A03 流体辅助射出成形充填流动可视化分析与探讨

三、结果与讨论

3.1 液体辅助射出与气体辅助射出成形比较：

经由传统射出成形确认融胶在四种形状的模仁能稳定充填流动成形后，则再进行液体辅助射出成形与气体辅助射出成形试模，将母模面的玻璃模仁置换一般中碳钢模仁便于试模；在参数设定上因考虑可视化实验时玻璃模仁无法持续承受的保压压力而会导致破裂故将液、气体的充填保压时间缩短至1秒，试模参数如下表一、表二：

1. 平板模：

如图十所示，短射尺寸为全射的80 %，当使用液体辅助射出成形充填成形时，水道在平板件中稳定穿透并完全成形且水道穿透所造成的掏空宽度相似；由试模时得知当使用气体辅助射出成形充填成形时，因气体并不具备冷却融胶的特性，故在短射尺寸需增加为全射的83 % 以避免发生吹穿，又气体辅助射出成形在模具设计需设计固定的气道以控制气体穿透稳定及穿透走向，故从图中可了解气体穿透至工件末端处因融胶阻力变小使其掏空面积变大导致气道形状不一，而液、气辅成形所掏空的区域较两侧区域透明。

2. 板厚不同：

如图十一所示，短射尺寸为全射的80 %，当使用液体辅助射出成形充填成形时，水道在厚度转换处前会产生水道扩张的行为尔后在厚度转换处产生渐缩后再回复水道穿透宽度但此时宽度较厚板处略小，而在水道末端处则产生破裂造成二次穿透的现象且相较于过去气辅成形所产生的二次穿透行为有明显不同；当使用气体辅助射出成形充填成形时，因气体并不具备冷却融胶的特性，故在短射尺寸需增加为全射的84 % 以避免发生吹穿，其产生的穿透行为与水辅类似，从图中可了解气体穿透至工件末端处因融胶阻力变小使其掏空面积变大并未造成二次穿透的现象，而液、气辅成形所掏空的区域较两侧区域透明。

3. 对称肋件（Symmetrical Rib）：

如图十二所示，短射尺寸为全射的82 %，当使用液体辅助射出成形充填成形时，水道会依照所设计的对称肋位置稳定穿透，而在水道末端处融胶集中处因未能长时间保压而造成收缩凹陷，而由于使用液体保压使整体板件较为平整；当使用气体辅助射出成形充填成形时，观察发现气体穿透如遇气道转折处时转弯效应较水辅明显，从图中可了解气体穿透至工件末端处易产生指影效应【3】，而液、气辅成形所掏空的区域较两侧区域透明又以目视结果液辅的透明度较气辅高。

4. 补强肋件（Fish Bone）：

如图十三所示，短射尺寸为全射的85 %，当使用液体辅助射出成形充填成形时，水道会依照所设计的肋位置稳定穿透，而在水道末端处融胶集中处因未能长时间保压而造成收缩凹陷，但与长肋垂直处分支肋的液体穿透较少，而以靠近水道末端处的分支肋穿透较多，但在两组分支肋出的易产生凹陷情形，而由于使用液体保压使整体板件较为平整；当使用气体辅助射出成形充填成形时，观察发现当未长时间进行保压时气辅对于分支肋的穿透性较水辅佳，但在靠近扇形浇口处的分支肋的交接处产生气道收所的现象，而液、气辅成形所掏空的区域较两侧区域透明又以目视结果液辅的透明度较气辅高。

3.2液、气体辅助射出成形充填流动现象可视化比较

1. 平板模(Plate)：

如图十四所示，短射尺寸为全射的80 %，当使用液体辅助射出成形充填成形时，将充填液体染色以利高速摄影机记录撷取影像；而气体因在充填过程中不具冷却效果所以气道呈现较亮的影像容易撷取；由图中可看出水辅成型穿透水道的尺寸稳定性较佳。

2. 不同板厚(Plate with different thickness)：

如图十五所示，短射尺寸为全射的80 %，使用液体辅助射出成形充填成形可撷取厚度转换处穿透的变化；由图中可得知无论使用何种介质充填，其在穿透时于厚度转换处会出现滞留的行为而使接近转换处的穿透形状呈现近似气泡的形状尔后再穿透至薄板区，以气辅与液辅比较气辅穿透宽度尺寸的稳定性较差。

3. 对称肋件（Symmetrical Rib）：

如图十六所示，短射尺寸为全射的85 %，使用液、气体辅助射出成形充填成形可撷取转弯效应穿透的变化与不稳定穿透的动态过程；由图中可发现在穿透过程中气辅有较明显转弯效应与指影现象，又以穿透对称稳定度来看水辅因为有凝固层的产生的使穿透稳定性较气辅佳。

4. 补强肋（Fish Bone）：

如图十七所示，短射尺寸为全射的85 %，使用液体辅助射出成形充填成形可撷取主肋与分支肋气、在远离进浇口的支肋有较佳的穿透与保压支撑的效果，而接近进浇口的肋反而宝压与穿透效果较差，气辅的气道反被塑料冷却收缩而遭压缩。