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關(guān)鍵詞料,、模具、澆口,、尺寸,、考量 澆口也稱進(jìn)料口，在注塑成型模具澆注系統(tǒng)中是連接分流道和型腔的通道,，是澆注系統(tǒng)中截面最小且最短的部分,，澆口的厚度（h)又是澆口尺寸中最小的部分，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響談資尤其重要,。一、關(guān)于模具澆口設(shè)計(jì)對(duì)于澆口(gate)尺寸大小優(yōu)化設(shè)計(jì)考慮上,，影響的主要參數(shù)包括：澆口尺寸大小及流道厚度尺寸都將會(huì)影響保壓作用階段的壓力傳遞能力及保壓效果,；適當(dāng)及有效的保壓作用,，需在澆口尚有足夠的可流動(dòng)通道或未完全固化前的時(shí)間內(nèi)作用，才能有效將塑料保壓進(jìn)入模穴內(nèi),，藉以補(bǔ)償熔膠材料的冷卻收縮的體積變化,。通常澆口的尺寸大小在設(shè)計(jì)原則上，如果是針對(duì)無填充劑(filler)補(bǔ)強(qiáng)的塑料應(yīng)用時(shí),，一般澆口厚度至少需要在產(chǎn)品壁厚（t)的一半以上( >1/2t ),。對(duì)于產(chǎn)品表面光澤度要求高或澆口影響產(chǎn)品表面質(zhì)量場合，例如產(chǎn)品背面有強(qiáng)筋(rib) 或螺絲孔突起特征(boss)等結(jié)構(gòu)時(shí),，在這些位置上產(chǎn)品表面容易發(fā)生收縮痕現(xiàn)象,，針對(duì)這類成品其澆口尺寸厚度設(shè)計(jì)考慮上，則會(huì)建議澆口尺寸設(shè)計(jì)至少為產(chǎn)品壁厚（t)的2/3 (>2/3t ),。二,、澆口尺寸的設(shè)計(jì)考量主要是由通過澆口的體積流速(Q) 要求來決定,，澆口尺寸設(shè)計(jì)越大,，將有助于充填流動(dòng)與保壓壓力的有效傳遞；但是其缺點(diǎn)則是需要較長的冷卻時(shí)間,，將會(huì)延長生產(chǎn)成型周期,。如果澆口設(shè)計(jì)過小，則除了會(huì)增加流動(dòng)阻力,，容易發(fā)生短射現(xiàn)像外,，也容易在澆口處產(chǎn)生過大的流動(dòng)剪切速率(shear rate)，另外因?yàn)闈部谶^小冷卻較快,，所以容易發(fā)生澆口過早固化,，而造成保壓無法順利進(jìn)行或是可保壓時(shí)間過短，所以澆口尺寸設(shè)計(jì)時(shí)不宜設(shè)計(jì)過小的尺寸,。在澆口部位如果塑料通過的流動(dòng)速率過快,，則有可能會(huì)產(chǎn)生過大的流動(dòng)剪切速率(shear rate)及產(chǎn)生過度的剪切升溫(shear heating) 現(xiàn)象,，進(jìn)而可能會(huì)造成塑料在此局部位置上產(chǎn)生高溫劣化或黃化現(xiàn)象，而衍生出一些成型上或產(chǎn)品外觀上的問題( 例如流痕,、表面黃化,、表面色差問題等等)。塑料在澆口(gate)部位所受到的剪切速率的大小,， 是由通過澆口的塑料體積流速(volumetric flow rate,Q) 以及澆口尺寸大小所控制,。例如減小充填速度(filling speed) 或充填流速(flow rate)，以一半的充填速度進(jìn)行射出充填,，則澆口處的剪切速率(shear rate) 將約略減小一半,。而澆口尺寸大小對(duì)于整體剪切速率的影響,，則是和澆口的幾何形狀有關(guān)，例如對(duì)于圓形形狀澆口,，增加澆口直徑尺寸約25%,，則剪切速率可以降低約一半( 與澆口尺寸的3 次方成反比)。由CAE 模流分析中的流動(dòng)充填分析中,，可以藉由不同的射出充填速度設(shè)定或是多段射出速度設(shè)定,，來分析在澆口位置所受到的最大剪切速率程度。下面式子是材料商所提出的簡化計(jì)算方式,，可以用來約略估算整體剪切速率(bulk shear rate),，雖然不是很精準(zhǔn)但是可用來粗估，塑料在均勻體積流速下所遭遇的剪切速率,。Shear Rate = 4Q/π r3 針對(duì)圓形澆口 (for round gates)
Shear Rate = 6Q/w h2針對(duì)矩形澆口 (for rectangular gates)上式中
Q = 體積流動(dòng)速率─ flow rate (cm3/s)
r = 圓形澆口厚度半徑─ gate radius (cm)
w = 矩形澆口寬度─ gate width (cm)
h = 矩形澆口厚度─ gate thickness (cm)產(chǎn)品射出速率(flow rate)的計(jì)算,，可以藉由通過澆口進(jìn)入模穴內(nèi)的體積與預(yù)估充填模穴所需的充填時(shí)間的比值計(jì)算得到。然而對(duì)于多澆口的產(chǎn)品設(shè)計(jì),，則需要針對(duì)各澆口所對(duì)應(yīng)的流動(dòng)區(qū)域體積來個(gè)別做計(jì)算,。不同塑料因?yàn)榉肿咏M成不同，分子型態(tài)結(jié)構(gòu)不同,，熔融黏度也不同,；所以對(duì)于在不會(huì)發(fā)生成型問題情況下，塑料可以忍受的最大剪切速率(Maximum of shear rate) 數(shù)值也都不盡相同,。原理上分子主鏈越柔軟,，結(jié)構(gòu)上短分支鏈(branch chain) 越少，就可以容忍較高的剪切速率,。所建議的最大剪切速率數(shù)值,，若低于此剪切速率極限值，塑料在射出成型加工上,，就比較不會(huì)因?yàn)樵庥鲞^大剪切速率,，而發(fā)生一些過度剪切生熱、或塑料發(fā)生一些劣化的問題,。澆口在設(shè)計(jì)上還要考慮澆口的加工，在注塑生產(chǎn)中澆口的加工也注塑生產(chǎn)要考慮的因素,，澆口一方面不影響產(chǎn)品的外觀 ,，另一方面澆口要容易加工，不因?yàn)闈部诘募庸ぴ黾庸ぷ髁炕蛟黾訚部谇谐O(shè)備,。
讓我們一起共同學(xué)習(xí),，提升認(rèn)知，完善自己。
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