Moldflow设计指南 浇口及浇注系统

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边缘浇口/侧浇口长度越短越好,以降低过大的压降 典型长度为0.5mm-1.5mm
浇口厚度
一般浇口厚度为近浇口处制件壁厚的50%-80%,手动 去除的可达100%,自动去除的应小于80%
潜伏浇口直径一般为0.5mm-2.5mm 借助MF,可由材料的许可剪切速率来精确定义浇口
尺寸
浇口设计
浇口设计准则
浇口
浇口设计对制件质量和批量生产具有极其重要的作 用,包括浇口类型、浇口尺寸及浇口位置
单点浇口和多点浇口
一般一个模腔最好一个浇口 多浇口可降低熔体充模压力或达到预期的充模方式
浇口设计
浇口设计概述
浇口尺寸 浇口位置
浇口截面小于制件/流 道截面,便于浇口去 除并减小断痕
浇口位置影响熔体流 动形态,借助MF可在 设计约束范围内确定 最佳浇口位置
流经浇口的熔体剪切速率可能 比材料许用极限剪切速率还大
浇口直径为0.25mm~1.6mm
浇口设计
浇口类型
自动去浇类浇口
潜伏式浇口
潜伏式浇口:又称隧道式浇口 或剪切式浇口,用于两板模
可设在制件侧壁或较大顶杆侧, 顶出时自动切断 浇口直径为相连处产品厚度的 25%~74%(0.25mm~2mm)
有时需增加浇口以平衡熔 体充模
增加浇口后各浇口的子 模塑区的压力降应相等、 体积相近; 熔接线置于不敏感处; 避免迟滞、潜流现象
过保压引发 翘曲
浇口设计
浇口设计准则
控制熔体流动方式
熔体前沿推进越平稳越均匀越好,最 理想的是熔体前沿以单向流动方式充 满整个模腔
多浇口需要平衡的流道系统,在给定 压力下,使熔体以相同的体积通过每 个浇口进入模腔
可行区:充模压力高 于额定注射压力的 50% (流长过长导 致) ,其他参数均 未超过设定范围
推荐区:充模压力低 于额定注射压力的 50%(70MPa),其 他参数包括剪切应力、 剪切速率、前沿温度 和锁模力都在规定范 围内
浇口设计
Moldflow在浇口设计中的应用示例
充模流动方式
平坦而单向推进的流动前沿
牛角浇口/香蕉入水: 镶块加工
浇口设计
浇口类型
自动去浇类浇口
热流道浇口
无浇注系统凝料,热流道(浇 口)模具也称无流道模具
成型保压时间 由浇口附 近的制件冻结程度控制
浇口设计
浇口类型
自动去浇类浇口
阀浇口
Biblioteka Baidu
增设阀针 可控制保压时间 浇口可更大,浇口痕更光滑 可生产出质量更加稳定的塑 料制品
是熔体流动充模的控制器 浇注系统设计非常关键
流动平衡
各模腔或模腔各末端的充填时间和压力相等 多模腔或多浇口模腔内的熔体流动越平衡,制件质
量越好,也越容易成型 必须同时考虑流道系统及模腔内的流动平衡 流道系统的流动平衡通过浇注系统设计来实现
浇注系统设计
浇注系统设计原则
流动控制
浇口——低劣的熔体流动控制器
式浇口、扇形浇口、盘浇口、环形浇口、轮辐式浇 口和膜浇口
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
直浇口
直浇口:主流道型 浇口,用于单腔模
始端直径比注塑机喷嘴大 1mm左右,锥度1°~3°,长 度决定了末端直径,通常比制 件壁厚大得多
优点: 流道压力降最小
缺点: 浇口痕很大; 保压时间由制件厚度控制 而不是浇口控制; 近浇口处收缩小,浇口内 部收缩大,导致近浇口处 拉应力过高
浇注系统设计原则
浇口尺寸相同时, 近主流道型腔迟滞
增大中间型腔浇口尺寸 后,最外侧腔迟滞明显
浇口处熔体流动的压力降由传热控制,工艺条件的微小变 化会给熔体充模流动方式带来很大改变
浇口处易发生迟滞现象 浇口处熔体流动不稳定,会形成很大的压力降 浇口的加工误差和摩擦磨损对流经浇口的熔体压力降影响
极大 通过浇口调整来实现的流动平衡,成型窗口很小,其流动
平衡极易被工艺参数的微小波动破坏
浇注系统设计
浇注系统设计
浇注系统定义
浇注系统(流道系统)
从模具入口到模腔间的熔体流动通道
冷流道系统
每个成型周期需取出流道系统冷凝料 包括有主流道、分流道、浇口
主流道必须有锥度, 小端与喷嘴相接
浇注系统设计
浇注系统定义
热流道系统
无流道系统冷凝料
包括有主流道、分流道(热支管)、浇 口(热滴管/热竖井) 热流道系统后可接冷流道
