 射出發泡模具及加工指導書 20010-3-17
目前在塑膠射出成型上正廣范應用化學發泡加工，在不影響物理特性下可減輕產品重量，甚至在某些絕緣效果上可獲得更佳效能，然而發泡射出加工在模具設計及加工制程上與傳統的射出成型加工有相當的差異性，特將國外資料摘錄以供業者參考，并希望賢達人士不吝指正，以促進國內模具制造的技術，及在接發泡模具訂單時避免不必要的損失，模具設計針對低壓制程作參考。
發 泡 模 具 設 計
一：模具材料的選擇
已有許多的材質應用于結構發泡的模具中，在鑄造模具時使用材質為鋁、鈹銅和合金，都會獲得不錯的效果，在機械制模時則用鋁、軟鋼或是預硬鋼，另外含鉻13%之高合金鋼可保證較長的使用壽命。
二：澆口襯套（Sprue Bushings）
一般使用于射出成型機的澆口（SPRUE）襯套為圓錐形，尺寸為1.27到1.906cm/m,“0”針點最小尺寸為0.557cm.較快的射速和較大的成型物需要較大的“0”針點尺寸.依照經驗上來說,澆口愈短愈不易影響聚合物的流動性和射出速度.
三：流道（RUNNCR）
結構發泡一般使用的流道為圓形和梯形，圓形流道依照流動性、射速和重量等條件，尺寸不得小于0.952cm,也可大到1.906cm.流道應盡量短會獲得較佳的成品,另外在主要的次要流道的底端應有冷料井的設計.
四：澆口
結構發泡使用普通的澆口設計即可，大部分都是指直線澆口和鼓式澆口為主。針點潛水式澆口也被使用，不過只針對短流動性小物件的產品，澆口在結構發泡中的主要功能為平衡模穴中的流料量，其重點為不可影響射速。至于澆口（GATE）的深淺須依照成型物的表面、美觀程度而來設計。一般來講，業者也可與特定原料供應商確認提供原料資料供確定尺寸設計之參考，不同原料會有不同的結果。
五：澆口位置（GATE LOCATION）
澆口位置有選擇：
必需讓塑料能有均一的流動性，不可有氣體積存，在壁薄的地方也有很好的流動性，需避免產生外觀上的給合線，需要很容易變換位置及拋光加工。
六：通氣孔（VENT）
為了使塑料完全充滿于模穴中因此需將空氣和氣體排出模穴，所以需要適當通氣孔來達成，其數量可依照氣體體積大小和速率來設計，以下一些數據可供大家參考。
通氣孔的細孔寬度為1.27-1.906cm而深度為0.795cm以分模線為中心在7.62cm處允許有0.635cm圓環狀在流料的底端(例如在很遠的角落),極端重要的是它不可以與細孔相連接.
在難以充滿模穴或是塑料流動不易的部分可開0.08cm深的通氣孔.
當需要制造均一密度和完美外觀產品時,必需逐漸的銑探所需的通氣孔來達到要求.
注意:射速的快慢會影響到密度和表面,因此當射速調整時通氣孔也需一并調整才可得到最佳產品.
加 工 制 造
一般可采用低壓制程,共射出成型及模膨脹法,至于射出機的選擇目前已有多家出廠家均可提供優良的成型機,但必需選擇閉鎖型噴嘴(SHUT-OFF NOZZLE)可防止膠料在熔融狀態下氣泡過早的生成和消除漏膠的問題,在射出速度上可配置蓄壓器(ACCUMULALOR)加快射出速度讓塑料在短時間進入模穴,沒有背壓及較低夾模壓力也對發泡產品能達到減輕重量的效果.肉厚較高的產品冷卻設備必需很好可防止二次發泡的問題.
射出機在進料段的溫度必需低于發泡劑的分解溫度以避免氣體由料斗中排出，在壓縮段提高溫度讓發泡劑完全分解生成所需氣體，而在噴嘴則降低10-20℃，以增加背壓。
發 泡 劑 的 選 擇
一般發泡劑分為放熱型及吸熱型，其特性為：
放熱型發泡劑在反應中會放出大量能量，也就是在分解開始時自然的釋放出能量直到全部停止但需要較長時間，所以產品的冷卻時間需延長直到二次分解。其主要成份為HYDRAZIDES和偶氮（AZO）化合物，因為有可能表皮過熱，所以當您取出成品時最好有保護裝置，避免作業時燙傷。另外偶氮化合物顏色較黃會對產品色素產生干擾并且在模具上也造成污染。
吸熱型發泡劑在分解時會需要能量，因此當停止供應熱能時則反應很快停止，所以與放熱型發泡劑比較僅需要較短的冷卻時間可得到較快成型周期，吸熱型發泡劑的主要成分為小蘇打（BICARBONATC）和檸檬酸（CITRIC ACID）符合食品添加物的要求，對于人體無害。
一般發泡劑均以粉體方式供應，但由于添加量不多造成作業上不方便，現已有西德百齡佳（BOEHRINGER）為了配合不同之原料而特別生產顆粒狀的發泡劑，在配料使用上及分散性上可獲得較好的效果。然而在發泡劑的應用上除了對發泡產品外，對一般產品消除凹陷也可獲得相當特殊的效果，并可彌補模具在設計或加工時在機械上某些無法達到的部分，業者在試模時若有此方面的困擾也可嘗試不同的加工經驗。 |
