■Moldex3D/ 林秀春 協理
【內容說明】
塑膠材料性質是影響成型品質的重要因素之一,此篇重點探討塑料不同黏度參數的影響。並且透過如何應用Material Hub Cloud(簡稱MHC材料雲)提供雲端材料庫,迅速讓(塑件)產品設計師、模具製造者、塑料射出加工人員、產品供應商、CAE工程師、科研人員的材料資訊進階判斷優劣、選擇與決策的利器。
一般而言,分子量(Molecular Weight, MW)越高的塑料黏度越高代表成形難度越高流動阻力越大。這是因為分子量可以看做是分子鏈長度的度量:分子量越高,代表聚合度(Degree of Polymerization)越高,分子鏈密度越大,鏈間在流動時糾纏摩擦情形嚴重,因此流動阻力及黏度值也越高。圖2透過實驗檢測掌握材料特性,毛細管流變儀可以測黏度,PVT壓力體積溫度的關係,DSC測熱性質,機械性質量測儀可以測變形尺寸。
塑料黏度對溫度的敏感性隨塑料種類而異。如圖3與圖4所示可以依此敏感性不同將塑料分成四類:
- A類──對溫度不敏感者
對溫度不敏感者,如PS、PE、SAN、EVA。在加工溫度範圍黏度保持均勻。
- B類──對溫度相當敏感者
對溫度相當敏感者,如PC、PVC、PPO、PMMA、CA,易因溫度些微差異造成流動波前變化,特別對於厚薄不均塑件,加工控制不易。
- C類──低溫時對溫度敏感;高溫時較不敏感
低溫時對溫度敏感;高溫時較不敏感,如POM、ABS。此類塑料應在高溫下加工以得到較均勻黏度及成品品質。
- D類──低溫時對溫度不敏感;高溫時對溫度敏感者
低溫時對溫度不敏感;高溫時對溫度敏感者,如PA、PP。此類塑料加工溫度不可過高以免造成黏度不易控制。
黏度對於溫度較為敏感的塑料可以藉調節料溫來控制其流動性如流動波前與結合線包封位置等。
Material Hub Cloud(MHC 材料雲)
擁有1萬筆以上完整的材料加工數據,並逐季擴增以提供最新的材料數據不受時間與空間限制,只需透過網頁瀏覽器就能立即登入使用提供多國語言選擇與工程單位設定,貼近每位使用者的習慣可以跨國際多人使用的平台其相中有五大功能面可以應用。
- 材料檔檢視(Material Database Viewer)
-輕鬆掌握每材料檔數據來源與品質指數。
- 快速雲端檢視每筆塑膠加工曲線與加工條件
- 物性相近的替代料建議 (Alternative Material)
-可依需求自訂比較物性之近似圖分析;
-輕鬆找尋最近似的替代塑膠與其名單。
- 產品料建議 (Material Selection Guidance)
-輕鬆導引產品設計所需使用的塑膠;
-結合材料檔檢視、替代料建議、產品料建議等加入比較清單;
-材料比較 (Material Comparison),比較所選材料的物性曲線、加工條件、散佈圖分析。
- 產品設計估算器
-澆口剪切率、流道壓降、塑件冷卻時間……,以及材料線上委測訂單。
圖5材料檔檢視功能不僅可以讓用戶快速預覽材料特性曲線和加工條件,還可以輕鬆預覽材料數據質量指標。
關於材料品質指標分析
根據材料物性的數據來源(基本指數)、量測方法(加分指數)、數據相容性(加分指數)進行演算,每個物性指數範圍為1~5。
演算法 = 基本指數 + 加分指數
透過六大物性指數的加總顯示其覆蓋面積:大於80%、60~80%、小於60%,分別對應:綠、黃、紅。
簡單來說,覆蓋率越大,則材料特性越相近,每個指數越靠頂代表係數越一致,因此可以根據個人需求找到所需的塑料性質。