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
护耳式浇口
护耳式浇口:相当于制 件的延伸,常用于平板 和薄壁制件成型 广泛用于PC、ABS、 Acrylic、SAN类塑料
优点: 围绕浇口产生的高剪切 应力局限在耳槽Tab内, 减少了模腔内的剪切应 力
最小宽度W为6.4mm 最小厚度h为制件壁厚的75%
浇口设计
厚度h约为0.25mm~1.25mm
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
环形浇口
环形浇口:主要用 于圆筒状或圆环状 制件,但一般不推 荐
厚度h约为0.25mm~1.6mm
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
轮辐浇口
轮辐浇口:四点浇 口或十字浇口 常用于管状制件 容易去浇,省料, 但熔接痕无法消除, 难保证制件圆度
浇注系统设计
浇注系统设计原则
合理设计浇注系统的益处
优化型腔数量 实现多型腔充模平衡 实现多浇口充模平衡 产生最少的凝料 易于脱出浇注系统凝料 不影响注射周期
浇注系统设计
浇注系统设计原则
浇注系统设计的基本原理
浇注系统是熔体进入型腔的通道 浇口位置和流道尺寸还控制着熔体充模流动方式,
厚度h约为1mm 宽度W一般大于25mm,甚至 可超过750mm,通常与制件进 胶部位尺寸一致
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
盘浇口
盘浇口:隔膜式浇 口,常用于圆筒状 或圆环状制件,能 均匀地将熔体前沿 分配给模腔
制件特点: 具有较大内径,对 内、外表面的同轴 度要求很严格,且 不允许出现熔接痕
浇口冻结时间
浇口冻结时间对模腔保压的影响最大 浇口截面过大,浇口冻结时间大大长于制件冻结时
间,成型周期过长 若保压压力释放时浇口尚未冻结,则制件中未冻结
的熔体可能倒流回流道,近浇口缩痕明显 避免熔体倒流是设计浇口冻结时间的前提
浇口设计
Moldflow在浇口设计中的应用示例
浇口位置
熔体单向流动,减少 或缩短了熔接线
厚度h约为0.8mm~4.8mm 宽度为1.6mm~6.4mm
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
薄膜浇口
相当于扇形浇口的简化 版,不能获得平坦的熔 体流动前沿
薄膜浇口:由直流道、 熔体分配流道和浇口面 组成;熔体分配流道长 与制件进胶尺寸相当
常用于注射丙烯酸制品 和翘曲度要求很高的平 板制品
厚度h约为0.25mm~0.63mm 长L为0.63mm
浇口设计
浇口设计准则
浇口布局
平衡浇口位置
流动平衡: 熔体在同一压力、同一时间 到达模腔的各个末端
一端进胶:单向流动 分子或纤维沿制件轴向分布,可 减少翘曲 熔体流长长,所需充填压力高; 恒定保压力下,体积收缩变化大, 需优化保压曲线
中心进胶:适于圆形/方形制件
在宽度方向存在一定程度的潜流, 存在某种程度的翘曲
根据制件特点增设浇口来提 高熔体充模流动的均匀性, 从而改善制件的保压状况, 避免过保压
中间单浇口,充 填基本平衡,但 中间筋板过保压, 中部与两端体积 收缩相差过大, 导致制件翘曲
两侧两浇口,中 间筋板最后充填, 避免了过保压, 体积收缩分布均 匀多了
浇口设计
浇口设计准则
其他与浇口设置有关的问题
浇口设计
浇口设计准则
浇口布局
增设浇口以降低充模压力
若充模压力过高(不考虑流 道,压力超过70MPa),则 需调整浇口位置或增设浇口 以缩短流长
多浇口布局应能让 所有浇口输送的熔 体体积相当、流长 相近、流动平衡, 以较好地降低充模 压力
浇口设计
浇口设计准则
浇口布局
增设浇口以避免过保压
浇口设计
浇口设计准则
浇口布局
浇口远离薄壁区
制件壁厚变化较大时,把浇 口设置在远离薄壁区可避免 或减轻迟滞效应
浇口设置在近薄壁区, 迟滞时间过长,导致厚 壁区充满后薄壁区已冻 结无法充填 半结晶型塑料冷却快, 尤其可能发生
浇口设置在远薄壁区, 薄壁区迟滞时间较短, 厚壁区充满后薄壁区还 可继续充填
主讲:匡唐清
华东交通大学 材料工程系
