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熔胶波前速度和熔胶波前面积

 注塑人生 2025-05-17 发布于辽宁
关键词:熔胶波前速度、熔胶波前面积
在注塑充填过程中,熔胶会经过不同截面的型腔,熔胶波前面积的不同产生不同的熔胶波前速度,如何控制相应的胶波前速度,是注塑工艺中重点控制的方面。下面介绍一下熔胶波前速度和熔胶波前面积关系与影响。
熔胶波前的前进速度简称为MFV,推进熔胶波前的剖面面积简称为MFA,MFA可以取熔胶波前横向长度乘上塑件肉厚而得到,或是取流道剖面面积,或者视情况需要而取两者之和。
容积流动率=  熔胶波前速度(MFV) ×熔胶波前面积(MFA)

理想的充填模式是在整个制程中,熔胶以一固定熔胶波前速度(melt front velocity, MFV)同时到达模穴内的每一角落;否则,模穴内先填饱的区域会因过度充填而溢料。以变化熔胶波前速度充填模穴,将导致分子链或纤维配性的改变。

对于形状复杂的塑件,使用固定的螺杆速率并不能保证有固定的熔胶波前速度。当模穴剖面面积发生变化,纵使射出机维持了固定的射出速度,变化熔胶波前速度仍可能先填饱模穴的部份区域。图显示在镶埋件(insert)周围熔胶波前速度增加,使镶埋件两侧产生高压力和高配向性,造成塑件潜在的不均匀收缩和翘曲。

熔胶波前速度(MFV)和熔胶波前面积(MFA)

MFV差异会使得塑料分子(以点表示)以不同方式伸展,导致分子与纤维配向性的差异,造成收缩量差异或翘曲。

在射出成形的充填阶段,塑料材料的分子链或是填充料会依照剪应力作用而发生配向。由于模温通常比较低,在表面附近的配向性几乎瞬间即凝固。分子链和纤维的配向性取决于熔胶流体动力学和纤维伸展的方向性。在熔胶波前处,由于剪切流动和拉伸流动的组合,不断强迫熔胶从中心层流向模壁,喷泉流效应(fountain flow effect),此效应对塑件表层的分子链/纤维配向性的影响巨。请参阅图说明。 

 塑件表层与中心层之纤维配向性

塑件成形MFV愈高,其表面压力愈高,分子链配向性的程度也愈高。充填时的MFV差异会使得塑件内的配向性差异,导致收缩不同而翘曲,所以充填时应尽量维持固定的MFV,使整个塑件有均匀的分子链配向性。

MFV和MFA是流动平衡的重要设计参数。不平衡流动的MFA会有突然的变化,当部分的模穴角落已经充,部分的熔胶仍在流动。对于任何复杂的几何形状,应该将模穴内的MFA变化最小化,以决定最佳的浇口位置。流动平衡时,熔胶波前面积有最小的变化,如图所示。

 MFA变化导致的平衡与不平衡流动,(b)其对应的充填模式。




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徐昌煜老师及其著作《注塑成型问题诊治》介绍:

徐昌煜

先进成型技术学会 创会理事

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