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1. 包風困氣說明
在塑料熔體充填型腔時,多股熔體前鋒包裹形成的空穴或者熔體充填末端由於氣體無法排出導致氣體被熔體包裹住在熔體,就會在塑件上形成氣泡,也稱為氣穴,如(圖1)所示。將空氣壓入熔膠的時候,氣體的溫度會隨氣壓的增加而升高,塑件極易燒焦或發白。

氣泡與真空泡(縮孔)不相同,它是指塑件內存在的細小氣泡;而真空泡是排空了氣體的空洞,是熔體冷卻定型時,收縮不均而產生的空穴(圖2),穴內並沒有氣體存在。

2. 包風困氣的成因
(2-1) 競流效應/跑道效應
塑膠流體在模穴內的流動路徑,主要受阻力所決定。厚度大的區域,阻力小,易流動且流速快﹔厚度小的區域阻力大,流動會較慢。
如(圖1) (圖3)形狀成品,中間底部平面肉厚較薄,週邊四側牆面則有較厚肉厚。當中央單點進澆時,對底部平面來說,對角是較長路徑,但塑料在到達牆面後,阻力變小,因此塑料會選擇此路徑流動,而且速度比底部對角更快,這種路徑彼此競爭的現象稱為競流效應。

(2-2) 多點進澆
多點進澆導致熔融塑料從不同方向流入模具,當這些流動相遇時,會困住空氣(圖4)
,形成氣泡。

(2-3) 肉厚及結構差異
塑膠件的厚度和結構差異通常是由於設計需求、功能要求或製造限制所引起的(圖5)。例如,一個部件可能需要有加強肋、裝飾紋理或其他結構特點,這些差異可能會導致塑料流動不均勻,形成包風困氣。

3. 包風困氣的影響
(3-1)影響外觀
氣泡可能導致塑膠件表面出現凹陷或不平整以及白霧,影響產品的外觀質量。
(3-2)性能減弱
由於氣泡破壞了塑料的連續性,所以產品的強度和剛性可能會受到影響。
(3-3)增加生產成本
困氣問題可能導致更高的不良品率,從而增加生產成本和時間。
4. 解決方案
(4-1) 優化進澆點設計
進澆點的位置、大小和形狀都應根據模具的形狀和尺寸進行調整,以確保熔融塑料的均勻流動。
(4-2) 變更塑件設計
縮減肉厚比例,可以減低熔膠的競流效應。
(4-3) 變更模具設計加入排氣系統
將排氣孔設置在適當的位置就可以改善排氣。排氣孔通常設在最後充飽的區域,例如模具與模具交接處、分模面、鑲埋件與模壁之間、頂針及模具滑塊的位置。重新設計澆口和熔膠傳送系統可以改變充填模式,使最後充填區域落在適當的排氣孔位置。此外,應確定有足夠大的排氣孔,足以讓充填時的空氣逃逸;但是也要小心排氣孔不能太大而造成毛邊。
(4-4) 調整成型條件
通過壓力將被困氣體浸入到熔膠之中,用快速射膠進行到接近產生困氣位置的附近時(不是熔膠合攏之時),立即轉回高壓慢速射膠,讓被困氣體慢慢地在壓力的作用下浸入到塑膠之中。不過問題如果解決不好,氣燒、發白、穿孔等情況都會出現。
5. 案例研究
(5-1) 競流效應所產生的射出成型包風困氣問題
(5-2) 競流效應|跑道效應案例及說明
(5-3) 競流效應|跑道效應-案例討論及射出成型條件設定
(5-4) 競流效應|跑道效應-包風困氣的射出成型條件設定
6. 總結
包風困氣是射出成型中的常見問題,雖然困難,但不是無解的。通過深入理解其成因,但只要採取適當的預防和解決策略,是可以找到有效的解決方案。對於塑料製品製造企業而言,解決這一問題不僅可以提高產品品質,還能減少資源浪費,提高生產效益。
此外,可以運用模流分析軟體以確定最佳的進澆點配置以及幫助預測和識別潛在的困氣區域,並進行適當的設計調整。
☆ 其他參考資料及文章
● 模具排氣系統

● 模具排氣槽的分類
