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共擠押出工藝的創新:直接式模具
2024.05.03

共擠押出工藝無疑是塑膠押出的主流趨勢,大家都熟知共擠押出可以透過兩種方式達成,一個就是利用分配器進行分層結合後,進入模具內延展成型,另一種則是透過直接式模具進行分層,分別在模具腔內各自延展,最終匯流到流道的成形段結合。兩種截然不同的製程以及工藝,各自有其應用範圍以及設計巧妙;通常直接式模具被應用於料性差異較多的材質,比如說:鋁塑板(上下為金屬材質,中間為PE) 用於建築壁板、隔間、天花板等,具有防水隔熱隔音等特性;車飾板 (表面為PMMA,中間為PC) 必須具有耐刮性以及足夠的韌性;食品包裝膜、特殊保護膜、光學板或膜等,需要透過不同塑料的物性,擴展或強化產品的功能性, 在此就讓我們解密直接式模具的關鍵要素吧!


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押出模具設計的挑戰直接式模具


一般的押出模具只有一個模腔,而直接式模具因著分層需求不同,會形成多個模腔的結構設計,簡單來說,三層結構就等於有三個模腔,而每個模腔都會有一個匹配的流道,因此三個模腔就等於有三組流道,對於模具設計來說,相對於多流道可能造成影響的變數,單一流道的變數就比較簡單控制,以多流道模具設計來說,有以下幾點是影響模具表現得關鍵因素。


1.       每個模腔內的塑料流動性。

如前所述,直接式模具用於處理塑料物性差異較多的配方,所以每個模腔的設計都會因為塑料物性有所不同,但同時要考慮的是要如何能讓每個模腔內的流動性不同的塑料在抵達成形段結合時,都能夠成功的平均延展成厚度均一的平面,需要透過模擬軟體、設計以及加工三方面完美配合。


針對某些特殊塑料,還會配置各個模腔獨立的調節閥,協助操作者能適當的控制流量。

 

每個模腔的設計都會因為塑料物性有所不同


2.      溫度控制。

影響塑料流動速度的關鍵因素之一就是溫度,為了使多個模腔的受熱均勻,因此每個模腔會有獨立的電熱區,方便操作者可以分區控制,而且為了避免模具在長期高溫生產下,可能造成模腔內的溫度互相影響,在每個模腔內也都有獨立的隔絕溫度設計,確保模腔間的溫度可控而且穩定。

3.      壓力控制

模腔內的壓力過大或不足,都可能造成無法延展成形或是流量不均的狀況,因此每個模腔都有獨立的模唇調整螺絲,用於調整開口大小調節,有助於穩定模腔內部壓力。

溫度與壓力控制都是直接式模具設計的關鍵


直接式模具的限制與可發展性。

採用分配器製作多層結構從單純的三層五層,甚至到百層以上,但以直接式模具來說,目前可適用層數極限為五層,畢竟要處理超過五種以上物性差異較大的塑料,以各個現實因素考量,都是難以突破的極限,以模具設計來說,超過五層以上的獨立控制,對於操作者來說太過複雜,在實際產線生產時,極有可能產生人為操作疏失狀況,以生產方面來看,要讓多種材質匹配結合,是需要花許多時間調整測試的,物性相近的塑料就已經有困難度,遑論物性差異大的塑料。


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直接式模具和一般的押出模具相同,為了達成友善環境、節能等,直接式模具的模腔設計可以針對回收料設計,同時為了提升生產良率,可以根據客戶生產需求而採用自動控制螺栓,這對於研發配方的使用者來說,新增一種可能性,也可以讓產品品質與效率有效提升。


            直接式可以根據客戶生產需求採用自動控制螺栓


不同的共擠押出方式各有優勢,無好壞之分,唯一的關鍵就是要找到適合生產產品的設備,才能讓你在競爭激烈的市場上無往不利。