(完整版)MeltFlipperTM融膠翻轉技術簡介

1、MeltFlipper TM融膠翻轉技術簡介MeltFlipper TM 融膠翻轉技術 "Branching Runner Thermal and Flow Balancer"為解決因多模穴模具各模穴充填不平衡，造成各模穴間品質不一致，導致生產(chǎn)良率受限問題的最佳利器。 MeltFlipper TM 融膠翻轉技術為全世界首創(chuàng)針對多模穴模具，提供融膠壓力，溫度，粘度等材料特性真平衡流動的技術。一. 概論由於塑料剪切效應 (shear effect)的關係，即使在幾何對稱流道系統(tǒng)的多模穴模具( 圖1) ，也會產(chǎn)生因為較高溫度塑料延著流道內(nèi)側先充填內(nèi)側模穴的流動不均問題(圖2)。圖

2、 1. 八模穴模具幾何平衡流道設計圖 2. 八模穴模具幾何平衡流道設計下仍然產(chǎn)生流動不平衡現(xiàn)象長久以來，人們將這種現(xiàn)象歸咎於模具溫度的變異或模具變形使然。然而，經(jīng)過一系列的實驗及模流分析已經(jīng)證明，此不平衡現(xiàn)象是源自於充填階段，融膠在流道系統(tǒng)內(nèi)所因剪切效應而產(chǎn)生之不對稱現(xiàn)象。該現(xiàn)象導致多模穴模具各模穴彼此之間的性質產(chǎn)生差異，包含模穴壓力，融膠溫度，及成形品的機械性質。此融膠流動不對稱現(xiàn)象所產(chǎn)生的影響可能非常顯著，甚至因射出成形製程條件、塑膠材料種類、流道配置、流道尺寸等因素而更形複雜。MeltFlipper TM 融膠翻轉技術藉由將流道中流動的融膠翻轉，重新形成對稱的融膠特性配置，提供了多模穴模

3、具因不對稱剪切現(xiàn)象所導致品質不一致及模穴利用率受限問題的解決方案。因為透過這項技術，使多模穴模具的成形製程，可以達到各模穴的融膠壓力、溫度、粘度與機械性質均勻一致的狀態(tài)。二 . 不平衡流動的成因 ( Cause of Imbalance Flow)塑料融膠在流道中的流動特性是非常複雜的。其剪切率 ( shear rate) 、溫度及粘度會隨著融膠在流動方向及徑向位置的不同而改變。通常最大剪切率會發(fā)生在靠近固化層的區(qū)域，而在流道中心部份的融膠剪切率為零。此高剪切現(xiàn)象會影響靠近固化層區(qū)域的融膠粘度，即粘度會因:1.非牛頓流體 ( Non- Newtonian) 的剪切致稀 ( Shear thin

4、ning) 效應及2.剪切所導致摩擦生熱現(xiàn)象而降低。同時此摩擦生熱現(xiàn)象也會造成靠近固化層區(qū)域的高剪切融膠溫度會高於流道中心的融膠溫度(圖 3至圖 7)。圖3 典型圓形流道沿徑向方向的剪切率分布圖4 非牛頓流體的黏度與剪切率溫度的關係圖 5 典型圓形流道沿徑向方向的溫度分布圖6,7 性質對稱融膠流入第一次分流點 ( 次流道 ) 所產(chǎn)生之溫度分布變化三 . 解決對策 -MeltFlipper TM 平衡流道將 MeltFlipper TM 融膠翻轉技術設計之零件裝置於多模穴模具流道分流處 ( 圖 8) ，可將原欲發(fā)展成不對稱特性之融膠翻轉成仍維持對稱的狀態(tài)，藉以達到各模穴均維持一致壓力、溫度粘度等

5、物性之真平衡，使各模穴產(chǎn)品之品質更趨一致，良率提高，不但恢復原先之設計產(chǎn)能及生產(chǎn)效率，更可突破以往因流動不平衡問題所形成的模穴數(shù)設計瓶頸，而達成擴大產(chǎn)能、降低成本之目地。圖 8 MeltFlipper TM 融膠翻轉機構四 . 案例介紹A . 一模四穴嵌件成型 ( 如圖 9) 且採用多點進澆 , 使用材料為添加 33%玻纖成份的 Nylon 問題 : 不平衡充填造成嵌件偏心導致成品不良率高達 50%( 4 穴中有 2 穴成品報廢 )圖 9 射出嵌件 (Throttle Body Adjuster)改善結果 : 經(jīng)使用改良後的平衡流道( 如圖 10)嵌件偏心現(xiàn)像大幅改善4 穴成品均達允收標準圖

6、10 MeltFlipper TM 平衡流道B . 一模四穴定時環(huán) ( timing ring ) 成型 ( 如圖 11: 短射成品及流道 ), 以 3 點進澆 , 使用 LNP DF1006 添加 30%玻纖成份的 pc , 外徑尺寸 12.7mm問題 :成型過程中 , 由於融膠不平衡流動造成接近豎澆道的模穴體積充填較遠離模穴體積快 , 當充填結束時 , 先充填的模穴體積產(chǎn)生過度保壓 , 導致輪輻圓環(huán)平面變形翹曲而無法與配合件形成緊密組合 ( 報廢率 30%)圖 11 定時環(huán) ( timing ring ) 短射成品及流道改善結果 : 經(jīng)使用改良後的平衡流道 ( 如圖 12) 輪輻圓環(huán)平面變

7、形翹曲現(xiàn)象獲得根本改善 , 同時成型範圍 ( 保壓壓力 ) 擴大 , 生產(chǎn)穩(wěn)定 , 良率達 100%。圖 12 MeltFlipper TM 平衡流道圖 13a 改良前短射成品圖 13b 改良後短射成品C . 一模四穴汽車用連接器( Automotive connector) ( 如圖 14), 使用添加玻纖成份的PBT 塑料成型問題 :已知自然平衡流道仍因剪切致稀效應造成模穴不均勻充填；因此高、低剪切率融膠對成型後成品塑料中所含玻纖長度的影響為何？圖 14 高剪切率融膠因流道的分歧進入方位相同模穴內(nèi)的不同區(qū)域結果 :如圖 15 所示 ,分別使用人工改良平衡流道與 MeltFlipper TM 平衡流道進行成型測試 , 左側為 TM使用 MeltFlipper TM 平衡流道之玻纖平均長度: 低剪切率 /