热流道模具业

由于时代的巨轮不断的、快速的，而且很残酷的往前快速迈进，加上我国内的几项福利政策业已开始：“全民健保”、“国民年金”……等相关实施，不只使得以人力为主的模具业成本大增，更糟糕的是人力市场难求，模具业普遍缺人的现象……令人心忧！因此在有限的人力资源之下，如何提高您的模具利润以应付日益增加的成本，乃是大家面临的主要问题，提高精密度，自动化制模……，固然是一种很好办法，不过需要投入大量资金购买设备、训练人员……，针对以上情况，最简单，最容易达成的方式，莫过于对“热浇道之使用”做透彻的了解。

特性

射出成形之加工就是（塑化）→（流动）→（成形）→（固化结晶化）的工程。

可塑化

即玻璃状态、高弹性状态（橡胶态）、粘流态（可塑化状态）、分解状态，如图示：

玻璃状态：0～T1，分子在冻结状态，硬且脆，遇压力则易破裂。

粘流态（可塑化状态）：T2～T3，可随意加工成形。

分解状态：T3，塑胶开始裂解，出现气体分解物，甚至达烧焦状态。

成形条件

(注)以下为一般形塑料之成形条件

流动性

因此在这种非牛顿流动中，压力增大则流动抵抗减小。因此射出成形时，虽然浇口相当狭小，但却很容易填充于模穴内，至于牛顿流体，再加分类有两种，如图：

射出成形是将塑胶溶液采用高速度使其产生变形的一种加工法，因塑胶溶液有压缩性，在高速的流动下，容易引起弹性的压力变动。这个现象，当流动阻力有急速变化时，即可看出这种弹性的压力变动变生后，流体前端的扩散方向极为混乱不安定。但是采用高速填充时，塑胶溶液又像是非压缩性的现象。这种弹性的压力变动（不安定的脉动）是因何而起的？以下分析如图所示：

【当塑胶溶液之流动类似层流状态时，即模穴在正常且安定的状态下填充】

在图中，富有压缩性的塑胶溶液以螺旋状的弹簧表示，叙想在弹簧施加压力，使往管子中央移动时，当用一样的速度使弹簧由左往右移动的活动，这是理想的层流状态，由于射出压力与阻力在平衡状态时，弹簧的移动很平滑。【如C】

可是在某些情况，必需以急速填充时，射出压力及速度也就异常的增高。因此富有弹性的塑胶溶液（弹簧），头一瞬间时承受过程的压缩，第二瞬间时引起强大的阻力，其原因是压力的起伏变动和流动体前端的乱流所发生的，这种流动状况称为弹性乱流。

结晶性塑胶与非结晶性塑胶

从分子的结构观察，结晶性塑胶─线状高分子，依样其化学构造，有些分子的一部份，乃以有规则地集合，将其称为结晶性塑胶。不是所有的分子都变成此状态，依据冷却条件在重量比有40～80%程度变成结晶状态。此程度称为“结晶度”。结晶之内都是称为Lamella的分子链弯曲、折叠，而未进入产生单位结晶之结晶部分的分子链存在于Lamella或球晶之间，产生非结晶部分。非结晶性塑胶……与结晶性塑胶不同，分子无法有规则地集合。这是由于形成高分子链之原子团太大、架桥妨碍结晶。

从容积变化的观察结果，亦可将热可塑性塑胶分为两大类，一种是非结晶性塑胶，另一种是结晶性塑胶。对于结晶性与非结晶性之分类，在表中有关各种塑胶的习性已有注明。对于其容积与温度间之变化，我们可由以下例子来做更进一步的了解。例如：PS（非结晶性塑胶之代表）从20℃加热到200℃时约膨胀8.3%，以密度而言，从0.97 cm/g增大到1.012 cm/g（结晶性塑胶之代表）在同条件下有下列的变化：

20℃容积：1.03 cm/g

200℃的容积：1.33 cm/g

容积增加率：29%

已溶融的非晶性聚合物，采用所使用的射出成形机，可做大幅度的压缩。因条件而异，过剩的溶融体也可强制填充于模穴内，在这种条件下做出的成形品，残留着很大的内应力而固化。对成形品的性能有很大的影响。它会在脱模的瞬间被破坏，稍受到外力或因化学药品的作用也很容易受破坏。

结晶性塑胶，因加热使结晶完全融解，溶融体成了非晶状态，其动作与非结晶性聚合物一样。值得注意的是压力变高时，从结晶质到非结晶质的转移温度也会提高。结晶性塑胶成形时，在成形品的品质上有一点很重要，即聚合物在非结晶状态时必需要完成成形的动作。这件事，特别是对保压期间而言，保压中的变形即是因流动而引起的。

结晶性塑胶的溶融体急速冷却后，成形品的某些部份，其再结晶化受到妨碍，再结晶化的现象无法瞬间完成，而随时继续进行，密度和结晶化程度之间有直接的关系，结晶化程度高，则密度提高。相反地，结晶化程度低，则密度降低，因急激的冷却，而使再结晶化受到妨碍的部份，因温度、时间因素的差异下，或多或少继续进行后结晶化。后结晶化继续进行，直到回复原本此部份的密度为止。因此可以了解后结晶化与后收缩是相关连的，后结晶化和后收缩也是造成成形品弯曲变形和尺寸变化（成形品变小）的原因。

模穴表面温度高的话，成形收缩起初很大，热处理时却少有变化。因此，在很高的模具表面温度下做出的成形品，虽然在高温下使用，但其尺寸安定性却很好。因此，决定结晶性塑胶的模穴尺寸时，必需要考虑后结晶、后收缩的关系，而重要的是，模穴表面温度从成形开始就要正确地掌握。当然，要使模穴的表面温度完全无温度差是不可能的，但可使用有效的温度控制系统，尽量减少温度差。

热流道技术分享由贝斯特热流道（MOBEST）整理发表，未经允许，严禁转载。贝斯特热流道专注热流道研发、生产、销售。经营领域：热流道、热流道产品、热流道系统、热流道技术、热流道方案、塑胶模具热流道、全球高端热流道系统整体解决方案。专注工程，包装产品类热流道系统两大核心，手机热流道、精密零件热流道、家电热流道、办公设备热流道、光学照明热流道、汽车热流道、食品包装热流道、医疗器械热流道、高端化妆品热流道九大领域，产品专利39项，是一家坚持科技创新的广东省高新技术企业。服务热线：13580857316 周生