔融樹脂被冷卻及收縮。於此過程 中，加壓流體係注射至模製產品1 0的背表面1 4。同時， 大約20MPa的壓力繼續施加至流槽32。如圖5所示，當 大約20MPa的壓力自流槽32繼續施加時，終端區的樹脂 壓力變成大約8MPa。 此樹脂壓力係如圖5習知實例1所示之習知樹脂壓力 保持技術所需壓力的大約一半。此實施例的樹脂壓力係低 的。 圖3係比較本實施例的射出成形技術與習知射出成形 技術之示意圖。圖3 ( a )相當於僅由自澆口 2 8繼續施加 壓力P 1以防止模製產品的設計表面自模穴表面分離之技 術。此技術不保證模製產品的背表面首先將自模穴表面分 離，以及模製產品的設計表面不能首先自模穴表面分離。 於此種例子中，在其設計及背側上起因於模製產品的收縮 之合成力成爲自模穴表面分離模製產品的設計表面之力。 爲抵消此力且防止模製產品的設計表面自模穴表面分離， 增加壓力P 1係需要，此壓力將自澆口 28繼續施加至熔融 樹脂。如圖5所示，可產生約40MPa的壓力在澆口區的 高充塡壓力（16MPa在終端區）係必要的。 圖3 ( b )相當於僅由朝向模製產品的背表面注入加 壓流體而防止模製產品的設計表面自模穴表面分離的技術 。以此技術，係需要以相當大壓力自背表面對著前表面推 壓模製產品。如圖5所示，係需要以約18MPa的壓力自 背表面對著設計表面推壓模製產品。 -18- (15) (15)1295962

