塑料模具不正确的浇口位置.docx

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塑料模具不正确的浇口位置

不正确的浇口位置

浇口位置对流动熔料前沿的形状和保压压力的效果都起着决定性作用，因此也决定了模制零件的强度和其它性能。

鉴于浇口的位置通常是同注塑零件设计人员和模具设计人员指定的，因此本文特别为这些人员而撰写。

不过，注塑加工厂商也应从计划阶段开始参与，以避免出现那些可以预见的问题。

浇口位置不当可能导致的不利影响

半晶质工程聚合物制成的零件即使设计正确，但如果浇口位置不正确，其性能也可能遭到破坏。

无论是增强型树脂还是非增强型树脂，以下症状都明显说明了其性能受到影响：

流动熔料前沿形状导致的熔合线和空气气穴都可能影响零件的外观，特别是增强纤维材料，其机械性能将会受到影向。

更改加工条件对这些影响也是无济于事。

如果浇口设在模制件的较薄部分，厚壁的部分会形成收缩痕迹和空隙。

尽管厚壁部分需要更长的保压时间，但由于材料在薄壁部分结晶较快（图1），厚壁部分将不再有熔料供应。

结果是，除了会产生光学和机械问题之外，还会在厚壁区域增大收缩量，在非增强型塑料中甚至会导致翘曲变形。

如果浇口过少并且位置不当，熔料的流动距离可能过长以及注射填充压力过高。

若模具锁定力不足，或者所使用的聚合物粘度低并且结晶速度过慢，这种情况可能导致飞边的增加。

另外，加工工艺“窗口”受到很大限制，因此不再能够通过模制条件微调误差。

最佳浇口位置建议

★必须将浇口设计在壁厚最大的区域。

★浇口不能设在高应力区域附近。

★对于长零件，特别是增强型配混料，如电动机可能，应该沿纵向而不是沿横向或在中心设置浇口。

★如果在两个或以上的型腔，零件和浇口应与沿注道对称布置。

★轴向对称零件，例如齿轮、盘、叶片等，最好使用隔板浇口并且应在中心设置浇口，或者在三板模具上设多个浇口，以获得良好的实际流动特性。

★有一体式铰接的零件在布置浇口时，应使熔合线远离铰接点。

在任何情况下。

都应避免将熔料停止流动部分设计在铰接点附近。

★杯形零件（例如小壳体、电容器杯等）的浇口应设计在底座附近，以避免产生空气气穴。

★对于管形零件，应使熔料首先填充一端的圆周，然后再填充管本身的全长部分。

这样，可使熔料流动前沿避免产生不对称形状。

★在塑孔栓、熔出型芯和其它金属镶嵌件周围镶嵌模塑时，熔化的树脂应能够在镶嵌件周围流动，以尽可能减少镶嵌件位置的不准确。

★对于不可见缺陷（例如浇口痕迹）的外露表面，可以将浇口设在内部，用遂道式浇口供料至弹出销上。

★在复杂的零件及具有不同形状的多型腔模具上，浇口位置应尽可能使熔料流动前沿在填充过程中避免产生短暂停止。

这些建议显然并不能函盖所有应用情况，在实际情况中总是要妥协以求得平衡，这取决于具体模制工艺的复杂程度。

不过，应在计划阶段就尽可能深入地考虑我们的上述建议。

模拟模具填充试验对该情况极为有帮助，应尽可能采用。

技术专栏

