第二段螺杆的输送能力应大于第一段螺杆的输送能力，例如当 第一段螺杆的直径在20~70mm时，节距为0.7倍直径，直径在 70mm以上，节距为0.8倍直径螺杆，而第二段螺杆的节距通常 等于螺杆直径 进入排气段前塑料应完全熔化 第一段螺杆的计量段沟深小，产生高剪切率，有助于将塑料黏 度薄化，使塑料在排气段更易流动，而易于排气 在第一螺杆结束后可加装一个剪力环，以确保塑料的完全熔化， 并且有助于精确控制输出量 与相同长度的标准型螺杆比较，输出量约减少15~30%
标准型螺杆构造
(c) 熔融传送区(melt conveying zone)：又称计量区 (metering zone)，主要功能是促进熔融物的混合及增压效 果。熔胶在此区域的流动主要包括螺杆旋转所产生的拖曳流 及螺杆前端压力所产生的逆向流，此两种流动方向相反，因 此具有混合功能。当转速增加时会因拖曳流的增加而使熔胶 流速增快，但固体塑料若来不及在熔化区结束时完全熔化， 因而进入计量区将使计量区的混合效果降低，且易造成塑化 不均的现象。同时，在转速增加时塑料的剪切效果提高，亦 有可能导致温度过热或剪应力超过临界值。 (d) 螺旋沟槽的深度比(hm/hf)称为压缩比，通常为 2~3，螺杆全长与螺杆外径比L/D常用20。熔融材料从喷嘴射 出时，由于施加于材料的射出压力之反作用力，材料的一部 份经螺旋沟槽逆流到后方，为了防止逆流，可用逆流防止阀。
第一章 射出成型机简介
内容
射出成形机介绍 射出成形机构造 射出成形机的性能介绍
射出成形机构造
主要單元 主要元件 螺桿、料缸、噴嘴、螺桿旋轉驅動馬達、進料漏斗、 加熱器 可動側模盤﹑固定側模盤﹑繫桿趕﹑頂出機構﹑合模 機構﹑合模油壓缸﹑模具厚度調整機構﹑安全裝置
射出單元
挾模單元
油壓驅動控制 油壓汞、控制閥、濾油器、冷卻器、油箱、油壓缸 單元
2.1:1
2.2:1 2.4:1 2.5:1 2.5:1 3:1(max)
0.15
0.15 0.2 0.2 0.25 0.25 最大表面粗糙度2~4μm 2. R2=5mm(直径30~60mm) R2=10mm(直 径 约 牙部宽度0.1D 7. 最大进料行程4D
排气式螺杆的示意图
剪切环设计尺寸
排气式螺杆的特点
加热缸与喷嘴
(1)加热缸内装螺杆，外围由数组带式加热器直接将内部材料加热。 带式加热器一般分为3～4组，各组有独立的温控，并藉热电偶保 持适合的温度设定 (2)喷嘴是连接模具与加热缸的接合部，通常喷嘴部份也装置独立的 带式加热器;直接控制射出材料的熔融温度，必要时也附加各种装 置用以遮断熔融材料的流动，以防止熔融材料在开模或机座后退 时从加热缸泄漏，如针阀喷嘴及闭锁喷嘴 (3)喷嘴的球状外轮廓的曲率半径(欧规10,15,20,35mm)需小于模具 入口的曲率半径，喷嘴出口半径应小于模具的入口半径 (4)喷嘴可分开口式喷嘴及遮闭式喷嘴，下图为针状遮闭式喷嘴，因 弹簧作用而封闭，可避免漏料，射出时当射压高过弹簧作用力时 即开启，熔胶通过喷嘴射入模穴
一般热塑性塑料的螺杆设计尺寸
直径 (mm) 30 进料段沟深 hf(mm) 4.3 计量段沟深 hM(mm) 2.1 压缩比 hf/hM 2:1 径向牙部间隙 (mm) 0.13 其他
40
60 80 100 120 >120