圖3 ( c )相當於本實施例，且繼續施加壓力P 1至熔 融樹脂，且，此時朝向模製產品1 0的背表面1 4注射加壓 空氣。即使當空氣注射壓力係低時，保證在模製產品的設 計表面自模穴表面22a分離之前，模製產品的背表面將自 模穴表面24a分離。將施加至熔融樹脂之壓力P1可被降 低。如圖5所示，僅在澆口區約20MPa的壓力（8MPa在 終端區）係需要的。 這些數値僅作爲實例而提出，且不應被用來限制本發 明的技術範圍。更者，以上解說係例如，推測理由而提出 。本發明的技術不受此推測理由而限制。嚴格來說，本發 明的技術係同時執行自澆口 2 8繼續施加壓力至模製產品 的步驟及自流通道24d、24f及24g注射加壓流體的步驟 之技術。 熔融樹脂壓力保持步驟可在加壓流體注射步驟之前而 終止。於本實施例中，實施加壓流體注射步驟降低試圖造 成模製產品10的設計表面12自模穴表面22a分離之力。 即使樹脂壓力保持步驟係終止在模製產品1 〇的設計表面 1 2的強度相對低時之階段，這係可能防止模製產品1 0的 設計表面12自模穴表面22a分離。因此，樹脂壓力保持 時間可明顯地縮短。 因爲樹脂壓力保持時間可明顯地縮短，後續步驟可被 早些執行。於圖4中，虛線標示基於習知技術之過程執行 時機。本實施例可加速用於開啓此模之時機，且可因此加 速用於分離此產品之時機。結果，循環時間被縮短，且， -19- 1295962 量產效率被改善。 本實施例可幾乎減半熔融樹脂壓力保持步驟所需之壓 力。因此，已通過柱狀區24b的右側之熔融樹脂及已通過 柱狀區24b的左側之熔融樹脂一起融合在柱狀區24b的下 游側上之邊界在樹脂壓力保持步驟中幾乎不會偏移。這係 可能模製在其上不容易看見樹脂融合邊界（熔接線）之產 品。爲達到此功效，形成流體注射流通道24g於融合邊界 的附近係較佳的。 更者，這亦可能同時執行自澆口 2 8繼續施加壓力至 熔融樹脂的步驟及自模穴表面24a機械性地分離模製產品 10的背表面14的步驟。這些步驟係在注射模20的模穴 26已充塡有熔融樹脂之後而在模20被開啓之前執行。在 模製產品1 〇的設計表面1 2自模穴表面2 2 a分離之前，頂 出銷或類似物使用來可自模穴表面24a分離模製產品10 的設計表面1 2。 (實施例2 ) 以下參考圖式解說實施例2。於實施例2中，圖6所 述的射出成形裝置5 0使用來模製具有如實施例1 (見圖1 )的相同形狀之模製產品1 0。射出成形裝置5 0包含··模 5 1及加壓器5 2。圖6僅顯示模5 1模製該模製產品1 〇的 終端區之部分。模5 1包含··母模5 3及公模5 4。公模5 4 具有核心5 9。藉由結合母模5 3及公模5 4形成之模穴5 5 。母模53的模穴表面56符合模製產品10的設計表面12 •20- (17) (17)1295962 96. 8 . - a 。公模5 4的模穴表面5 7大致吻合模製產品1 0的背表面 14。爲開啓模51，母模53及公模54係垂直拉開。 流體注射流通道58係形成於公模54。流體注射流通 道58的一端在開口 60而開啓在模穴表面57。流體注射 流通道58的另一端61開啓在公模54的外側。開口 60係 設有通風孔62。通風孔具有用於與流體注射流通道5 8連 結模穴5 5之孔。此連結孔的尺寸被設定，以使當熔融樹 脂注入模穴5 5時，無樹脂流至流體注射流通道5 8。 雖然未顯示於圖6，實施例2的射出成形裝置50如 同實施例1的射出成形裝置1 8，具有包含流槽3 2、噴嘴 30及澆口 28之樹脂注射器34。 加壓器52設有自動連接器63、流體管64、電磁閥 70、調節器68、過濾器67、計時器71及模製控制器72 。自動連接器6 3係固定至公模5 4的外側。