塑料机类

射胶螺杆简介与影响塑化质量之主要因素

　射胶螺杆之功能：

　加料、输送、压缩、熔化、排气、均化

　螺杆之重要几何尺寸：

　螺杆直径、进料段、压缩段、计量段、进料牙深、

　计量牙深

　螺杆直径（D）

　‧与所要求之射出容积相关

　射出容积=1/4π‧D2‧（射出行程）‧0.85

　‧一般而言，D2与最高射出压力成反比

　‧D愈大，押出率愈大；Q≒1.29D2HmNr‧60/1000（kg/Hr）

　入料段

　‧负责塑料的输送、推挤与预热

　‧应保证入料段结束时开始熔融，预热到熔点。

　‧固态比热↑、熔点↑、潜热↑，加热到熔点需

　　热多，入料段应长固态热传导系数↓，传热慢

　　、塑料中心温升慢，入料段应长预热↑，入料

　　段可短。

　‧结晶性料最长（如：

POM、PA）；非晶性料

　　次之（如：

PS、PU）；热敏性最短（如：

PVC）。

　压缩段

　‧负责塑料的混炼、压缩与加压排气，通过这一

　　段的原料应该已经几乎全部熔解，但是不一定

　　会均匀混合。

　‧在此区域，塑料逐渐熔融，螺槽体积必须相应

　　下降，否则料压不实、传热慢、排气不良。

　‧对非晶性塑料，压缩段应长一些，否则若螺槽

　　体积下降快，料体积未减少，会产生堵塞。

　‧结晶型塑料实际上非全部结晶（如PE：

40～

　　90%结晶度，LDPE：

65%结晶度），因此目

　　前压缩段有加长的趋势。

　‧一般占25%螺杆工作长度。

　‧尼龙（结晶性料）2~3圈，约占15%螺杆的工作长

　　度。

　‧高黏度、耐火性、低传导性、高添加物，占40%

　　~50%螺杆的工作长度。

　‧PVC可利用占100%螺杆的工作长度，以避免激

　　烈的剪切热。

　计量段

　‧理论上到计量段之开始点，料应全部熔融，但至

　　少要计量段=4D，以确保温度均匀、混炼均匀。

　‧计量段长，则混炼效果佳；计量段太长则易使熔

　　体停留过久，而产生热分解；太短则易使温度不

　　均匀。

　‧一般占20~25%螺杆工作长度。

　‧PVC热敏性，不宜停留过长，以免热分解（可不要

　　计量段）。

　进料牙深、计量牙深

　‧进料牙深愈深，在进料区之输送量愈大，但需考虑

　　螺杆强度。

　‧计量牙深愈浅，塑化之发热、混合性能指数愈高，

　　但需防范塑料烧焦，（计量牙深太浅，则剪切热↑，

　　自生热↑，温升太高，尤其不利于热敏性塑料。

）　　　

　‧计量牙深＝KD＝（0.03～0.07）D

　-D↑，K选小；D↓，细长比↑，热稳定性差之塑

　　料，K选大

　影响塑化质量之主要因素：

　细长比、压缩比、背压、螺杆转速、电热温度设定。

　细长比

　‧细长比=螺杆工作长度/螺杆直径。

　‧细长比大，则吃料易均匀，但容易过火。

　‧热稳定性较佳之塑料可用较长之螺杆，以提高混炼

　　性而不虑烧焦；热稳定性较差之塑料，可用较短之

　　螺杆或螺杆尾端无螺纹。

　‧以塑料特性考虑，一般细长比如下:

