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第四章 中空成型之产品设计(二)
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节的冷却线路来冷却,如图4-3所示。
冷却可用冷却管或冷却室来完成,为了增进冷却用水的乱流而增加导热作用,可将螺旋状之铜条插入冷却室中。模具使用愈久,冷却管愈容易生锈,而使传热作用明显降低,冷却水之需求量增加及加工周期增长。所以,冷却水的接触面积应比理论值设计得大些。
塑料熔料的热量是藉水冷式将模具之热量除去的,但是如果水温低于5~10℃或低于露点时,模具内部会凝结水气,使得模具表面造成不良影响。上述之系统为国内中空业者常用之外部冷却系统,如今较高明的方法为内部冷却系统,就是使用厂内空气、液态CO2、零下温度干燥空气及高压缩空气等,此四种方法约可缩短周期时间15~33%不等。现在有更进步之冷却法为冷冻空气法,就是将水射入零下温度之空气,所生之雾气和冷冻干燥空气经由一个特殊设计之混合喷嘴,在中空产品内产生如雪物,如雪物因遇热融化而吸热来达成快速冷却之效果,据报利用此法可将1/4~6.5
加仑之HDPE瓶之冷却时间缩短43~49%。

4-2-3 模穴与分模线

在吹胀型胚之过程中,模穴内的空气必须全部排除,方能制出完美之塑品。一般而言,空气可经由分模线流出模穴,所以在距离模穴边缘3~5mm处设排气孔,可促进空气的流出。另外在角隅、边缘或是凹处,则须要设直径0.1~0.2mm之排气孔。
模穴之表面须光滑且无沟痕,但无须磨得特别光,因为此对中空成形品之表面光泽或平滑并无太大之帮助,反而有点粗糙之模穴面,对聚烯烃树脂更为适合。形成粗糙表面最好之方法为喷砂处理,或是蚀刻法。喷砂的材料可用石英砂,至于砂粒的大小则依模穴的容积和所需粗糙度而定。当产品需做印刷处理时,使用0.1mm的砂粒较好,若容器较大,则需使用0.2mm或更大之砂粒。
为了使中空成形品具均匀肉厚,于设计模具和产品时须注意到型胚靠在模面的部份只可伸长一些。因此,塑品最后形成的角隅和棱线,必须被设计成圆形。为了避免刻痕的产生,所有在螺纹、加强肋、及装饰条之棱边,皆应设计成圆滑状。
模具应中空成形之需要,须在最适当之部位予以分割,一般是以一个平面分成对等的两半,但若是塑品过于复杂,则因凸环所引起之制品脱模困难,会影响分模线之位置。所以,对圆柱状产品,分模线总是贯穿轴心;若为椭圆形,则贯穿主轴;若为方形产品,则分模线可设计成平行于侧面或依对角线而分割。对角式的分模线虽产品取出较易,但因极易在分模线相反的角隅产生高张力,而使产品部份过薄,故较少采用之。

4-2-4 接合刃与夹断料

模具接合刃和夹断口的设计原则为:模具关闭时,型胚密而不落且易吹压;接合刃的长度及夹断穴的容积,必须使得夹断穴的外面不致形成薄膜,而阻碍模具完全关闭。接合刃不可似刀锋般那样锐利,因为会容易将型胚切断,而应设计成宽而扁的面并与分模线平行。接合刃之宽度决定在于所加工之塑料为何,而其打开之总角度则在30°~45°之间。
目前完全自动分离夹断料之中空成形技术已商业化,极适于大量生产各种尺寸之容器。但对于少量多样化之产品则此系统较不经济。毛边分离夹断之方法包括:
‧ 于关闭的模具内拉断或切断。
‧ 制品脱模时,挤断或削断。
‧ 脱模后,利用转运及修剪装置分离之。

4-2-5 收缩与尺寸公差

设计模具时,应预先考虑产品之收缩问题。热塑性塑料的收缩与金属随温度升降而呈线性变化的关系不同。塑品的收缩程度不仅与所用塑料种类有关,也和加工之条件有密切关系。
对于塑料之收缩必须同时考虑原料之收缩特性及分子的定向趋势。因为在中空成形之时,由于分子定向而产生的四周收缩,可能会比纵向之收缩来得大。
关于中空成形品之收缩犹如射出成形品,可分为模具收缩及后收缩。模具收缩是指塑品脱模后24小时所测得

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