注塑机的五大系统 1、射出系统 4 、控制系统 2、模具系统 5、锁模系统 3、油压系统

注：应用于热塑性塑料的单螺杆射出成形机

二、注塑系统讲解：

注：热塑性塑料的单螺杆射出成形机之塑化螺杆、料筒、 电热片、固定模板及移动模板。

三、注塑料筒及射出压力的产生：

注：回转式螺杆之进料区、压缩区、和计量区

四、射咀与模具的结合

五、三板模的理解：

1 、二板模跟三板模的区别：（一）

2 、标准三板模

注：典型的三板模之模具系统

六、产品流道及产品排模的合理性

注：射出成形系统包括熔胶输送系统及成形塑件。

七、射出机之操作程序。 (a) 关闭模具 (注意冷料的处理）

(b) 充填模穴

(c) 保压

(d) 螺杆后退

(e) 顶出塑件

(f) 开始下一个循环

八、典型的射出成形机之动作循环和 各动作所占的时间比例

1-- 充填（射出阶段）2-- 保压与冷却3-- 开启模具4-- 顶出塑件5-- 关闭锁具

九、塑料之分类

十、塑料之加工制程

十一、不同塑料的微结构，及制程中加热或冷却对于为结构的影响。

十二、常用树脂的建议熔胶温度 与模具温度材料名称

流动性质 熔胶温度(°C／ °F)

模具温度(°C／ °F)

顶出温度(°C／ °F)

MFR g/10min

测试负

荷kg

测试温度C

最小值 建议值 最大值 最小值 建议值 最大值 建议值

ABS 35 10 220 200/392

230/446

280/536

25/77 50/122

80/176 88/190

PA 12 95 5 275 230/446

255/491

300/572

30/86 80/176

110/230

135/275

PA 6 110 5 275 230/446

255/491

300/572

70/158

85/185

110/230

133/271

PA 66

100 5 275 260/500

280/536

320/608

70/158

80/176

110/230

158/316

PBT 35 2.16

250 220/428

250/482

280/536

15/60 60/140

80/176 125/257

PC 20 1.2 300 260/500

305/581

340/644

70/158

95/203

120/248

127/261

PC/ABS 12 5 240 230/446

265/509

300/572

50/122

75/167

100/212

117/243

PC/PBT

46 5 275 250/482

265/509

280/536

40/104

60/140

85/185 125/257

PE-HD 15 2.16 190 180/356

220/428

280/536

20/68 40/104

95/203 100/212

PE-LD 10 2.16 190 180/356

220/428

280/536

20/68 40/104

70/158 80/176

PEI 15 5.00 340 340/644

400/752

440/824

70/158

140/284

175/347

191/376

PET 27 5 290 265/509

270/518

290/554

80/176

100/212

120/248

150/302

PETG 23 5 260 220/428

255/491

290/554

10/50 15/60 30/86 59/137

PMMA 10 3.8 230 240/464

250/482

280/536

35/90 60/140

80/176 85/185

POM 20 2.16 190 180/356

225/437

235/455

50/122

70/158

105/221

118/244

PP 20 2.16 230 200/392

230/446

280/536

20/68 50/122

80/176 93/199

PPE/PPO

40 10 265 240/464

280/536

320/608

60/140

80/176

110/230

128/262

PS 15 5 200 180/356

230/446

280/536

20/68 50/122

70/158 80/176

PVC 50 10 200 160/320

190/374

220/428

20/68 40/104

70/158 75/167

SAN 30 10 220 200/392

230/446

270/518

40/104

60/140

80/176 85/185

十三、添加剂、填充料与补强料对 于聚合物性质的影响

添加剂、填充料及补强料

常用村料 对聚合物性质的影响

强化纤维 碳素、碳、矿物质纤维、玻璃、 kevlar

增加拉伸强度增加弯曲模数 (flexural modulus)提高热变形温度提升抗收缩与抗翘曲能力

导电性填充料 铝粉、碳纤维、石墨 提高电气性质提高热传导性

耦合剂 Silanes 、 titanates 改善聚合物与纤维界面之键结力抗燃剂 氯、溴、硫、金属盐 降低燃烧发生率及扩散速度混合填充料 碳酸钙、硅、黏土 降低材料成本塑化剂 单体液体、低分子量材

