在(流道系統之熱澆道時序閥澆口)文章裡面主要是提到時序閥澆口的應用說明,這一篇則是說明流道翻轉技術在模具產業的應用。

目錄
1. 流動充填的平衡
2. 流道翻轉技術 (MeltFlipper TM)
3. 流道翻轉技術原理
4. 多軸旋轉技術(MeltFlipper MAX)
5. 流道翻轉技術其它的幫助

1.   流動充填的平衡
在(流道系統的流動平衡)的文章裡面提到,在多型腔模具的設計中,各型腔流道設計需要保持平衡,使得模具中各個型腔充填過程中各個時刻都以相同的材料特性進行充填。合理的人工平衡設計或許能夠提供這些條件。人工平衡既應用於非平衡布置的流道,也應用於自然平衡式的流道上。這種方式通過修正流道或是澆口直徑(圖1),或使用約束流動的流動方法(流道上面安裝節流閥),達到平衡充填的目的。儘管這種方法可以減少一些問題,但對於加工過程和材料變化相當敏感。另外,即使可以達到充填平衡,但由於各部件間的保壓壓力、融體溫度和材料剪切等存在差異,部品的差別仍然存在。

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2.   流道翻轉技術 (MeltFlipperTM)
根據實驗得出的射出速率、模具溫度、融體溫度等射出工藝參數對自然平衡式型腔布置的非平衡充填的影響規律,通過反覆試模、修模調整流道和澆口尺寸所得到的平衡充填只是權宜之計,它往往很容易受到成型工藝條件的影響。可能只有通過流道翻轉技術才能得到真正的平衡。
隨著人們對剪切熱導致非平衡的現象的深入認識,人們也一直在摸索解決該非平衡現象的對策。1997年發展起來的流道翻轉技術可以解決解剪切熱導致的非平衡充填,該技術已經通過專利產品流道反轉技術(MeltFlipper)應用於實際工業生產。

  • How does MeltFlipper Really Work?

 

3.  流道翻轉技術原理
流道翻轉技術是在標準H形流道中的主流道和第二級流道的交叉點上(圖2),將第二級流道的融料旋轉進90度,然後重新排不在融體潔面上的剪切引起的變化。主流道中的熱剪切稀化層,通常轉換到第二級流道的內層表面[見(圖3-a)中的B-B截面],重新排布,使得他們豎起在第二級流道的底部[或頂部,視流道的”左側”或”右側”而定,見圖(圖3-b)中的B-B截面],在熔料流中心的相對較冷的無剪切稀化區域通常轉換到第二級流道的外層表面[見(圖3-a)中的B-B截面的右側],重新排布,使得它們豎起在第二級流道的頂部(或底部,視流道的”左側”或”右側”而定)。
盡管這在第二級流道中融體分布仍然是不對稱的,但這種不對稱只是上下不對稱,而不是左右不對稱,因此,當熔體在第三流道左右分流後,進入每一分支上的熔體條件條件是相同的,這樣流入各型腔的料流也是平衡的。

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將流道翻轉技術的零件裝置於多模腔的流道分流處,可將原欲發展成不對稱特性的融體翻轉並進而維持對稱的狀態,從而達到維持各模將熔體相同的壓力、溫度、黏度等物理性質以達到真正平衡,使各個型腔的部品品質相同。如此,模腔利用率不再受到限制,可以提高產能及維持生產效率,降低生產成本,突破以前因流動不平衡問題的模腔數目設計瓶頸。

 

4. 多軸旋轉技術(MeltFlipperMAX)
上述的解決剪切誘導非平衡的方法只能簡單地解決單一平面內的不平衡問題,因為雖然通過流道翻轉技術使進入三級流道內的融體是對稱的,但是融體在二級流道內的上下不對稱同樣會被傳遞到三級流道內,這樣勢必造成同一產品在垂直於流動的方向不同步為由不同性質的融體充填,造成產品表面的收縮率差異而引起翹曲或是產品表面質量問題。
解決這一問題的多軸旋轉技術(MeltFlipperMAX)已經開發出來,這種方法重新組合了已經旋轉的不對稱熔體流,重新製造出完全對稱的融體,多軸旋轉技術如(圖4)所示,A與B顯示了通過多軸旋轉技術在主流道已經使融體像在豎澆道中一樣對稱,C顯示了熔體通過B設計調整後再進入主流道的發展情況。

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5. 流道翻轉技術其它的幫助
由於流道翻轉技術是讓熔體在流道內重新分配到對稱的位置流入型腔,所以流道翻轉技術不僅可以消除型腔間非流動平衡充填,而且對型腔內的非平衡流動引起的種種產品質量問題也有明顯的改變作用。
(圖5)顯示了流道翻轉技術應用在標準的H型流道布置的八型腔模具時,在第一級的流道(主流道)分叉處使用可以明顯消除內側型腔與外側型腔之間的非平衡充填差異,如(圖5-b)所示,再將塑料熔體在第二級流道分叉處旋轉時,可以消除單一型腔內的剪切誘導非平衡充填問題,從而真正產出性能均一的部品,如(圖5-c)所示(參考附件文章-多模穴流道設計之訴料剪切生熱問題剖析)。
另外,已有實驗證實,對某單型腔模具使用流道翻轉技術可以改善結合線處的強度,同時變免氣穴(競流效應)的產生(參考附件文章-多模穴流道設計之訴料剪切生熱問題剖析)。因為在使用流道翻轉技術之前,由於剪切誘導非平衡現象的存在,熱料流言著產品的外緣流動,而兩股冷料流在產品中間處會合產生熔接線,使用了流道翻轉技術之後,剛好相反,熱料流接觸時分子鏈可以得到更好的舒展和相互纏結,同樣由於剪切誘導非平衡現象的存在,外側融體流動較快在產品的末端會合而形成氣穴。而在使用了流道翻轉技術之後形成了相對一致的流動前沿,從而消除了這一成型缺陷。

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以下資料是流道翻轉技術的相關說明以及資料,有興趣的人可下載了解。

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檔案下載位置:https://drive.google.com/file/d/1HkWBKvp1-Xxkuavm6sWuJLpdQEIRGplE/view?usp=sharing
  
解壓縮密碼:MeltFlipper20220507

 

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