注射模浇口位置与塑件质量关系浅析
注射模浇口位置与塑件质量关系浅析
【摘 要】 注射模浇口位置对塑料制件质量十分关键。本文主要分析浇口位置选择和各种制件质量缺陷的关系；对注射模结构的影响；对熔接痕和熔接强度的影响；对熔融塑料的充模能力的影响；对制件的性能，外观的影响，从而得出注射模浇口位置优化的一般规律。
【关键词】注射模；浇口；位置；塑件；质量
注射模浇注系统是指模具中从浇口套到型腔入口前的那一段流道，而浇口是指将各分流道末端熔体引入到各个型腔的小尺寸通道。浇注系统的主要作用是将熔融的塑料平稳，顺利的充模、压实和保压，对制件的质量影响很大。
浇注系统设计包括：流道布置形式，流道断面尺寸，浇口数量与位置的优化等。本文主要讨论浇口位置对塑料制件质量的影响。
一、浇口的位置与注塑制品质量的关系
浇口的形状、截面尺寸和位置等对制件质量影响很大，制件的质量缺陷，如缩孔、充填不足、流痕、熔接痕、塑料降解和翘曲等等往往跟浇口设计的不合理有关，因此浇口的正确设计是提高制件质量的重要环节。
浇口设计与塑料物化性能、制件形状和尺寸、模具的结构及注射工艺参数设置等因素有关。总的来说，熔融塑料应以较快的速度进入并充满型腔，充满后适时冷却封闭，因此浇口截面要小，长度要短，以增大料流速度，能够快速冷却并封闭，防止回流，同时便于制件与浇口凝料分离，不留下明显的浇口痕迹，不影响制件的外观质量。
二、浇口位置对塑料制品质量的影响
1.浇口尺寸及位置选择对避免熔体破裂的影响
如果浇口的截面尺寸较小，且又正对着宽度和厚度较大的型腔，那么高速，高压的熔体流经浇口时，会受到强烈的剪切应力作用，产生喷射或蠕动等熔体破裂现象，最终会在制件上形成波纹状痕迹。熔体在高速下喷射出高度定向的细丝或断裂物，充填过程中很难改变方向，它们会很快冷却变硬，与后来的塑料不能熔合彻底，造成制件的缺陷或表面瑕疵。喷射还会使型腔中的空气难以顺序，充分排出，最终形成焦痕和气泡。熔体断裂的引起的缺陷不仅使制品表观质量变差，更重要的是降低了制件的机械性能和化学性能，对制件的质量影响是全方面的。
此时浇口应布置成冲击型浇口，即让进入浇口后的塑料熔体冲击到阻挡物，如型芯、型腔等结构，塑料熔体容易稳定，大大降低喷射的可能性。
2.浇口位置对熔体流动、型腔排气和补料的影响
如果制件的壁厚之间的差距较大，在避免熔体断裂的前提下，为了减少流动阻力，保证压力能传递到制件厚度较大的部位以减少缩孔，应把浇口设置在制件截面最厚处，利于填充补料。如果有加强筋，则可利用加强筋作为流动通道，从而改善流动条件。
如图1所示，选择图a）的浇口位置，制件会因严重收缩而出现缩孔和凹痕；图b）选在制件厚壁处，可克服上述缺陷；图c）选用直接浇口（大水口）则大大改善了填充条件，提高了制件质量，但是制件表面会留下较大的去浇口痕迹。
a） b） c）
图1 浇口位置对收缩的影响
同时为了有利于排气，通常浇口位置应远离排气部位，否则进入型腔的熔融塑料会过早封闭排气结构，致使型腔内气体不能顺利，彻底排出，影响制件成型质量。如图2（a）所示浇口的位置放置在分型面上，充模时，熔体立即封闭模具分型面处的排气间隙，使型腔内气体无法排出，在制件顶部形成气泡，改用图（b）所示位置，则克服了型腔排气问题。
a） b） a） b） c）
图2 浇口位置对填充的影响 图3 改变进料位置防止型芯变形
3.浇口位置应使熔体流程最短，料流变向最少，并防止冲击型芯引起变形
在保证良好填充条件的情况下，为减少流动能量的损失，应使熔融塑料流程最短，料流变向最少。图2（a）所示浇口位置，塑料流程长，流道曲折多，流动能量损失大，填充条件差，容易形成充填不足。改用图（b）所示形式和位置则可克服充填问题。图3（a）所示为单侧进料，细长型芯受冲击易产生变形，（b）、（c）所示改变进料位置，防止型芯变形、错位和折断，延长模具寿命。
4.浇口位置及数量对熔接痕和熔接强度的影响
熔接痕是熔体在型腔中汇合时产生的接逢，如图4（a）所示。熔接强度直接影响制件的使用性能，在流程不太长且无特殊需要时，一般不设多个浇口，避免增加熔接痕的数量，降低制件的强度。但是底面积大而浅的壳体制件，为减少内应力和翘曲变形应采用多点进料，如图4（b）所示。轮辐式浇口可在熔接处外侧开冷料穴，使前锋料溢出，消除熔接痕。同时，应注意熔接痕的位置，如图5（a）所示为带圆孔的平板制件，左侧设置较为合理，熔接痕短且在边上，右侧设置熔接痕与小孔连成一线，致使制件强度大大削弱。图5（b）所示为大型框架制件，左侧由于流程过长，使熔接处的料温过低而熔接强度低，且容易形成明显的熔接痕，而右侧设计中增加过渡浇口，虽然熔接痕数量有所增加，但缩短了流程，增加了熔接强度，且易于充满型腔。
图4 浇口数量与熔接痕的关系 图5 熔接痕位置与过渡浇口
5.浇口位置应满足熔体流动比
确定大型塑料制件的浇口位置时，还应考虑塑料所允许的最大流动距离比，简称流动比，以保证熔体能充满型腔。最大流动距离比是指熔体在型腔内流动的最大长度L与流道厚度t之比。流动比的允许值随熔体性质、温度、注射压力等不同而变化，若计算出的流动比值大于允许值，则需要增加制品厚度或改变浇口位置，或采用多浇口方式来减小流动比。
6.浇口位置对制件外观的影响
浇口位置总会留下去浇口痕迹，故浇口位置应尽量开在不影响制件外观的部位，如制件的边缘、底部和内侧，特别是对外观质量要求高的制件。
7.浇口位置对制件性能的影响
图6（a）所示为带有金属嵌件的聚苯乙烯（PS）制件，由于制件收缩使嵌件周围塑料层有很大周向应力，当浇口开在A处时，其定向方位与周向应力方向垂直，制件几个月后即开裂；浇口开在B处，定向作用顺着周向应力方向，使应力开裂现象大为减少。
a）定位方向对应力开裂的影响 b）聚丙烯铰链盒铰链处的塑料定向
图6 浇口位置与塑料取向
某些情况下，可利用分子高度定向作用改善制件的某些性能。如为使聚丙烯（PP）铰链几万次弯折而不断裂，需在铰链处高度定向。因此，将两点浇口开设在A的位置，如图6（b）所示，脱模后立即弯曲，以获得拉伸定向。
结束语：
由本文分析可知，注射模浇口位置与制件质量关系密切，合适的浇口位置可以带来较好的制件质量。通过以上分析内容，可以得出注射模浇口位置优化的一般规律，不断提高制件的质量。
参考文献：
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[2]张维合.注射模具设计实用教程[M].化学工业出版社.2007.09
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