5.4
7.5 9.1 10.7 12 14(max)
2.6
3.4 3.8 4.3 4.8 5.6(max)
(3)柱塞射出，计量准确
螺杆式的特色: (1) 进料时，螺杆旋 转且后退，摩擦生热， 塑化效果佳 (2)射出时，螺杆不 旋转且直接向前，熔 胶高压射出，但会因 逆流而使计量不准
预备可塑化射出成形机
特色: (1)以螺杆塑化胶料 达到塑化均匀的目标
(2)以柱塞进行射出 达到精确计量的目标
不同射出单元的比较
塑化装置与射出装置分别由不同射出机担任
螺杆式
预备可塑化
塑料塑化的关键--螺杆
计量区 熔化区 进料区
螺杆前端构造
止逆阀的作用
进料时止逆阀上的滑动环向前，熔胶由滑动环内 侧流经沟槽，蓄积在螺杆前端，射出时螺杆向前，螺 杆前端压力剧增，滑动环向后抵住环座，产生止逆作 用，防止熔胶逆流。
标准型螺杆构造
電器控制單元 動作控制系統、溫度控制系統、動力控制系統
機架及床台
射出成形机的构造
射出单元功能
(a)将塑料输入料缸，并加热塑化高，并且持续续压动作，直 到浇口处不发生流动，避免冷却收缩
柱塞式的特色: (1)外部加热，塑化效果不佳 (2)藉鱼雷使塑料流经间隙而受 热
种类 柱塞式 特色 加热缸内置鱼雷，材料通过加热缸内面与鱼雷构成的狭小通路，在此充 分加热，成为熔融状态，热源由加热器提供，而后藉柱塞将熔融的材料加压 射出，塑化均质性差。 使用螺杆进料并输送熔胶，进料时螺杆旋转将塑料输送至前端，因熔胶 压力而使螺杆后退。射出时螺杆不旋转，由油压作动以类似柱塞之方式将螺 杆往前推动。热源由加热器(30%)及塑料流动所引起的摩擦热(70%)提供，塑化 混炼效果佳。 其优点如下： (1)藉螺杆的混炼作用，使材料内部也发热，因此可塑化效果较均匀且塑 化能力大。 (2)由于加热缸内的压力损失少，可使用较低的射出压力亦能成形。 (3)加热缸内的材料滞留处少，热安定性差的材料也很少因滞留而分解。 (4)材料更换、换色操作容易。 (5)可直接以色母加入母料着色。 其缺点如下： (1)在射出时，熔融材料易顺着螺旋沟槽逆流。
(a) 固体输送区(solid conveying zone): 固体输送区(又称进料 区)的功能是将藉由重力落入此一区域的塑料颗粒挤压成成固体床并以 塞状向前移动，其主要的驱动力是塑料与套筒内侧表面的摩擦力(F1)及 塑料与螺杆表面的摩擦力(F2)之差(即F1-F2)，当F1愈大于F2，则输送 能力就愈高。若固体塑料的孔隙度较大，则整体密度(Bulk density)较 低，因此在进料区必须有较深的螺杆沟深，以利吃料并维持输送量的稳 定。 (b) 熔化区(melting zone)：从熔融池的出现到固体床完全熔化， 此段区域称为熔化区，其功能主要是藉由摩擦热及套筒加热将固体塑料 熔化。凡举螺杆熔化速率、背压高低及熔化是否完全，在此段均受到决 定性的影响。当固体塑料熔化时，由于孔隙度消失体积会缩小，因此必 须缩小螺杆与套筒之间的流道断面以维持塑料的压缩效果，通常可由沟 深缩小或导程(pitch)缩小来达到目的。熔化区的长度取决于塑料熔化 的速度，例如结晶性材料(如尼龙)熔化速度快，熔化区的长度较短，非 结晶性材料(如PVC)熔化速度慢，熔化区的长度较长。不过一般而言， 较长的熔化区有较佳的排气及混炼效果。