模具的溫度對於塑膠成型製程之中為一重要的控制參數，由於熔膠在射出的過程中，接觸到較低溫的模仁表面後形成的固化層，減少了熔膠在模穴內流動的空間，使得熔膠不易充填，尤其對於具有微小特徵的成型品，更需考慮成型後的轉寫率，目前在業界皆以高速射出及升高模溫來進行微特徵成型，在高射速的成型條件之下，可以爭取一點時間讓融膠在固化前能充填整個模穴，除此之外，較高的射出速度在經過澆口的過程中，因為高分子鏈的相互摩擦而有剪切稀薄的效應，使融膠的黏度降低，增加融膠的流動性，但在高射速的成型條件下，容易使產品產生殘留應力與翹曲，為了可以得到符合設計尺寸的特徵轉寫率，並減少在射出製程上產生的成品缺陷，高模溫成了首要探討的控制參數。模具溫度的控制，有利用液體、氣體加熱或以高溫火焰和鹵素燈照射使模具溫度上升，目前更有利用線圈以感應的方式來提高溫具溫度，由於感應加熱有升溫迅速且低能源消耗的優點，使得感應加熱成為目前模具溫度控制的主要趨勢。 本研究針對感應加熱的線圈設計，與操縱加熱的參數設定進行一系列的實驗與研究，並對於現有的產品模具進行感應加熱實驗，利用感應加熱使模具溫度上升，以提升射出產品的品質，本研究中以平面式柵欄線圈，線圈電流為反向電流，進行模仁加熱參數設定的探討，並針對七吋液晶顯示器的外框架與具曲面外觀的傳真機上?產品在射出成型製程中，應用感應加熱進行實驗，在七吋外框架的實驗中，首先對線圈的加熱參數進行實驗探討，對於電流的大小與導磁塊的配置進行加熱實驗，並將線圈配合外掛式機械手臂在射出製程中，對模具的模仁表面進行加熱實驗，在具曲面變化表面的傳真機上?實驗中，設計兩個不同的感應線圈，配合導磁塊來增加感應加熱後溫度分布的均勻度。 本研究結果顯示，在平面式的柵欄線圈實驗中，沒有接水電纜的線圈加熱均勻度為88 80%，每秒可升溫約2℃，接水電纜的線圈加熱雖然升溫速度慢但溫度均勻性可達95%左右；七吋外框架實驗中由於塑料添加了木粉，使得產品表面容易浮纖，應用感應加熱可以降低產品浮纖的現象並增加產品表面的光澤度，其線圈加熱的溫度均勻度可達90 90%，每秒最高升溫3 73℃；而傳真機上?的非平面室的感應線圈加熱實驗中，由於模仁有深度的高低變化，整體模穴冷卻的速度不一，容易使溫度容易累積於轉角處造成溫度分布不均，在非平面的線圈設計上必須考慮其熱量累積處，在非平面的線圈成型加熱實驗中，感應加熱的結果顯示能有效降低縫合線在產品表面產生的現象，非平面線圈加熱10秒後，可以使模具由50℃的初始溫度上升至120℃，溫度均勻度為79%~84%。另外在模擬結果中顯示，具有微結構的粗糙表面對於光滑表面有較高的平均溫度。
應用非平面感應線圈於射出成型模具表面加熱之設計
昱廷, 宋. (Author). 2014 7月 26
學生論文: Doctoral Thesis