圓棒狀試驗片模具
之結果為基本,使用
(圖9)所示的模具進行圓棒狀試驗片的射出成形。另外,成形溫度以外的所
有條件為一定。
對各組成物及聚苯乙烯的射出速度之圓棒狀測驗片的充填率如圖10所示。結果
和上述一樣,相對於溫度變化,對粘度影響最大的組成物C之充填率,顯示出
比其他為低的傾向。而聚苯乙烯則完全不受射出速度的影響而進行完全充填。
這種現象代表,陶瓷組成物在模具壁面的冷卻固化比塑膠要快。
在下面的(圖11)中,是陶瓷簸組簸成簸物簸及簸聚簸合簸物簸的聚苯乙烯對
於剪斷速度的模具溶脹(射出成形時,毛細管直徑對組成物從毛細管出來時之直
徑的比)變化。
(圖9)圓棒狀試驗片模具
(圖10)射出速度對各組成物之模具充填率的影響
相對於聚乙烯隨著剪斷速度的變快而使模具溶脹增大,陶瓷組成物則幾乎不受
剪斷速度的影響而使模具溶脹固定保持在1.0左右。
由上面的說明可知,因為陶瓷組成物在模具溶脹上沒有什麼變化,故容易發生
噴射現象,因為成形體內部容易產生空隙,所以必須儘量以低(圖11)模具溶脹
對組成物及聚乙烯之剪斷速度的變化
(相片1)射出速度對於陶瓷組成物在模具內之流動行為的影響
(相片2)利用軟X線測定陶瓷成形體的內部狀態速來進行成形。
而實際上變更射出速度進行成形時的狀態如相片1所示。隨著射出速度從10%變
快為30%時,可知成形體表面也失去了平滑度。
(相片2)則是利用軟X線測定裝置來進行燒結體的內部觀察,觀察其對模具溫度
對圓棒狀測試片成形體的影響。當模具溫度從45℃降低為25℃時,可以發現內
部產生了許多直徑1mm以上的空隙。由此點可知,陶瓷組成物的射出成形比塑
膠的成形範圍狹窄甚多。另外,由使用套圈模具及測試片進行成形的結果可
知,石蠟系黏合劑(組成物C)對於溫度的粘度變化較聚合物系黏合劑(組成物A、
B)為大,也可獲得較難進行厚度較大成形體之成形的結論。由上面的各種情形
可以得知,雖然陶瓷組成物的黏合劑組成只有少許的變化,但其成形條件卻會
產生很大的變化,所以,能得到良品的成形範圍十分狹窄。
模具構造對燒結體尺寸精度的影響
下面將使用表一所示的組成物D、E,利用圖9所示的模具來進行成形。以前端
沒有材料積存部的模具及改變3種積存部擠壓直徑的模具來檢討對於10φ×60L
的圓棒狀測驗片會在尺寸精度上產生什麼樣的影響。
(圖12)各模具形狀的射出成形體之尺寸變化
(圖12)是對回轉(green)成形體的直徑進行測量的結果。組成物D及E的成形體尺
寸變動都在9.93至10.00mm的範圍內,可以發現,愈接近澆口部份的直徑有
愈大的傾向。另外,材料積存部和回轉直徑及測定位置間的相關關係卻未得到
確認。
(圖13)是燒結後的尺寸變化。兩組成物在澆口到45mm之間內的尺寸精度都在±
0.05mm的範圍變化,距離澆口60mm的位置,換言之就是燒結體前端部份的
燒結體尺寸則變大,且材料積存部的擠壓徑愈小時,燒結體尺寸有愈大的傾
向。
(圖14)是燒結後的收縮率。兩組成物在澆口到距離澆口45mm的位置,和材料積
存部直徑沒有關係,收縮率以一定的比例來減少。然而,因為組成物D的有機
黏合劑量比組成物E為多,收縮率大了大約0.5%。而在燒結體前端部份的
60mm處,材料積存部的擠壓直徑愈小的話,則收縮率有愈小的傾向。由這種
現象看來,燒結體前端部份的收縮率及材料積存部的擠壓直徑是相關的。
(圖13)各模具形狀的燒結體之尺寸變化
(圖14)各模具形狀的燒結體之收縮率變化
(圖15)則是燒結體前端部份的收縮率及材料積存部擠壓直徑的關係。兩種組成
物都會隨著材料積存部擠壓直徑的增大,燒結體收縮率有直線增加的傾向。
由(圖16)所示的模具內流動模型及成形
(圖15)各模具的形狀及燒結後的收縮率關係
(圖16-1)模具內流動模型