料改善熔胶的流动性加强挠曲性

着色剂（色料或染料） 金属氧化物、铬酸盐、碳黑

提供耐久的颜色防止热裂解或紫外线造成裂解

发泡剂 气体、氮复合物、联氨衍生物

造成孔穴组织以降低材料密度

塑料如何流动？注： (a)剪切流动； (b) 拉伸流动； (c) 模穴内的剪切流动 (d) 充填模穴内的拉伸流动

注： (a) 理想的黏性液体在应力作用下表现出 连续的变形

3 、以简易之剪切流动说明聚合物熔胶黏度的定义

a.相对流动元素间运动之典型速度分布曲线；b.射出成形之充填阶段的剪变率分布图。

十四、不定形塑料与结晶性塑料的 结构与性质之比较

不定形塑料 结晶性塑料

常用的材料 丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚合物（ ABS ）、压克力（例如 PMMA、 PAN）、聚碳酸脂 (PC) 、聚苯乙烯(PS) 、聚氯乙烯 (PVC) 、苯乙烯—丙烯系聚合物 (SAN) 。

聚缩醛树脂 (POM) 、耐隆 (PA, 聚醯胺 ) 、聚乙烯 (PE) 、聚丙烯 (PP) 、热塑性聚脂 (例如 PBT、 PET) 。

微结构 分子在液相和固相都呈现杂乱的配向性。

分子在液相呈现杂乱的配向性，在固相则形成紧密堆砌的晶体。

热之反应 具有软化温度范围，但没有明显的熔点。

具有明确的熔点。

性质 透明抗化学性差成形时体积收缩率低通常强度不高一般具有高熔胶黏度热含量低

半透明或不透明抗化学性佳成形时体积收缩率高强度高熔胶黏度低热含量高

十五、压力沿着熔胶输送系统和模 穴而降低

十六、熔胶速度与压力梯度的关系

十七、射出压力相对于充填时间 之 U形曲线

十八、针对影响射出压力的设计与成形参数进行比较。

参数需要高射出压力 可用低射出压力

塑件设计肉厚

塑件表面

浇口设计浇口尺寸

流动长度

成形条件

熔胶温度

模壁（冷却剂）温度

螺杆速度

选择材料

熔胶流动指数

十九、计算机仿真之熔胶充填模式 的影像

二十、分子与纤维配向性的差异，造成收缩量差异或翘曲。（熔胶波前的前进速度简称为 MFV）

二十一、塑件表层与中心层之纤维配 向性

二十二、粗厚件会导致塑件的收缩和翘曲，应该将塑件设计为具有均匀肉厚的塑件。

1 2 3

二十三、塑件之设计范例。左边为不良设计，右边是典型的塑件设计。塑件同时具有薄肉区和厚肉区时，充填熔胶倾向于往厚截面部分流动，容易产生竞流效应 (race-tracking effect)，导致包风 (air traps)和缝合线 (weld lines)，在塑件表面产生瑕疵。假如厚肉区没有充足的保压，就会造成凹痕(sink marks)或气孔 (voids)，所以应该尽可能设计薄且肉厚均匀的塑件，以缩短成形周期时间，改善塑件尺寸稳定性，塑件肉厚设计通则是：使用肋可以提高塑件的刚性和强度，并且避免厚肉区的结构。塑件尺寸的设计，应将使用塑料之材料性质和负荷类型、使用条件之间的关系列入考虑，也应考虑组件的组合需求

