吹袋模頭之流動模擬

Abstract

塑膠圓管、薄膜之製程中，熔融之高分子流體由押出機進入圓管形的模頭流道中，由 於押出機壓力極高，故流體在二進料點會合處將產生一縫合線。縫合線之存在不僅影 響產品的外觀，更重要的是在該處容易因受力而破裂，意即縫合處即產品之弱點。為 解決縫合線之間題故有螺旋式吹袋模頭之設計。 本文即研究流體在模頭中之流動，其中流體假設為穩定狀態、恆溫、不可壓縮、符合 黏度冪次模式之高分子流體。模頭則沿溝槽方向切分控制體積來計算。每一控制體積 又細分為三個子單元，子單元一之流動沿溝槽方向假設為一等面積之半圓管之流動， 溢流則假設為二平板中之流動；子單元二則假設為溝槽流體與模頭外壁平板間之流動 ；子單元三則為模頭主體與模頭外壁間之平板流動。 將以上數學模式應用於一聚丙烯吹袋模頭，模頭共有四道溝槽，每道起始深度為１cm ，寬度則為1.2cm , 溝槽繞行模體一周半。計算體積流率80cm sec 之下, 流體輸出 端之分佈情形, 結果厚度變化率小於±5% , 符合輸出流體均一性之要求。模頭中壓 力梯度先增後減, 在1/2 溝槽處達到極值。 溝槽溶度減少時, 溢流速度增加。溝槽寬度減少時, 溢流速度減緩。