自動連接器 63係連接至流體注射流通道58。流體管64的一端65係 連接至自動連接器63。工廠空氣係供應至流體管64的另 一端66作爲加壓流體。過濾器67、調節器68及電磁閥 70係連接至流體管64。過濾器67移除含於工廠空氣中的 雜質。調節器68調節所供應的工廠空氣至預定壓力（例 如，0.5MPa)。電磁閥70開啓及關閉流體管64。當電磁 閥70被開啓時，其壓力已藉由調節器68調節之加壓流體 係供應至模5 1的流體注射流通道58。電磁閥70係連接 至計時器7 1，其依序地連接至模製控制器72。模製控制 器72包括廣泛性地控制射出成形裝置50。 -21 - (18) (18)1295962 當熔融樹脂的注入模5 1被啓動時，模製控制器72輸 出注射啓動信號至計時器7 1。再者，當打開模5 1的作用 被開啓時，模製控制器72輸出模開啓信號至計時器7 1。 再者，當關閉模5 1被啓動時，模製控制器72輸出模關閉 信號至計時器7 1。 基於已輸入之注射啓動信號、模開啓信號及模關閉信 號，計時器7 1輸出開啓信號或關閉信號至電磁閥7〇。計 時器7 1輸出開啓/關閉信號之時機，以下將詳述。 以下參考圖7解說利用射出成形裝置5 0而模製此模 製產品1 0的步驟。以下亦解說模穴5 5的壓力變化。圖7 的下半部係模製過程圖。圖7的上半部係顯示模穴5 5內 的壓力之曲線圖。模製過程圖的水平軸表示時間（秒）。 水平軸上的時間亦應用至顯示模穴5 5內的壓力之曲線圖 。顯示模穴5 5內的壓力之曲線圖所示的曲線X相當於接 近澆口 28的模穴內壓力（見圖1及2)。圖7中標示字 母Α至D之三角形將被使用於啓動或停止加壓流體的注 射的時間之詳細解說。 如圖7所示，爲模製此模製產品1 0，藉由結合母模 53及公模54而關閉模51的步驟首先被實施。當模關閉 信號被啓動時，模關閉信號係輸出至電磁閥70。結果， 電磁閥70被關閉。因此，無加壓空氣被供應至模5 1的流 體注射流通道58。接著，自澆口 28將熔融樹脂注入至模 穴5 5的步驟被實施。 所注入的熔融樹脂開始充塡模穴5 5。當注射啓動時 -22- (19) (19)1295962 ，接近澆口 2 8之模穴內壓力（曲線X)快速上升至約6 Ο (MPa)。即使當熔融樹脂注入模穴55時，其壓力未立 即傳導至流體注射流通道5 8的開口 60附近。因此，當開 P 60附近之壓力（曲線Y )係上升時，其係接近注射步 驟的結束。 所注入的熔融樹脂流動於模穴5 5內側。圖8解說在 注入模穴5 5內的熔融樹脂74的尖端（前緣）7 5通過流 體注射流通道5 8的開口 60前之狀態。其後，熔融樹脂 74的尖端75稱爲“熔融前部75”。圖9解說立即在熔融 樹脂74的熔融前部75已通過流體注射流通道5 8的開口 6 0之後之狀態。 計時器7 1計算從自模製控制器72輸入模關閉信號所 逝去的時間。然後，當樹脂7 4的熔融前部7 5已通過流體 注射流通道5 8的開口 6 0時，計時器7 1輸出開啓信號至 電磁閥7 0。此時機係由圖7的三角形B所表示，且其後 稱爲“注射時機”。注射時機已藉由估算熔融前部75通過 開口 6 0的時間來預設，此估算接近開口 6 0的模穴表面 5 7上的壓力之量測資料及樹脂7 4的模穴5 5內之流體動 態分析的結果。這亦可能係計算輸入注射啓動信號之時間 ’且基於此計算時間而輸出開啓信號至電磁閥7 〇。 當電磁閥70在注射時機開啓時，空氣的形式之加壓 流體被供應至流體注射流通道5 8，且，流體注射步驟開 始。此時，接近開口 6 0的樹脂7 4尙未固化。空氣自通風 孔62朝向樹脂74的背表面注射，此樹脂74尙未固化。 -23- (20) (20)1295962 此步驟造成樹脂74的背表面自模穴表面57分離。 