二十四、建议根部的最大厚度为塑件肉厚的 0.8倍，通常取肉厚的 0.5~0.8倍

流 道 设 计

二、竖浇道根部的圆角可以改善熔胶的流动

三、常用的流道截面形状

四、无填充料之塑料的典型流道尺寸材料 直径 材料 直径

mm inch mm inch

ABS, SAN 5.0-10.0 3/16-3/8 Polycarbonate聚碳酸脂 (PC) 5.0-10.0 3/16-3/8

Acetal聚缩醛树脂

3.0-10.0 1/8-3/8 Thermoplastic polyester热塑性聚脂树脂

3.0-8.0 1/8-5/16

Acetate 5.0-110. 3/16-7/19 Thermoplastic polyester (reinforced)补强热塑性聚脂树脂

5.0-10.0 3/16-3/8

Acrylic 压克力 8.0-10.0 5/16-3/8 Polyethylene聚乙烯 2.0-10.0 1/16-3/8

Butyrate 5.0-10.0 3/16-3/8 Polyamide聚丙烯酸脂 5.0-10.0 3/16-3/8

Fluorocarbon聚氟碳树脂

5.0-10.0 3/16-3/8 Polyphenylene oxide 6.0-10.0 1/4-3/8

Impact acrylic耐冲击压克力

8.0-10.0 5/16-1/2 Polyphenylene聚丙烯 5.0-10.0 3/16-3/8

Ionomers 2.0-10.0 3/32-3/8 Polystyrene聚苯乙烯 3.0-10.0 1/8-3/8

Nylon 耐隆 2.0-10.0 1/16-3/8 Polysulfone聚氟乙烯 6.0-10.0 1/4-3/8

Phenylene 6.0-10.0 1/4-3/8 Polyvinyl (plasticized)聚氯乙烯 3.0-10.0 1/8-3/8

Phenylene sulfide 6.0-10.0 1/4-1/2 PVC Rigid硬质聚氯乙烯 6.0-16.0 1/4-5/8

Polyallomer异聚合物 5.0-10.0 3/16-3/8 Polyurethane聚尿素树脂 6.0-8.0 1/4-5/16

热流道种类 优 点 缺 点

绝热式 设计较简单成本较低

会在浇口处产生不必要的凝固层 。 必须以短周期时间维持熔融状态。 需要较长的起动时间以到达稳定的熔胶温度。 有充填不均之问题。

内部加热式 改善热分布情形 成本较高，设计较复杂 。 应注意流动平衡和复杂的温度控制。 应考虑模具的不同组件之间的热膨胀。

外部加热式 改善热分布情形温度控制较佳

成本较高，设计较复杂。 应考虑不同的模具组件之间的热膨胀。

(a)绝热式、 (b)内部加热式、 (c)外部加热式。

热流道系统之种类：

五、人工平衡流道系统之成形塑件

六、使用不同射出速度之不平衡流道系统的流动模式

七、冷料井

侧边浇口 (edge gate ）又称为标准浇口（ standard gate ），如图 6-13 所示，通常位于模具的分模在线，而且从塑件的侧边、上方或下方充填。典型边缘浇口尺寸为塑件厚度的 6%~75%，或是 0.4~6.4 mm ，宽度 1.6~12.7 mm ，浇口面长度不应超过 1.0 mm ，最佳值为 0.5 mm 。

图 6-12 凸片浇口 图 6-13 边缘浇口

3 、重迭浇口　　重迭浇口（ overlap gate ）与边缘浇口类似，如图

6-14 所示，但是重迭浇口与塑件侧壁或表面有重迭。重迭浇口通常用来防止喷流效应。典型重迭浇口尺寸为 0.4～ 6.4 mm厚， 1.6~12.7 mm宽。

4、扇口浇口 扇形浇口（ fan gate ）如图 6-15 ，是厚度逐渐改

变的宽边浇口，具有大充填面积，可以让熔胶迅速地充填大型塑件。大型塑件非常在乎翘曲问题和尺寸的稳定性，使用扇形浇口可以让大型塑件的熔胶波前均匀地充填模穴。扇形浇口的宽度和厚度具有锥度，并且要维持固定的熔胶波前面积，以确保固定的熔胶速度，让熔胶在整个浇口的宽边以相同压力进行充填。如同其它的人工去除式浇口，扇形浇口的最大厚度不超过塑件的肉厚的 75％。典型的扇形浇口厚度为 0.25~1.6 mm ，宽度从 6.4 mm到模穴侧边长度的 25%。

