■ ACMT 協會/ 劉文斌
噴泉流動 (Fountain Flow)
本技術文件是在說明，熔融膠料在流道或是模穴中的流動形態，在射出成型時熔膠的流動波前會以類似噴泉流 動 (fountain flow) 形式來推動熔膠前進，噴泉流動形式 對於成形品的表面外觀以及表面應力有著密切的關係。
何謂噴泉流動(What is fountain flow?)
(1)規則的流動(噴泉流動)-Regular flow(Fountain flow) (圖1)模擬動畫表示了熔融膠料在一流道中由畫面右側 流向左側的流動型態，灰色部分錶示了模具的模壁部 分，紅色部分錶示了高溫的熔融樹脂，藍色部分則表示 熔融膠料接觸到低溫模壁後，熱量被模壁導出到外界所 形成的冷卻固化層。
熔融塑料在流道中或是在模穴中的流動，就會像動畫中 所表示的在模壁上是不流動的冷卻固化層，而中央是可 流動的熔融膠料區域，後端熔融膠料會持續推動前方的 流動波前前進，一邊向前前進一邊會接觸到模壁附近已 形成的冷卻固化層。
流道或模穴厚度方向中央的流動熔融膠料，往前推動膠 料而會使流動波前像噴泉般將熔膠向兩側推開，塑膠 的這種流動波前在流動時所顯示的形式就被稱為噴泉流 動。而與靠近模壁的固化層會因為速度差異最大而產生最大的剪切率，進而產生最大的剪切磨擦熱。由(圖 3六張流動圖)中可以觀察到通過噴泉流動在成型品 內部產生熔膠的流動通道，並且漸漸形成均勻的成型 品表面。
(2)不規則異常的流動─Abnormal Flow 塑膠熔膠的流動並不是都是十分規則的流動，有時會 因為成形條件的變動、或是射出件產品的幾何形狀或 厚度變化而造成流動的變動或是產生不規則的流動現 象。要形成噴泉流動通常是需要一定程度的較高流 速，如果流速過慢會發什甚麼狀況?流速過慢的情況 常常可以以(圖2)來表示，當熔膠的流動產生不規格 現像在瞬間的流動波前將無法產生規格的噴泉流動， 例如當流速過慢，則在產品表面處的冷卻固化速率將 會比中間可流動的融膠流速來的快，這種競爭就會阻 礙流動，進而容易產生部份或局部的不規則流動，這 種不規則流動往往就會造成產品的表面有皺褶等不良 的表面外觀現象。由於規則的噴泉流動被破壞，所以 射出件的表面就無法產生規格均勻的外觀，而將出現 不良的流痕等外觀缺陷。
一般流體的流動形式，可以分為層流(Laminar Flow) 以紊流 (Turbulent Flow) 兩種。可參考 ( 圖 5) 所示。
這兩種流動形式主要是針對所謂牛頓流體，牛頓流體 的特性是會去抑制固化現象且流體的黏彈特性不會發 生變化。然而實際上塑膠熔膠流體的黏彈特性是會隨 著溫度的變化或是剪切塑率的變化而逐漸改變，且當 溫度條件冷卻到某一程度時，塑膠熔膠也將會產生固 化現象。所以塑膠熔膠流體是屬於非牛頓流體，而塑 膠熔膠的流動黏度會隨著溫度降低而增加，塑膠熔膠 因為這種非牛頓流體的特性，所以在流動時會形成流 動波前的噴泉現象。
資料來源 Polyplastics 材料商網頁資料 http://www.polyplastics.com/
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