雖然僅一個開口被顯示於圖6中，實際上有多個用於 將流體注入模穴5 5之開口設在模穴表面5 7上。流體注入 各開口之時間係藉由電磁閥而單獨調整。此電磁閥係安裝 於連結至各開口之流體管，且係由計時器7 1所控制。 如圖7所示，在熔融樹脂注射步驟被完成之後，此步 驟移至熔融樹脂壓力保持步驟（“壓力保持步驟”）。冷 卻步驟亦與壓力保持步驟一起啓動，且，模穴5 5內的下 降溫度促成樹脂74的固化。由於自通風孔62注射的流體 ，樹脂74在樹脂74的背表面正自模穴表面57分離時固 化。即使在壓力保持步驟被完成之後，流體注射步驟（空 氣的注射）及冷卻步驟被繼續，且，此兩步驟接著同時終 止。 當此過程移至壓力保持步驟時，接近澆口 2 8 (曲線 X )的模穴內壓力快速下降。接近澆口 2 8的模穴內壓力 保持在約3 5 ( MPa )直到冷卻步驟被完成爲止。接近開口 60 (曲線Y)的模穴內壓力甚至在啓動壓力保持步驟之後 上升至頂點（大約1 0 ( MPa ))於壓力保持步驟的中間， 且然後下降。在壓力保持步驟被完成時，接近開口 60的 模穴內壓力回到零。以此方式，接近開口 60的模穴內壓 力有一次超過加壓流體的壓力（0.5 ( MPa))。然而，即 使接近開口 60的模穴內壓力超過加壓流體的壓力（0.5 ( MPa))，因爲樹脂74經由冷卻而收縮，樹脂74的背表 面很快地自模穴表面5 7分離，且，樹脂的壓力變成低於 -24 - (21) 1295962 加壓流體的壓力。 圖1 〇解說當完成流體注射步驟時（由圖7中 D所表示）之樹脂74的狀態。樹脂74的背表面已 而樹脂的前表面確實地接觸到母模5 3的模穴表面 圖6所示，甚至當階69存在於核心59及公模54 ，因爲固化隨著樹脂74的背表面自階69分離而進 隆起區係由於階69而形成在樹脂74的背表面上。 隆起區形成在樹脂74的背表面上，設計表面12完 影響（亦即，相當於隆起區的變形不會發生於設 1 2 )。因此，模製產品1 〇的設計表面1 2被適當地 當流體注射步驟及冷卻步驟被完成時，計時器 出關閉信號至電磁閥70。當電磁閥70關閉時’加 對模穴5 5的供應被停止。在流體注射步驟及冷卻 完成之後，此過程移至模開啓步驟以打開模5 1。圓 說模5 1已開啓的狀態。 最後，產品分離步驟被執行以自模51分離（ 模製產品1 〇。 如上所述，藉由立即在樹脂74的熔融前部75 開口 6 0之後（在注射時機）朝向樹脂7 4的背表面 體，這係可能模製具有極佳設計表面1 2之模製產d 相對之下，如果流體係在樹脂74的熔融前部7 5已 口 60之前（由圖7的三角形A所表示）注入模穴 體被吹入熔融前部7 5如圖1 1所示。因此，流動標 生在模製產品1 〇上。 丨6· 8㈠ 三角形 分離， 56。如 之間時 行，無 因爲無 全不受 計表面 模製。 71輸 壓流體 步驟被 丨14解 移除） 已通過 注射流 品10 ° 通過開 55，流 記被產 -25- (22) (22)1295962 9a 8· 一 9 當冷卻步驟進行時，已注入模穴5 5之樹脂74在固化 過程中收縮。在冷卻步驟已開始之後（圖7的三角形C) 朝向樹脂74的背表面注入流體造成模製產品1 0的設計表 面1 2變形。亦即，在樹脂74已開始收縮之後注入流體造 成設計表面1 2變形。尤其，如圖1 2所示，如果收縮發生 在流體已充份進入樹脂74的背表面之前，造成模製產品 1 〇的設計表面1 2及背表面1 4上之變形77。即使流體的 注射係在樹脂74的熔融前部75已通過開口 60之後（亦 即，在注射時機由圖7中的三角形Β所表示）立即啓動， 如果流體注射首先停止（例如，圖7中的三角形D )然而 樹脂74仍舊於固化的過程，模製產品1 〇將不會適當地形 成。