塑料特性

细长比

热固性

14～16

硬质PVC、高黏度PU等热敏性

17～18

一般塑料

18～22

PC、POM等高温稳定性塑料

22～24

‧以混色能力考虑，一般细长比如下

细长比

混色能力

12～16

以染好颜色之胶粒成型为宜，避免色差发生。

16～18

以色母在料管内混炼、染色、成型质量均匀，色差不良较小。

20～24

用色料在料管内混炼染色、分散性均匀，对成品物性有较佳的保护作用。

压缩比

‧压缩比=进料牙深/计量牙深

‧考虑料的压缩性、装填程度、回流、制品要密实、传

　热与排气。

‧适当的压缩比，可增加塑料之密度，使分子与分子之

　间结合更加紧密，有助于减少空气的吸入，降低因压

　力而产生之温升，而影响输出量的差异，而不适当之

　压缩比将会破坏塑料的物性。

‧压缩比值越高，对塑料在料管内塑化过程中产生的温

　升越高，对胶化中的塑料产生较佳的混炼均匀度，相

　对的出料量大为减少。

‧高压缩比适于不易熔塑料，特别具低熔化黏度、热安

　定性塑料。

‧低压缩比适于易熔塑料，特别具高熔化黏度性，热敏

　性塑料。

　背压

‧增加背压可增加螺杆对熔融树脂所做的功、消除未熔

　的塑料颗粒、增加料管内原料密度及其均匀程度、减

　少射出收压和翘曲等问题。

‧背压被运用来提高料管温度，其效果最为显著。

‧背压过大，对热敏性较高的塑料易分解；对低黏度的

　塑料可能会产生"流鼻"现象。

‧背压太小，射出的成品可能会有气泡。

　螺杆转速

‧螺杆的转动速度直接影响塑料在螺旋槽内的切变。

‧小型螺杆槽深较浅，吸收热源快速，足够促使塑料在

　压缩段时软化，螺杆与料管璧间的磨擦热能较低，适

　宜高速旋转，增加塑化能力。

‧大型螺杆则不易快速旋转，以免塑化不均及造成过度

　摩擦热。

‧对热敏性较高的塑料，射胶螺丝转速过大的话，塑料

　便会很容易被分解。

‧通常各尺寸之螺杆有一定之转速范围，一般转速100

　～150rpm太低，则无法熔化塑料；太高，则将塑料

　烧焦。

‧目前最大表面速度1m/sec为限，对剪切敏感材料，低

　于0.5m/sec。

　电热温度设定

‧使滞留于料管及螺杆内之冷硬树脂熔融以利螺杆之转

　动，提供树脂获得熔融所需的一部份热量。

‧设定比熔胶温度低5～10℃（部份由摩擦热能提供）

‧喷嘴温度的调整也可用来控制流涕、凝固（塞头）、牵

　丝等问题。

‧结晶性塑料一般温度控制：

塑料种类

料管温度℃

喷出料管温度℃

射出压力Kg/cm2

HDPE

210℃后降温呈180℃操作

200~220

500~1,500

PP

200~270

210~280

400~1,000

PA6

225~280

240~280

700~1,000

PA6/6

260~280

270~310

600~1,500

DELRIN

180~200

190~220

800~1,100

鸠拉康

220~270

230~280

400~1,000

‧非结晶塑料：

塑料种类

料管温度℃

喷出料管温度℃

射出压力Kg/cm2

PS

180~240

190~260

400~1,300

ABS

200~230

200~240

800~1,500

PMMA

180~220

200~230

700~1,500

PC

260~310

280~320

800~1,500

变性PPO

240~280

250~300

850~1,400

硬质PVC

165~185

175~195

1,000~1,500

注一：

以上均是以不添加玻璃纤维的非强化塑料为标准。

注二：

管内之熔胶温度通常高于管外控制的温度，从喷

　　　嘴出料温示之。

v　一般塑料性质与成型作业之关系

PE料

　属流动性良好、热安定性佳的塑料，但分子配性强容易

　变形，高密度PE料有明显的结晶化温度，最好增大射出

　速度。

对厚肉制品而言，增快射出速度尤为重要：

可改

　良制品的表面光泽、防止翘曲、减少成型收缩率等。

