67 塑膠模具的認識
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模具的構造基礎 塑膠的射出成形模具要能被鎖定於指定的機台，接受加溫溶化的塑膠，讓它很容易被擠壓入模內而成形。既要飽模，又不發生毛邊。等待冷卻定形之後，開模，使成品能退出模具。而能長期的重覆使用，是塑膠射出成形模具的構造基礎。
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67 塑膠模具的認識
- 1. 67 塑膠模具的認識 /工業理工/ TK Design & Company
- 2. 模具的構造基礎 塑膠的射出成形模具要能被鎖定於指定的機台，接受加溫溶化 的塑膠，讓它很容易被擠壓入模內而成形。既要飽模，又不發 生毛邊。等待冷卻定形之後，開模，使成品能退出模具。而能 長期的重覆使用，是塑膠射出成形模具的構造基礎。 模具要能被鎖定於指定的機台 通常射出機台的『噸數』被編寫成『機種名』。例如 機種名 『Ve30』就是 30 噸、『Vs180』就是 180 噸。幾噸就是『最 大合模壓力』有幾噸，也是『最大射出量』約有幾公克的依據。
- 3. 30 噸的機台最大射出量約是 20 公克、50 噸約 40 公克、100 噸約 100 公克、150 噸約 200 公克、200 噸約 300 公克、300 噸約 600 公克、400 噸約 1000 公克。成品的大小，最好是在 該機台最大射出量的 30~70%，飽模才會安定。 圖 不同牌子 120 噸和 180 噸的機台
- 4. 機台的合模動作機構有 屈肘式、油壓式、以及 電動式 3 種。 屈肘式是利用 兩個相對的手臂，相互的屈折和伸直 來達成合 模的鎖模能力，克苦耐勞，是通常的機種。油壓式是小噸數的 機種。電動式利用步進馬達，可以在將閉模時分段閉模，能做 出精密的成形，例如 要做很薄的東西、或鏡頭。所以也有 屈 肘式加電動式的機種。 射出成形機一般是臥式的，可以自動退出成品。也有立式的， 以方便用手置入物件，讓射出的塑膠來包覆住該物件。例如 做 電源線上的插頭和插座的射出。
- 5. 圖 立式機台 模具要做多大 開始做模具之前，必須先決定此模具將適用於多大『噸數』的 機台，以此做為該模具外型尺寸的『長』、『寬』、『 高』，以及 『取出行程』的依據。若模具太大，成品太小，將會找不到適
- 9. 嘴(Nozzle)』和『螺桿(Screw)』、以及『熱絲(Heater)』。此 因塑料的黏度各不相同，Nozzle 的噴嘴大小或 Screw 的間隙 大小也要選用適用的大小，才會好射。 接受加溫溶化的塑膠 讓它很容易被擠壓入模內而成形 模具上的『灌嘴』是讓模具銜接到機台料管的元件，形狀如一
- 14. 模仁則要使用 高硬度、耐腐蝕、或 耐高溫 的『合金鋼』做 成，因塑料的不同，或鏡面的要求，而會選擇不同的模仁材質。 例如 給一般的 HIPS、ABS 用的模仁，用 P20 (硬度約 HRC 30)。給小零件或亮面的模仁，用 NAK80(硬度約 HRC 40)、 SUS420 (硬度約可以在 HRC 52~54)。給鏡面或加纖材料的 模仁，用 SUS420。給 LCP、PPS 的模仁，用瑞典的 Viking (硬 度約可以在 HRC 52~58)，Viking 幾乎是所有模具鋼材的最 高級材料。有時，公模仁亦可以和母模仁使用不同的材質，以 降低成本。
- 17. 逃風 要讓成品能順利飽模，就要讓模具裡受塑料射入所擠壓的空 氣，能快速的逃出模具，此稱為『逃風』。『逃風口』約略是做 在離進料點最遠處的合模面上。將該處合模面上磨出一個凹陷 的縫隙，約 0.01~0.03mm 深、2~10mm 寬，常要不只一個 地方。要確定能通風到模具外，這點很重要，然而這個縫隙也 不可以因此發生毛邊。如下圖所示。