更特別地，如圖1 3所示，模製產品1 〇的設計表面 1 2可被適當地模製（流體注射的範圍係有效地）之範圍F 變窄。 本發明已試著在改變壓力保持時間及模穴5 5內的壓 力的同時來模製該模製產品1 0，其中流體係朝向樹脂74 的背表面注射。圖1 5顯示此結果，圖1 5中的水平軸相當 於壓力保持時間。垂直軸相當於模穴5 5的終端區內（開 口 6 0的附近）之壓力（μ P a )。注意到，模穴內壓力係 量測於壓力保持狀態。 於圖1 5中，〇表示模製產品1 〇係適當地模製之點。 具有“ 1”之X標記表示毛邊發生在模製產品1 0上之點。具 有“ 2”之X標記表示空隙發生在模製產品i 0之點。具有“ 3”之X標記表示變形發生在模製產品10之點。換言之，模 -26- (23) 96· (23) 96·1295962 製產品1 〇不能適當地形成於區J、Κ或L。 相對之下，如果壓力保持時間及模穴內壓力係結合於 以粗斜線表示之區G及以細斜線表示的區Η，這係可能適 當地模製此模製產品1 〇。 當沒有流體注射至樹脂74的背表面時，如習知實例 中所述，模製產品1 〇僅可適當地模製於區G。亦即，以 習知技術，作爲壓力保持時間，8 (秒）的最小値係必要 的。對照下，甚至當壓力保持時間縮短成3 (秒）時，本 發明的技術可適當地模製此模製產品1 0。因爲較短的壓 力保持時間縮短模製時間，每一單位時間內之更大量的產 品可被模製。再者，雖然習知技術需要至少2 0 ( MP a )的 模穴內壓力，甚至當該壓力被降至10( MPa)時，本發明 的技術可適當地模製此模製產品1 0。因爲模穴內壓力被 降低，即使模變緊壓力未增加，模製更大的模產品變可能 〇 前述的數値僅作爲實例而提出，且不應被用來限制本 發明的技術範圍。更者，以上解說係針對解說推測理由而 提出，且，本發明的技術不受此推測理由的限制。 本說明書中所述或有關圖式之技術元件單獨或以各種 組合來產生技術用途，且當提出本專利申請案時，未受限 於請求項中所述之組合。更者，本說明書中所提出的實例 或圖式中之技術同時達到多目的，且甚至藉由達到這些目 的的僅一者而產生技術用途。 -27- (24) (24)1295962 96. 8· ·9 【圖式簡單說明】 圖1係解說使用實施例的技術形成的模製產品的實例 之立體圖。 圖2係第一實施例的射出成形裝置的橫截面圖。 圖3係解說模製產品的頂表面如何自模穴表面分離之 示意圖，圖3 ( a )係解說僅藉由充塡熔融樹脂而防止模 製產品的設計表面自模穴表面分離的技術之示意圖；圖3 (b )係解說僅藉由施加壓力至模製產品的背表面而防止 模製產品的設計表面自模穴表面分離的技術之示意圖；及 圖3 ( c )係解說藉由同時執行充塡熔融樹脂的步驟及施 加模製產品的背表面的壓力的步驟而防止模製產品的設計 表面自模穴表面分離的技術之示意圖。 圖4係相較於習知實例而解說第一實施例的過程圖之 TpC意圖。 圖5係相較於習知實例而解說此實施例所需的壓力之 示意圖。 圖6係第二實施例的射出成形裝置的橫截面圖。 圖7係解說射出成形的各種步驟及模穴內的壓力變化 之示意圖。 圖8係解說樹脂如何流動於模穴內之示意圖。 圖9係解說樹脂如何流動於模穴內之示意圖。 圖1 0係解說當流動注射步驟完成時之模穴內的樹脂 的狀態之示意圖。 圖1 1係解說樹脂如何流動於模穴內之示意圖。 -28- (25) 1295962 96· 8. - 9 圖1 2係解說模製產品已被形成的狀態之示意圖。 圖1 3係解說模製產品已被形成的狀態之示意圖。 圖1 4係解說模製產品已被形成的狀態之示意圖。 圖1 5係解說當壓力保持時間及模穴內的壓力變化時 之射出成形的結果之示意圖。 【主要元件符號說明】

