射出模具排氣系統

1. 射出模具排氣系統

排氣系統是熔體填充時將型腔內空氣排出模具，以及開模時讓空氣及時進入型腔，避免產生真空的模具結構(圖1)。一般來說，能排氣的結構也能進氣。排氣的方式包括分模面排氣、排氣槽排氣、鑲件排氣、頂針排氣、排氣針排氣、透氣金屬排氣和排氣栓排氣等。

在大多數情況下，排氣系統的設計是很簡單的，但對於那些薄壁塑件、精密塑件、有深骨位、深膠位、 深柱位或深腔製品，設計時若沒有考慮好排氣，可能會導致短射、燒焦、氣孔、空洞、氣泡、表面銀紋、熔接線等明顯的外觀問題。

2. 模具排氣要求

排氣是指排出充模熔體中的前鋒冷料和模具內的氣體等。廣義的射出模排氣系統應包括澆注系統部分的排氣和成型部分的排氣。像澆注系統主流道和分流道末端的冷料穴(冷料井)等也是一種排氣形式。

模具型腔在塑膠填充過程中，除了型腔內原有的空氣外，還有塑膠受熱或凝固而產生的低分子揮發氣體，尤其是在高速成型時，考慮排氣是很必要的。一般是在塑膠填充的同時，必須將氣體排出模外。否則，被壓縮的氣體所產生的高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良而引起塑件強度降低，甚至會阻礙熔體填充等。為了使這些氣體從型腔中及時排除，可以採用開設排氣槽等方法。有時排氣槽還能溢出少量料流前鋒的冷料。對排氣槽的基本要求如下。

• (a) 應開設在型腔最後被充滿的地方。
• (b) 最好開在分型面上。
• (c) 應儘量開在型腔的一面。
• (d) 最好開設在嵌件或壁厚最薄處。
• (e) 排氣槽深度取決於塑膠熔體的流動性，常用塑膠的排氣槽深度見(圖2)及(圖3)。
• (f) 越是薄壁製品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設就顯得尤為重要。
• (g) 對於複雜幾何形狀的產品模具，為精確判斷排氣槽位置，排氣槽可在第一次試模後再加工，開排氣槽必須用磨床或銑床加工，禁止用打磨機加工。
• (h) 當排氣極困難時採用鑲拼結構，如果有些模具的死角不易開排氣槽，首先應在不影響產品外觀及精度的情況下適當把模具改為鑲拼加工，這樣不僅有利於加工排氣還可以改善原有的加工難度和便於維修。

2. 排氣槽排氣

排氣槽一般開設在前模分型面熔體流動的末端，如(圖2)所示，寬度6=5~8mm，長度L=8.0~10.0mm。

排氣槽的深度因樹脂不同而異，主要是考慮樹脂的黏度及其是否容易分解。作為原 則而言，黏度低的樹脂，排氣槽的深度要淺。容易分解的樹脂，排氣槽的面積要大，各種樹脂的排氣槽深度可參考(圖3)。

3. 利用分型面排氣

對於具有一定粗糙度的分型面，可從分型面將氣體排出，見(圖3-a)。

(3-1) 利用頂針排氣

塑件中間位置的困氣，可加設頂針，利用頂針和型芯之間的配合間隙，或有意增加頂針之間的間隙來排氣，見(圖3-b)。

(3-2) 利用鑲拼間隙排氣

對於組合式的型腔(母模)、型芯(公模)，可利用它們的鑲拼間隙來排氣，見(圖5) (圖6)。

(3-3) 透氣鋼排氣

透氣鋼是一種粉末冶金材料，它是用球狀顆粒合金燒結而成的材料，強度較差，但質地疏鬆，允許氣體通過。在需排氣的部位放置一塊這樣的合金即達到排氣的目的。但底部通氣孔的直徑D不宜太大，以防止型腔壓力將其擠壓變形，如(圖7)所示。由於透氣鋼的熱導率低，不能使其過熱，否則，易產生分解物堵塞氣孔。

4. 延伸閱讀

(4-1) 模具的排氣及引氣設計-影片播放清單

本影片播放清單彙整模具排氣與引氣設計的重點與相關說明，介紹其原理、常見問題及應用案例，協助理解射出成型中排氣設計或引氣的重要性。

(4-2) 模具排氣系統

排氣系統在模具中相當重要，雖然設計不複雜，但對射出成型的正常運作至關關鍵。若模腔內空氣無法順利排出，空氣受壓會使溫度與壓力迅速升高，造成填充不良甚至燒焦。(按圖超連結文章)。

(4-3) 模具排氣槽的分類

對於薄壁製品或距離澆口較遠的部位，排氣槽的設計尤為重要，能幫助模腔內氣體順利排出。此外，小型件或精密零件也需重視排氣設計，不僅可避免成品表面灼傷，還能減少各類成型缺陷並降低模具污染。(按圖超連結文章)。

(4-4) 射出模具排氣設計公式

從某種角度來看，射出模具可視為一種氣體置換裝置。當塑膠熔體充填模腔時，必須同時將型腔內原有空氣，以及熔融塑膠受熱後釋出的揮發性氣體順利排出。因此，排氣系統是射出模具設計中不可忽視的重要環節。

(4-5) 射出成型不良-塑件燒焦

在塑膠或樹脂射出成型過程中，材料加熱後注入模具，內部氣體會釋放。若氣體無法透過排氣槽迅速排出，便會在模腔內累積壓力並產生高溫，造成氣體燒焦現象，不僅影響產品外觀，也可能降低性能，甚至導致產品報廢。(按圖超連結文章)。

(4-6) 射出成型不良-包風困氣

在塑料熔體充填型腔的過程中，當多股熔體前鋒匯合時，可能包裹空氣形成空穴；或在充填末端因氣體無法順利排出，被熔體包覆滯留於內部。這些滯留氣體在塑件內部形成氣泡或空洞，稱為氣穴，不僅影響產品外觀品質，也可能降低結構強度與整體性能。(按圖超連結文章)。