塑胶射出成型模具的浇口设计.doc

技术专栏:塑胶射出成型模具的浇口设计文：徐昌煜(现任模仁科技董事长兼震雄集团顾问)浇口(Gate)在射出成型模具的浇注系统(FeedSystem)中是连接流道(Runner)和型腔(Cavity)的熔胶通道。浇口设计和塑件品质有着密不可分的关系。1.浇口的位置和数目1.1.浇口位置与喷流(Jetting)的关系浇口若能布置成冲击型浇口--也就是使得进浇后的塑胶熔体立刻冲击到一阻挡物(如型腔壁、芯型销等)，让塑流稳定下来，就可以减少喷流的机率。1.2.浇口的位置和数目与熔接线(WeldLine)的关系熔接线是两股熔胶的波前(MeltFront)相遇后所形成的线条。就塑件的外观或是强度而言，熔接线都是负面的。每增长一个浇口，至少要增长一条熔接线，同时还要增长一个浇口痕(GateMark)、较多的积风(AirTrap)以及流道的体积。所以在型腔可以如期充填的前提下，浇口的数目是愈少愈好。爲了减少浇口的数目，每一浇口应在塑流力所能及的流动比之内(FlowLengthtoThicknessRatio)，找出可以涵盖最大塑件面积的进浇位置。更改浇口位置以后，可以将熔接线自敏感处移除爲上策。假如熔接线无法移除，那么增长波前的熔胶温度(MeltTemperature)；或是减少两相遇波前的熔胶温度差(MeltTemperatureDifference)；或是增长两波前相遇后的熔胶压力(MeltPressure)；或是增长熔胶波前相遇时的遇合角(MeetingAngle)，都可以改善熔接线的品质。1.3.浇口的位置和数目与积风(AirTrap)的关系积风是型腔内的空气和熔胶释出的气体被熔胶包围后的缺陷。积风的存在，重则导致短射(ShortShot)或焦痕(BurnMark)，轻亦影响外观和强度。每增长一个浇口，就会增长积风发生的机率。当塑件厚薄差异大时，假如浇口位置设立不妥，就会因爲跑道现象(RaceTrackEffect)而导致积风。1.4.浇口位置与迟滞效应(HesitationEffect)的关系迟滞效应是熔胶流到厚薄交接处的时候，由于薄处的流阻较大，而在该处阻滞不前的效应。这种效应重则産生短射，轻亦形成迟滞痕(亦即高残余应力带)。浇口应置于距离也许发生迟滞效应的最远处，以消除或减轻迟滞。1.5.浇口位置与缩痕(SinkMark)和缩孔(Void)的关系浇口应置于厚壁处以保证补缩的塑流(CompensationFlow)可以维持得最久，厚壁处才不会因爲较大的收缩，而使得缩痕和缩孔更容易发生。1.6.浇口位置与溢料(Flash)的关系型腔布置和浇口开设部位应立求对称，防止模具承受偏载而産生溢料现象。如(图一)所示，b)的布置较之a)爲合理。1.7.浇口位置与流动平衡(FlowBalance)的关系就单型腔模具而言，熔胶波前于同一时间到达型腔各末端，就叫做流动平衡。流动平衡的设计使得熔胶的压力、温度以及体积收缩率的分布比较均匀，塑件的品质较好。所以浇口位置的选择以是否达成流动平衡爲准。流动平衡与否，可以模拟充模的CAE进行确认。对浇口数目相同但是浇口位置不同的设计而言，能以最小的射压(InjectionPressure)和锁模力(ClampForce)充模的设计是流动最平衡的设计。就多型腔模具(Multi-cavityMould)而言，熔胶波前于同一时间到达各型腔末端，就叫做流动平衡。在非平衡布置的多型腔模具中，注道到各型腔的流道长度不同，或者各型腔的形状和尺寸不尽相同。这时可以调整浇口上游的支流道的剖面尺寸(如直径或厚度等)，以达成流动平衡的目的。一般调整浇口剖面尺寸的作法并不可取，一来此非长期之计(浇口小，容易耗蚀，流动平衡不能持久)，二来若是浇口厚度也在调整之列，就会失去浇口作爲划一封凝时间(FreezeTime或SealTime)的功能。当支流道比较细长(一般在200mm以上)，可采用以下公式来平衡塑流：1.8.浇口位置与塑件平面度的关系浇口的布置若能形成单一方向流(Uni-directionalFlow)-也就是塑胶熔体进入型腔后，其波前能以一平直的形式推动，那麽塑胶在流动方向和垂直流动方向的收缩就不会互相牵制，可以産生平面度高的塑件。浇口的布置若能使得塑胶熔体先流经型腔的平直部分，后流到型腔的弯曲部分，就可以减少残余应力对塑件中心面的不对称度，发生翘曲的也许性可以减少。1.9.浇口位置与型芯偏移的关系对的的浇口位置使得进浇后的塑胶熔体对型芯施加互相抵消的压力，免得型芯因单边受力太大而偏移，以致成型的塑件在压力大的一侧较厚，而在压力小的一侧较薄，这也会导致脱模困难以及塑件损坏。2.浇口的型式和尺寸2.1.边沿浇口(EdgeGate)又称爲侧浇口(SideGate)，剖面有矩形，也有圆形，一般开设在分模面上，从型腔外侧面进料。矩形边沿