Β 三角形 X 曲線 A 三角形 J、K、L 區 G 區 F 範圍 C 三角形 D 三角形 Y 曲線 10 模製產品 12 表面 14 表面 16 通孔 18 射出成形裝置 20 模 22 母模 22a 模穴表面 -29- (26)1295962 96. 8.- 24 24a 24b 24d 、 24f 2 4 c 〜2 4 e 24g 26 28

32 3 4 3 6c' 3 6 e 38 捕 42

50 5 1 52 53 54 55 56 57 公模 模穴表面 柱狀區 流體注射流通道 開口 第三流體注射流通道 模穴 澆口 噴嘴 流槽 樹脂注射器 通風孔 流體管 閥 泵 流體注射器 射出成形裝置 模 加壓器 母模 公模 模穴 模穴表面 模穴表面 -30- (27)1295962 96. 8* -9

58 流體注射流通道 59 核心 60 開口 6 1 端 62 通風孔 63 自動連接器 64 流體管 65 端 66 端 67 過濾器 68 調節器 69 階 70 電磁閥 7 1 計時器 72 模製控制器 74 熔融樹脂 75 尖端（前緣） 77 變形 -31 -

Claims (1)

1295962 (1) 十、申請專利範圍 第941 1 8770號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國9έ年3月16日修正 1 . 一種射出成形方法，其使用注射模，該注射模包含 澆口、與該澆口連接的模穴、及具有朝向模製產品的背表 面開啓的開口之流通道，該方法包含： 熔融樹脂注射步驟，用於自該澆口將熔融樹脂注入該 模穴； 壓力施加步驟，用於在該熔融樹脂注射步驟之後，自 該澆口對著該模穴內所注入的樹脂施加壓力；及 流體注射步驟，用於經由該流通道朝向該模製產品的 該背表面注入流體，其中 該壓力施加步驟及該流體注射步驟係同時執行； 施加於該壓力施加步驟的該壓力係低於施加於該熔融 樹脂注射步驟的注射壓力； 施加於該流體注射步驟的流體壓力係低於施加於該壓 力施加步驟的該壓力； 除非該流體注射步驟係同時執行，施加於該壓力施加 步驟之該壓力將不足以防止該模製產品的設計表面自該模 穴的表面分離；及 除非該壓力施加步驟係同時執行，施加於該流體注射 步驟的該流體壓力將不足以防止該模製產品的該設計表面 自該模穴的該表面分離。 1295962 、 (2) 2 ·如申請專利範圍第1項之方法， 其中該壓力施加步驟及該流體注射步驟係同時啓動。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法， 其中該流體注射步驟係在該熔融樹脂注射步驟期間啓 動。 4 ·如申請專利範圍第3項之方法， 其中該流體注射步驟係在流動於該模穴內的該熔融樹 • 脂的尖端已通過該流通道的該開口之後而啓動。 5 .如申請專利範圍第1項之方法， 其中在該壓力施加步驟已完成之後，該壓力施加步驟 係繼續的。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法， 其中當該流體注射步驟被啓動時，該模穴內所注入的 樹脂之壓力係高於施加於該流體注射步驟之該流體壓力。 7 .如申請專利範圍第6項之方法， Φ 其中該流體注射步驟係在流動於該模穴內的該熔融樹 脂的尖端通過該流通道的該開口的時候、與該壓力施加步 驟被啓動的時候之間被啓動。 8.—種射出成形裝置，包含： 注射模，其包含澆口、與該繞口連接之模穴、及具有 - 朝向模製產品的背表面開啓的開口之流通道； - 熔融樹脂注射機構，用於自該澆口將熔融樹脂注入該 模穴； 壓力施加機構，用於在該模穴已充塡有熔融樹脂之後 -2- 1295962 、 (3) ，自該澆口對著該模穴內所注入的樹脂施加壓力；及 流體注射機構，用於在該壓力施加機構對著該模穴內 • 所注入的樹脂施加該壓力時，經由該流通道朝向該模製產 品的該背表面注入流體，其中 由該壓力施加機構施加的該壓力係低於由該熔融樹脂 注射機構施加的注射壓力； 由該流體注射機構施加的流體壓力係低於由該壓力施 φ 加機構施加的該壓力； 除非由該流體注射機構注射該流體，由該壓力施加機 構施加之該壓力將不足以防止該模製產品的設計表面自該 模穴的表面分離；及 除非由該壓力施加機構施加該壓力，由該流體注射機 構施加的該流體壓力將不足以防止該模製產品的該設計表 面自該模穴的該表面分離。 9. 如申請專利範圍第8項之裝置， • 其中該注射模另包含配置在該流通道的該開口之栓塞 ，該栓塞防止該溶融樹脂經由該開口而進入該流通道。 10. 如申請專利範圍第8項之裝置， 其中該注射模另包含用於形成孔於該模製產品之柱狀 區，及 • 該流通道的該開口係形成於邊界的附近，在該邊界處 - ，已通過該柱狀區的右側之該熔融樹脂及已通過該柱狀區 的左側之該熔融樹脂融合一起。 1 1·如申請專利範圍第8項之裝置， -3- (4)1295962 其中在流動於該模穴內之該熔融樹脂的尖端已通過該 流通道的該開口之後，該流體注射機構開始注入該流體。

-4- 1295962 第94118770號專利申請案 中文圖式修正頁 民國96年7月6日修正

樹脂的壓力 空氣的壓力 澆口 終端區 習知實例1 40MPa 16MPa 一 習知實例2 一 一 18MPa 本實施例 20MPa 8MPa 0.5MPa 1295962 9a 7.-6

1295962 96. 1, 圖14

圖15 J

30 模穴內 的壓力20 (MPa)

壓力保持時間(秒) 10 1295962 96· 8· -9

七、指定代表圖： (一） 本案指定代表 (二） 本代表圖之元 18 射出成形裝置 22 母模 24 公模 24b :柱狀區 24d :流體注射流通 道 24f z流體注射流通 道 26 模穴 30 ®嘴 34 樹脂注射器 36e :通風孔 40 ： :閥 44 ： :流體注射器 圖為：第（2 )圖 件符號簡單說明： 20 :模 22a :模穴表面 24a :模穴表面 24c :開口 24e :開口 24g :第三流體注射流通道 28 :澆□ 3 2 :流槽 3 6c :通風孔 3 8 __流體管 42 :泵 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化 式：無 學

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