超高速射出成型简介

一、前言

    一般所谓超高速射出成型有两种含义，其一是指机台以超高射出速度成型薄壁产品，另一个则是指高速循环成型，无论如何，前者应该为后者之必要条件，故在本文中仅针对超高射速射出成型目的、成型机所需具的主要特性与技术应用做一简单的介绍。

二、超高速射出成型的目的

    一般而言，射胶速度在300mm/sec以下归类为传统射出机，射出能力在300mm/sec~600mm/sec(一种说法为800mm/sec)归类高速射出机，而射出能力在600mm/sec(或800mm/sec)以上则称为超高速射出机，而超高速射出成型机一般应用在薄件成型上。而所谓的薄壁产品定义，一般而言是指成品L/T比在150以上，或壁厚在1.0~0.8mm或更小者作为薄壁成品看待。

    不论何种制品，要做到超薄壁化，首先要使用流动性好的成形材料，并使材料在模穴充填的过程中，能保持充分的流动状态。一般射出成型，在熔胶充填过程中，受到模具冷却的影响，在熔胶与模具的接触面会产生固化层，固化层随著充填时间的增加而逐渐加厚，进而减少熔胶通过流道时的截面积，并造成流动阻力与射胶压力的增加，而造成成品残留应力增加，且因流动配向所致的导向性增加而产生翘曲，若当固化层完全阻碍充填流道的任一截面时，熔胶即无法将模穴完全充填满而造成短射。

    此外，熔胶流动行为为非牛顿流体，其黏度与剪切速率成反比关系，当剪切速率愈大时，黏度愈低(此即所谓剪切稀薄特性)，故在使用超高速射出时，除利用超高速瞬间完成充填来避免固化层阻塞或封闭流道问题外，并由于剪切稀薄及剪切槷双重效应降低熔胶黏度，提高熔胶流动性，降低射胶压力，进而达成薄件成型的目的。

    同时熔胶在低黏度、高射速下充填，模穴内的压力分布与温度分布比较均匀，减少了制品的残留应力，而流动导向性减少，使得成品翘曲性降低与转写精度增加。

三、超高速射出成型机所具要的特性

1.高马力的驱动单元

    超高速射出成型基本需求就是要能提供超高的射出速度与较高的射出压力，其所代表的即是射出机需具有高射出的马力；但因在整个周期中，并不是每个动作都需要如此高的压力流量，故在一般设计上多利用蓄压器做射胶时之动力源，提供瞬间所需要的大流量，并利用其它动作时，补充蓄压器所需的油量，降低设计所需之马力与成本，并达节省能源效果。。

2.高响应的油压系统

    系统动态是电控系统、油压系统及致动系统整体表现，在油压元件的选用上，超高速射出多以伺服阀或比例阀控制射出动作，伺服特性曲线需确实含盖射出工程的负载曲线，在伺服响应上至少要在0.01sec以上。

    油压系统设计上，为了达到高响应性与控制精度要求，除了油压管路体积小，活塞与负载物质量也要小，液压油及管路间等效弹性模数E则要高，同时要有Meter-in及Meter-out设计。

3.精度高且稳定的控制系统

    在超高速射出时，要达到精度高的控制时，伺服控制的更新能力要在0.001sec内，同时要在伺服阀非线性特性及其因负载变异造成流量变动要能提供补偿，才能达到稳定的射速控制。

4.高刚性的锁模机构

    超高速射出机模板身结构刚性与平行度要求较高，以避免因高速冲击与良好的流动性，产生成品毛边。

5.高塑化力的加料机构

    在超高速成形下，因射出过程很短，故整体成型周期快慢取决于机台塑化能力，如何由螺杆的设计与加工上达到高塑化及高混链的高精密塑化效果是达到精密成型的关键。

四、超高速射出成型技术应用

    超高速射出成型在薄件上的应用一般分为三类，一类是属于民生用品的微薄制品，其特征为微薄，但对成形尺寸要求较不精密，如航空杯、食品容器、食物盘、花瓶等；第二类则属电机机械零件，除超薄特性外，具有部份尺寸精度的要求，如进气歧管、油封、轴承、油封、ABS活塞、小齿轮、喇叭网、塑料滤网；第三类则属电子信息产品，不但成型尺寸要求精密，而且对于成品的机械、光学、乃至于电气特性都有不同的要求，如CD、DVD、非接触式IC卡、光纤接头、连接器、读取头承座、IC插槽、IC托盘、钟表或摄影机零件等。

五、结语

    随著国内3C、光电及通讯产业的快速发展，短、小、轻、薄已为未来相关产品的必然趋势，对于超高速射出成型机的需求量亦必年年升高，而超高速射出成型将会是国内业界未来争取的目标。