A02 微小射出件之充填流动可视化技术

三、融胶于涡线模穴之流动

3-1 融胶在200μm深涡线模穴之流动

图五为200μm深之涡线模穴的融胶充填过程，如图上端所示，本实验射出料粒填入射出套管的情形，由射出柱塞至射出口依序为4mm黑色料粒、4mm透明料粒、4mm透明料粒。融胶充填时，首先透明的融胶流入模穴，接着于0.001秒时黑色融胶已经出现并沿着涡旋的内侧穿刺透明融胶内部前进，0.002秒时黑色融胶已突穿透明融胶波前并主导整个融胶的前进，直到0.006秒时融胶停止前进。

由以上的融胶流动影像，可以判断出融胶在冲击射出的高射速下依然是以喷泉流的流动方式前进，所以黑色融胶会突穿先流入的透明融胶。至于射出套管内距离射出口最远的黑色融胶为何会如此快的出现并领导整个射出的大部份流动，将于3-5节(射出套管内之融胶流动)一并讨论。

3-2融胶在100μm深涡线模穴之流动

本实验射出料粒由射出柱塞至射出口依序为4mm透明料粒、4mm黑色料粒、4mm透明料粒。融胶于较薄的100μm深涡线模穴充填过程如图六所示。 

融胶充填时，首先透明的融胶流入模穴(0.0005秒)，接着黑色的融胶出现，其前端并冲向涡旋外侧(0.0010秒)，于0.0015秒时黑色融胶的流动转向涡旋内侧流动，而0.0015至0.0030秒之间融胶的流动呈现停滞的现象，接着黑色融胶继续沿着涡旋内侧前进并把后面的黑色区域扩大(0.0035秒)，最后于0.0050秒时停止流动，而此时后部的黑色区域几乎扩大到了整个的区域。

0.0015至0.0030秒之间的融胶停滞及再流动现象与冲锤之撞击运动、操作参数的设定及流动阻力有着密切的关系。

3-3融胶在50μm深涡线模穴之流动

图七为50μm深之涡线模穴的融胶充填过程，由于射出量太小，填入之射料也减小，射出料粒由射出柱塞至射出口依序为3mm黑色料粒、3mm透明料粒、0.5mm黑色料粒。图七为融胶于极薄之50μm深涡线模穴的充填过程。 

由于模穴极薄，流动阻力及融胶冷却速度极快，融胶只有在冲击的瞬间有融胶流动，充填时间只有极短的0.001秒左右，由于涡旋的内侧距离融胶波前有最短的距离，亦即浇口与融胶波前间具有最大的压力差，所以可发现黑色融胶进入模穴后的流动紧贴着涡旋的内侧流动。

3-4融胶在300μm深涡线模穴之流动

图八为200μm深之涡线模穴的融胶充填过程，由于射出量较大，填入之射料也较多，射出料粒由射出柱塞至射出口依序为4mm黑色料粒，接着为三颗4mm透明料粒。图八为融胶于较厚之300μm深涡线模穴的充填过程。 

融胶充填时，首先透明的融胶流入模穴，接着于0.001秒时黑色融胶已经出现，沿着涡旋的内侧穿刺透明融胶内部前进，于0.002秒时黑色融胶已突穿透明融胶波前，主导整个融胶的前进直到融胶停止流动。值得注意的是由于射出的量大，透明的融胶夹杂着些许黑色融胶于0.003秒又开始流入浇口，显示黑色融胶即将被完全射完。

3-5 射出套管内之融胶流动

由残存在射出套管内的融胶，可以观察到在射出进入模穴前的融胶流动情形。图九为300μm深涡线模穴射出时的射出套管内的残留融胶状态，如图九 (a)所示，在射出时远离射出口的黑色融胶会穿刺前面透明融胶的核心，形成类似漏斗的形状，而且漏斗的尖端指向浇口的位置流动。随着柱塞的继续前进，如图九(b)所示，漏斗状的黑色融胶急遽的缩成柱状由浇口大量的流出，且越接近浇口的位置，柱状的黑色融胶越往浇口方向倾斜，而透明的融胶也翻转到了射出柱塞的前端位置。图九(c)为大部份融胶已被射出之射出套管内融胶残留的情形，大部份的黑色融胶已被射出，只剩下少量残留于融胶中心随着透明的融胶被射出。由以上之残料分析，即可解释为何融胶射出时位于浇口远程的黑色塑料会于少量的透明融胶射出后即大量的被射出，并先于靠近浇口的透明融胶被射完。