因

　此，螺杆设计及止逆配备尤需精密，若有损耗及伤痕，

　加料时会产生渐慢现象。

（因塑料逆流而产生射入模具

　的量减少，熔料倒回于计量部，使进料段的新料滞留，

　造成新陈代谢失效，因而形成成型品质量不坚实，缩水

　度强，不良率高的现象。

）

　PP料

　属流动性良好塑料，近似PE料。

PP料从280℃附近会开

　始劣化，所以加热温度宜在270℃以下操作，其分子配向

　性很强，在低温成型时，易因分子配向而翘曲及扭曲，

　宜注意。

　PA料

　俗称尼龙料，其黏度对加热温度敏感性高，亦是吸湿性

　大的塑料，所以射出温度及干燥温度须高。

塑料在未达

　干燥程度绝对不可放入熔胶筒内，因带水份很强而易于

　卡住在加料段的杆槽里，形成入料困难的现象。

成形时

　，在射嘴处最易冷却，倘在冷却时增大射出压力操作，

　易致使止逆阀破裂，所以射嘴处之温度控制必须适当。

　为防止塑料因加料溢入模具，宜用有控制性的射嘴。

在

　换用其它塑料进行射出时，应注意原尼龙加热温度是

　270℃以上，而一般料加热温度只在200℃左右即行运作

　，因此必须加热融胶筒至尼龙加热温度后再行运作，否

　则易使螺杆之止逆阀与分胶头折断。

因尼龙料属高温时

　流动性佳的塑料，本身不易熔解，熔解后又易冷却凝固

　，必须注意成型方法方能产生良好效果。

　POM料

　俗称塑料钢，易起热分解，宜注意成型时的温度管理，

　POM料不可在熔胶筒内滞留过长时间，否则易过火、黄

　色化。

熔化后的气体很浓，射嘴及法兰的各部接触点最

　易腐蚀，宜用好的材质。

　PBT料

　和PET同属饱和性聚酯类，具熔融度高、成型性良好、

　结晶性迅速、固化速度快的特性。

熔胶筒温度宜控制在

　230℃~270℃，模温宜设定在40℃~90℃。

欲得光泽良

　好的表面时，宜升温，必要时需进行充分的预备干燥。

　所需射出压力约在500~1300kg/m2。

　PS、AS、ABS一般料　

　属乙烯类，乃一般普通料，这些料较易成型。

唯ABS常

　用于镀金品，其注意事项如下：

（1）熔胶管温度宜高，约

　220℃~250℃；

（2）射出温度宜慢（用二次加压法）、射出

　压力宜低；（3）不可用离模剂；（4）不可有收缩下陷及熔

　接线之流痕；（5）成品表面不可有创痕。

　PC料　

　此料熔融黏度高，射出压力大，管内温度过高或滞留时

　间久时，易起热分解、变色及降低物性，须注意模温以

　85℃~120℃为准。

对厚的成品尤其不易成型，因成品易

　生残留应力，会造成日后破裂，因此宜用粉末状的硅利

　康作离模剂，勿用液状离模剂。

　PMMA料

　俗称压克力料，此料特性是韧性强、料流不良，宜在低

　温成型。

转速宜慢，使管内不起温升。

设计模具时宜加

　大浇道、应加大射嘴孔。

压克力成型属技术性加工成型

　，操作时须辟净室以隔离灰尘、漏斗宜清洁、取模宜轻

　巧、带白手套等以保持干净。

　硬质PVC料　

　此料最易烧焦、产生酸性气体，所以管内温度宜取170℃

　-l90℃加热，应避免200℃以上高温加热，模温取50℃

　-60℃。

塑料滞留时间宜短，以最慢转加料法使管内不

　升温度，以慢射出法使气体可排出于模体。

模具排气孔

　宜大，螺杆需加电镀、不必用止逆装置、射嘴孔应加大

　、每次需射到底，使不含滞料在管内。

停止操作时，须

　把温度慢慢降低，一直操作至不良成品时促使内部滞料

　全部射出。

　含玻璃纤维的塑料

　含玻纤塑料的流动性低于非强化树酯，所以常增加熔胶

　筒加热温度与模温及射出压力等以方便成形。

同时模具

　的浇口、横浇道、浇口等的尺寸，也须大于一般塑料。

　成型收缩率甚小于非强化树酯，呈方向性的流动，所以

　浇口方向宜设法减少配向所致的不良影响。

成型品的结

　合线强度常低于其它部份，在设计制品模具时需加注意

　，宜于熔接处增设排气孔，使不致包风。

模具各部份（特

　别是浇口部）或螺杆组件，熔胶管等磨耗很快，宜注意材

　质及表面的硬度处理。