八、重迭浇口、扇口浇口

图 6-15 扇口浇口图 6-14 重迭浇口

5 、 盘状浇口盘状浇口（ disk gate ）又称为薄膜浇口（ diaphragm g

ate ），如图 6-16所示，常用在内侧有开口的圆柱体或圆形，并且需要高度同轴性的塑件，或是不容许有缝合线的塑件。基本上，盘状浇口是在塑件的内缘使用毛边状的浇口，熔胶从同轴的竖浇道充填进入模穴，很容易获得熔胶均匀流动的塑件。盘状浇口厚度通常是 0.25~1.27 mm 。6、 环状浇口　　环状浇口（ ring gate ）如图 6-17，也应用于圆柱

体或圆形塑件，塑料先沿着模心环绕，然后再沿着圆管向下充填。环状浇口并不适用在所有的塑件。环状浇口的厚度通常为 0.25~1.6 mm 。

图 6-16 盘状浇口 图 6-17 环状浇口

7、针状浇口针状浇口（ pin gate ）如图 6-20，通常应用于三板模，其流道系统位于

模板的一组分模在线，塑件模穴接在主要分模在线。具有倒锥角的浇口在平行于模板运动方向穿透中间模板。当打开模穴主分模线时，针状浇口的小直径端从塑件撕离，再打开流道分模线即可顶出流道废料。此系统也可以先打开流道分模线，再使用辅具撕下流道废料。针状浇口最常使用在单一塑件多点进浇，以确保对称的充填，或是缩短流道长度以确保整个塑件的保压操作。典型的针状浇口的直径 0.25~1.6mm 。8、 潜式浇口　　潜式浇口（ submarine gate ）或称为隧道浇口（ tunnel gate ）、

凿子浇口（ chisel gate ），使用于两板模，在分模线以下，流道末端与模穴之间加工一倾斜之锥状隧道。于顶出塑件和流道时，浇口会与塑件分离。典型的潜式浇口直径为 0.25 ~ 2.0 mm ，浇口由粗变细，直到成为球状端点。假如塑件的非功能区具有大直径的针状特征，可以将它与潜式浇口连接，以减低加工成本。假如针状特征发生在隐藏面，亦可以不将他去除。将多重潜式浇口设计在圆柱体的内面，可以取代盘状浇口，并且具备自动去除浇口的功能，其获得塑件的外围真圆度虽然比盘状浇口塑件的真圆度差，但通常也还可以接受。

图 6-20 针状浇口 图 6-21 潜式浇口

模具冷却系统

模具冷却占整个射出成形周期的 2/3以上

适当有效的冷却可以改善塑件的品质和生产率

射出成形机的典型冷却系统

与模板连接之冷却孔道

并联孔道 串联孔道

冷却孔道的配置

障板管 喷流管 热管

障板管　　实际上，障板管是垂直钻过主要冷却孔道的冷却管路，并且在冷却孔道加入一隔板将其分隔成两个半圆形流路，冷却剂从主要冷却孔道流进隔板一侧，进到末端再回流到隔板的另一侧，最后回流到主要孔道。　　障板管提供冷媒最大接触面积，但是其隔板却很难保持在中央位置，公模心的两侧的冷却效果及温度分布可能不同。将金属隔板改成螺线隔板，可以改善此缺点，也符合制造上的经济效益。图 6-49的螺线隔板让冷媒螺旋式地流到末端，再螺旋式地回流。另一种设计采用单螺旋或者双螺旋隔板，如图 6-49所示，其管径大约在 12~50 mm ，可以获得均匀的温度分布。

螺线隔板障板管 (helix baffle) 螺旋式隔板障板管 (spiral baffle)

锁进公模心之喷流管 喷流管末端斜面造就较大的流动

假如公模心的直径或宽度小于 3 mm ，就只能以空气冷却而无法准确地保持固定模温。空气是在打开模具后从外部吹入公模心，或经由内部的中心孔吹入公模心，如图 6-52 所示。

