日本精致模具设计:排气顶针模具技术案例

■ ACMT/ 杜俊德

前言

塑胶射出加工这个行业,真正在日本开始大约经过了50 年,但至今还有许多生产过程中,老生常谈的品质不良 的代表名词「短射」「毛边」「烧焦」「翘曲」「变形」 等等并没有消失。为了解决相关的问题,技术者必须将 机器停止,再加以调整,「从射出开始偶而的瞬间停机, 如何能达到完全不用停止就能生产呢?在这些问题中, 在模具上通常会都会清理模具后(特別是在排气槽)又 能恢复到刚刚射出时的状态。」如何改善排气的方式, 在此次IPF展会中有几家模具相关专家提出此见解。除 此之外,还有其他不同的先进技术提供参考。


可排气的顶针销

制品顶出是注射成型过程中最后一个环节,当制品在模 具中固化后,需要一套有效的方式将其从模具中顶出, 顶出品质的好坏将决定制品的品质,因此,制品的顶出 不可忽视的,且在顶出中不能使制品产生变形、顶白、破裂等损坏制品的现象。日本普乐望公司所提出的新技 术”可排气的顶针销”(图1)在顶针棒的前端以特殊加 工技术,所做的可排气式顶针销,依照顶针销的粗细尺 寸,有不同的排气孔,排气沟的设计在射出同时,能轻 易将模腔中的大气直接透过排气顶针销直接排气,相较 於传统的产品流动末端,更能直接有效达到低压射出的 效果。可排气的镶件入子(图2):展示了流道末端的排 气镶件,同样的大幅度改变以往排气槽容易变形、阻塞的问题。

 

图 1-1: 可排气的顶针销,特殊加工技术       图 1-2: 可排气的顶针销,内部构造

图 2: 可排气的镶件入子,大幅度改变排气槽容易变形、阻塞问题

可调节式的排气镶件

可调节式排气镶件(图3):可调节式的排气镶件以往排 气在固定位置、固定排气槽深度,发现排气不良或出现 毛边时,必须将模具拆下,重新修改,而使用这个发明 后,不需拆模具即可按刻度调整排气槽的深度。使用调 节式的排气镶件时,另外可以通过更换内置的弹簧,延 长使用壽命。最小尺寸规格可制成最小宽度为3毫米至 100毫米。在成型过程中首先出现的问题是压倒性地堵塞排口的“短射”。如果从成型开始10小时后出 现短射,代表其排气能力只有10小时。如果你想要 30个小时,则需要一个三重通风口。相反,如果可以 将进入空腔的气体减少到三分之一,也可以将其保持 三次。通过一起使用“可排气的顶针销”和“可调节 式的排气镶件”,将有效率的提高生产效率。

图 3: 可调节式的排气镶件,不需拆模具即可,按刻度调整排气槽深度

星形主流道进浇套,大幅缩短成型周期时间

日本普乐望公司所提出的新技术”星形主流道进浇 套”缩短成型周期时间,节约材料,(图4)模具主流 道的可更换式浇套,从图形可看到浇套的中间孔,并 不是传统的圆形,而是以特殊的加工技术,作为六星形,星形的结构,除了节省材料之外,大幅增加了塑胶材料与模具的接触面积,在生产时快速将热量带离 塑胶,缩短成型周期。除此之外,又可以依照需求将 与射出机射嘴接触部分设计成防止拉丝问题,降低拉丝所造成不良现象。

图 4: 星形主流道进浇套,大幅缩短成型周期时间

(图5)防止拉丝主流道浇套:防止拉丝射嘴,在增加 了许多沟槽,使射嘴与浇套之间增加许多空间,在浇 套内部增加散热空间所以即使是将降低射嘴温度,也不易产生冷料头现象,有效防止拉丝。

图 5: 防止拉丝主流道浇套:防止拉丝射嘴

(图6)进浇口突出防止,增加流量的设计:进浇点的特殊设计浇套,运用在模具上,避免产品上有突点的问题。

图 6: 进浇口突出防止,增加流量的设计

(图7)八爪鱼(章鱼)脚形状的进浇点:是将 传统的点进浇口,设计为多点,节省材料,又降低射 出时的损耗,依照不同需求,又可以设计成上面,类 似於星形浇套的多体圆形浇套,降低周期时间。

图 7: 八爪鱼(章鱼)脚形状的进浇点

图 8: 八爪鱼(章鱼)脚形状的进浇点 – 运作原理

浇口套效益

浇口套又叫唧嘴、灌嘴、浇口灌,(英文翻译为: IngateSleeve),是让熔融的塑料材料从射出机的喷嘴注入到模具内部的流道组成部分,用于连接成型模 具与射出机的金属配件。选择浇口位置的技巧

1.将浇口放置于产品最厚处,从最厚处进浇可提供较 佳的充填及保压效果。如果保压不足,较薄的区域会 比较厚的区域更快凝固避免将浇口放在厚度突然变化 处,以避免迟滞现像或是短射的发生

2.可能的话,从产品中央进浇将浇口放置于产品中央 可提供等长的流长流长的大小会影响所需的射出压力 中央进浇使得各个方向的保压压力均匀,可避免不均 匀的体积收缩

3.浇口(Gate)浇口是一条横切面面积细小的短槽,用 以连接流道与模穴,横切面面积所以要小,目的是要获得以下效果:

A.模穴注不久,浇口即冷结

B.除水口简易

C.除水口完毕,仅留下少许痕迹

D.使多个模穴的填料较易控制

E.减少填料过多现象。■

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