- 18. 或者是、在成品為框形的中間，或成品有圓孔的中間，在公模 仁打洞。或者是、在模具有圓柱或方柱的地方，包括螺柱的『打 管』，故意給它有一點點的間隙，讓被塑料包圍的空氣能由這 洞或間隙溢出。如下圖所示。
- 19. 公模面和母模面的平面加工太過於鏡面，也會引起包風。 有些塑料很容易出毛邊，並不須要做逃風，也不能做逃風。例 如 不加纖的『尼龍』、PP。 封板 公母模座的兩外面會各加一個『封板』，這兩個封板的左右寬
- 20. 度會做得比模座大，左右各凸出約 40mm，使模具藉由這個 抓面，被機台的『靜板』和『動板』抓住而固定在機台上。 母模是鎖固在機台的『靜板』上，公模鎖固在機台的『動板』 上，各封板的左右側各鎖 2 支『抓具』。機台的靜板側係膠料
- 25. 10℃、90℃、130℃、150℃ 等，以便來控制塑料於模具內 的冷凝時間，為長或為短，各有其效果。例如 射 Nylon 加纖 的結晶性塑料，模溫要有 90~110℃左右，讓塑料能緩緩降 溫，使它有夠長的時間在凝固過程中的『橡膠態』時漸漸結晶， 當結晶完成後才會定形，成為『玻璃態』，就不會發生製成品 取出後，還沒有完成結晶而仍然停留在橡膠態，這樣的製成品 日後就會變形，而且耐溫會只剩下規格的一半。其他的結晶性 塑膠，例如、POM 模溫要 90~110℃左右。PPS 模溫要 150 ℃左右。
- 33. 『定位孔』相互嵌入。如此 才能確保公母模互相對應的尺寸 的準確，以及公母模仁不致於互相咬到而損壞。如下圖所示。 導桿、導管、定位柱、定位孔，都是現成的高硬度鋼零件，其 中，導管不能是只在模座上開孔。
- 34. 模具的壽命 塑膠射出模具最基本壽命要求是 30 萬次。高硬度合金鋼模會 要求超過 100 萬次。 通常容易磨損的地方是滑塊及其附件。模具若經常生毛邊，在 毛邊的地方模具就會卡塑膠穴屑，使毛邊越來越大。 經驗告訴我們，模具極可能會被塑膠射出師傅，或模具修理師 傅，將 一個退模不順、或一個毛邊、或一個尺寸跑掉，修理 成 外觀不對、尺寸不對、多一塊肉、到處都長角，然後跟你 說是模具已經沒有壽命了。所以必須告誡師傅，修理必須針對
- 35. 不良點，經同意後才可以進行。尤其是，不可以無事動到模具 的尖角處，包括轉角，或修飾任何地方的表面，包括模仁、滑 塊。被鑽石銼刀銼了一下，被尖頭鑽子刮了一下，模子都一定 是已經壞掉了。 模具的清潔 超音波 溶劑 油脂 塑膠屑 逃風 清潔模具是用洗的，絕對禁 止用磨的，包括各模仁的表面。 模仁 滑塊 各個穴 頂針 都要編號 模具的各個零件，如 模座、模仁、滑塊、各個穴、頂針 等等，
- 37. 模具須要夠厚夠大 巴斯葛原理 液壓原理 模具的受力是射出壓力的百倍 圖 菜刀嘴 補模 模仁在成品的邊緣，要有銳角，如果不是銳角，射出的成品在 合模線上就會出現『菜刀嘴』的角形毛邊，此毛邊的形狀不同 於合模面的毛邊，合模面的毛邊是片狀。 圖
- 38. 補模 退火 熱處理 市售的高硬度鋼材，都是先做成軟的，加工後再拿去熱處理， 再轉變成須要的硬度。只有『線切割』、『放電加工』可以在熱 處理之後加工。60 度 鋼材磨耗理論 硬對硬 硬對軟 軟對軟
- 39. 表面硬化處理 冷處理 模具的加工 現成的模座 研磨 精度最高 包括 高精度孔的研磨 CNC 線割 放電加工 鈹銅電極 推光 咬花
- 40. 精密加工 內製與外包 模具的尺寸公差 圖面上所標之公差 實為成品尺寸之用 模具製作時 並不適用 要更精準 因為塑膠成形仍有誤差發生 量具 卡尺 要注意，模具廠的卡尺有很多是早已損壞的。 投影機 高度計
- 41. 顯微鏡 1 條=0.01mm、10 條=0.1mm、100 條=1mm。1 條=10μ。 現代的加工機具，已經可以達到 3μ的精度。 熱澆道 雙色射出 (未完) TK Cheng