　　尺寸小于 5mm细长公模心的冷却以采用高热传导性材料作为镶埋件较佳，例如铜或是铍铜，将之压进公模心深处作为冷却管线，如图 6-53 。此镶埋件应尽可能采用大截面积以提高热传效果。

使用空气冷却之细长公模心 使用高导热性材料之细长公模心

大型公模心使用螺旋式障板管冷却 大型公模心使用双螺线隔板障板管搭配中央喷流管进行冷却

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差，导致翘曲。

(1) 肉厚　　避免不均匀的肉厚，或是将肉厚变化区的变化长度设计为薄肉厚处肉厚的三倍。

肉厚变化区的设计

塑件具有明显的收缩、凹陷或气孔时，将这些区域变更设计成均匀薄肉厚和肋之组合，以提供均匀的收缩、良好的 (强度／重量 )比值、及良好的成本效率。

对于大多数应用而言，薄肉厚和肋之设计优于粗厚件。

包风包风、使塑件内部产生空洞或气泡。

熔胶波前从不同方向汇流，而造成包风。

黑斑、黑纹、脆化、烧痕、和掉色 黑斑（ black specks ）和黑纹（ black streaks ）是在塑件表面呈现的暗色点或暗色条纹。褐斑或褐纹是指相同类型的瑕疵，只是燃烧或掉色的程度没那么严重而已。发生黑斑或黑纹的原因是塑料有杂质污染、干燥不当，或是塑料在料筒内待料太久而过热裂解。

黑斑 黑纹

　脆化（ brittleness ）的原因是材料裂解，使分子链变短，分子重量变低，结果使得塑件的物理性质降低。塑件脆化可能导致断裂或破坏，如图 8-3 所示。

塑件脆化导致断裂

　　烧痕 (burn marks)是塑件接近流动路径末端或包风区域的暗色或黑色小点，其形成主因是模穴内的空气无法逃逸，受压缩造成高热而烧焦。

烧 痕

表面剥离 表面剥离（ delamination ）是指塑件表面的层状剥离塑

料，如图 8-5 ，其造成的原因为：混合材料之间的兼容性不佳。成形制程使用了过量的脱模剂。模穴内的熔胶温度太低。湿气太重。浇口和流道具有尖锐转角。

表面剥离

尺寸变化 尺寸变化 (dimensional variation)指在相同的射出机之成形条件

下，每一批成形品之间或每模射出的各模穴成形品之间，所得到的塑件尺寸都会变化，如图 8-6所示。其造成的原因为：射出机控制系统不稳定。成形窗口太狭窄。成形条件不恰当。射出单元的 Check ring损坏。塑件性质不稳定。流道不平衡。

塑件尺寸变化

鱼眼　鱼眼 (fish eyes)是一种塑件表面的瑕疵，导致于未熔化的塑料被压挤到模穴内，而呈现在塑件表面的瑕疵，其形成的原因包括：˙料筒温度太低。˙添加太多的再研磨塑料。˙塑料受污染。˙螺杆转速太低和背压太低。

鱼 眼

毛边　　毛边 (flash)指在模具的不连续处（通常是分模面、排气孔、排气顶针、滑动机构等）过量充填造成塑料外溢的瑕疵。如图 8-8所示。造成毛边的原因包括：(1) 锁模力太低：射出机锁模力太低，不足以维持成形制程的模板紧闭，会发生毛边。(2) 模具有缝隙：假如模具结构变形、分模面不够密合、机器规格不当、成形条件不当、分模面卡料等因素都可能造成分模面接触不完全，造成毛边。(3) 成形条件：熔胶温度太高或射出压力太高等造成荣焦流动性过高的不当成形条件都会造成毛边。(1)不当的排气：设计不当和不良的排气系统、或是太深的排气系统都会造成毛边。

毛 边

流痕流痕 (flow marks)是塑件在浇口附近之涟波状的表面瑕疵，如图 8-9

所示，其产生原因是塑件温度分布不均匀或塑料太快凝固，熔胶在浇口附近产生乱流、在浇口附近产生冷塑料或是保压阶段没有补偿足够的塑料。造成这些问题的因素包括：低熔胶温度、低模具温度、低射出速度、低射出压力或者流道和浇口太狭小。最近根据使用镶埋玻璃模具进行观察分析得知，流痕的缺陷也可能因为熔胶流动波前部份在模穴壁面冷却，并且与后到的熔胶持续翻滚和冷却之效应。

流 痕

喷射流

喷射流与正常充填的比较

使用重迭浇口或潜式浇口以避免喷射流

使用凸片或扇形浇口以避免喷射流

波纹波纹 (ripples)是指接近流动长度末諯的指纹般的小涟波。

波 纹

(1)正常充填不发生波纹； (2) 冷模温和低熔胶波前速度造成波纹。

银线痕

银 线 痕 银线痕 (silver streaks, or splays)是空气或湿气挥发、异种塑料混入分解而烧焦，在塑件表面溅开的痕迹，它会从浇口处以扇形方式向外辐射发展。塑料于储存时会吸收相当程度的湿气，假如成形前未经过适当的干燥，湿气会在射出成形时转变成水蒸气，在塑件表面造成喷溅的痕迹。塑料在塑化阶段，会包覆适量的空气在熔胶内，假如空气无法在射出阶段逃逸，也会在塑件表面留下银线痕。此外，有些裂解的塑料或烧焦的塑料粒子会在塑件表面留下银线痕。

接合线

添加纤维的强化塑料之熔胶波前

改良流道系统以获得较佳强度的缝合线

常用树脂的建议熔胶温度与模具温度材料名称

流动性质 (°C／ °F)

熔胶温度(°C／ °F)

模具温度(°C／ °F)

顶出温度

(°C／ °F)

MFR g/10min

测试负荷 kg

测试温度C

最小值 建议值 最大值 最小值 建议值 最大值 建议值

ABS 35 10 220 200/392

230/446

280/536

25/77 50/122

80/176 88/190

PA 12

95 5 275 230/446

255/491

300/572

30/86 80/176

110/230

135/275

PA 6 110

5 275 230/446

255/491

300/572

70/158

85/185

110/230

133/271

PA 66

100

5 275 260/500

280/536

320/608

70/158

80/176

110/230

158/316

PBT 35 2.16

250 220/428

250/482

280/536

15/60 60/140

80/176 125/257

PC 20 1.2

300 260/500

305/581

340/644

70/158

95/203

120/248

127/261

PC/ABS

12 5 240 230/446

265/509

300/572

50/122

75/167

100/212

117/243

PC/PBT

46 5 275 250/482

265/509

280/536

40/104

60/140

85/185 125/257

PE-HD 15 2.16

190

180/356

220/428

280/536

20/68 40/104 95/203 100/212

PE-LD 10 2.16

190

180/356

220/428

280/536

20/68 40/104 70/158 80/176

PEI 15 5.00

340

340/644

400/752

440/824

70/158

140/284

175/347

191/376

PET 27 5 290

265/509

270/518

290/554

80/176

100/212

120/248

150/302

PETG 23 5 260

220/428

255/491

290/554

10/50 15/60 30/86 59/137

PMMA 10 3.8 230

240/464

250/482

280/536

35/90 60/140 80/176 85/185

POM 20 2.16

190

180/356

225/437

235/455

50/122

70/158 105/221

118/244

PP 20 2.16

230

200/392

230/446

280/536

20/68 50/122 80/176 93/199

PPE/PPO

40 10 265

240/464

280/536

320/608

60/140

80/176 110/230

128/262

PS 15 5 200

180/356

230/446

280/536

20/68 50/122 70/158 80/176

PVC 50 10 200

160/320

190/374

220/428

20/68 40/104 70/158 75/167

SAN 30 10 220

200/392

230/446

270/518

40/104

60/140 80/176 85/185