主要内容
聚合物在注射模塑中的流动行为 成型条件与注射压力 熔体充模图 Moldflow设计原则 Moldflow网格技术 产品设计 浇口设计 浇注系统设计 冷却系统设计 收缩与翘曲 Moldflow设计流程 制件缺陷
浇口设计
浇口设计概述
浇口设计
浇口设计准则
浇口布局
平衡浇口位置
等流长两浇口:多浇口等距 设置,不产生过保压,可降 低翘曲 多浇口,产生熔接线,熔接 质量取决于前沿温度和压力
两近中心浇口:浇口间过保 压,易引发翘曲
熔接线熔接质量略高
浇口设计
浇口设计准则
浇口布局
在厚壁区设置浇口
浇口设置在厚壁区,体积收 缩率较低且较均匀
浇口设计
Moldflow在浇口设计中的应用示例
根据剪切速率优化浇口尺寸
制件厚度3mm,浇口初始厚 2mm,宽4mm。 浇口内最大剪切速率60 000s1,超出材料允许极限值50
000s-1
浇口宽度调整到8mm,浇口 内的最大剪切速率降至约25 000s-1,低于材料允许极限值
50 000s-1
厚h为0.4mm~6.4mm 宽度W为1.6mm~12.7mm
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
扇形浇口
扇形浇口:边缘宽大,厚度逐 渐变薄 允许熔体快速充模 可减缓熔体对易折、易弯型芯 的冲击 可获得均匀且单向推进的流动, 从而减少翘曲和提高尺寸稳定 性
浇口末端熔体流速恒定 熔体在浇口整个宽度上平衡流 动 浇口宽度方向上压力一致
浇口厚度一般为制件 壁厚的2/3 浇口厚度可用来控制 保压时间
浇口截面较大,可降 低流速及剪切热,允 许更长时间保压,从 而获得更好外观、更 低内应力及更好的尺 寸稳定性。
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
浇口截面尺寸过大,开模动作无法剪断浇口 剪应力敏感的材料,不宜采用具有高剪切速率的自
动去浇口结构 获取自动去浇类浇口无法获得的纤维或分子取向 浇口形式有:直浇口、护耳浇口、边缘浇口、重叠
流长近1050mm,所 需充模压力过高
流长缩短至900 mm, 所需充模压力降低
熔体大部分单向流动, 初期辐射状流动区较大
流长缩短至800mm 熔体单向流动较好
产生了较多的熔接线
浇口设计
Moldflow在浇口设计中的应用示例
成型窗口
不可行区:充模压力 高于额定注射压力的 80%(流长过长导致)
浇口设计
浇口类型
自动去浇类浇口
利用开模或顶出动作自动折断或剪断,避免人工去 除
保持注射循环时间一致 浇口痕迹很小 有:点浇口、潜伏式浇口、热流道浇口和阀浇口
浇口设计
浇口类型
自动去浇类浇口
点浇口
点浇口:又称针点式浇口,常 用于三板模,开模时自动拉断
多点浇口来保证熔体均衡充模 或缩短流动路径以保证保压需 求
浇口设计
浇口设计准则
控制单向流动 平衡熔体流动 合理处置熔接线和汇熔线 避免迟滞效应 避免潜流效应 采用导流器/节流器迫使熔体流动平衡 确定浇口数 控制熔体流动方式 浇口布局
浇口设计
浇口设计准则
确定浇口数
浇口数主要由熔体充模压 力决定,不考虑流道时充 模压力应低于设备额定压 力的一半
浇口设计
浇口设计准则
浇口布局
在浇口数和控制流动方式不能兼顾时,哪方面对实 现充模平衡更重要
在厚壁区设置浇口,以利于保压 远离薄壁区,以免迟滞 正对模壁或型芯,以免喷射 调整多浇口位置,防止熔接痕出现在制件薄弱位置
或可见位置 增加浇口,以消除或降低过保压 模具是两板/三板 浇注系统是冷/热流道或二者的复合
浇口类型
手工去浇类浇口
边缘浇口
边缘浇口:侧浇口,设 在模具分型面上
浇口厚度h为制件厚度t的 6%~75%(0.4mm~6.4mm) 宽度W为1.6mm~12.7mm 长度L不大于1mm(最好 0.5mm)
浇口设计
浇口类型
手工去浇类浇口
重叠式浇口
重叠式浇口:浇口与制 件壁或制件表面重叠
可消除充模喷射现象
合理排气,以防止气穴的产生
排气不良或困气会导致短射、焦烧、高注射压力及保压力 等问题
为避免喷射而适当增大浇口尺寸
通过增大浇口尺寸或把浇口设置在正对型腔壁来避免喷射
仔细规划熔接线和汇熔线的位置
通过适当调整浇口位置,将熔接线规划在不影响制件功能 或外观的部位
浇口设计
浇口设计准则
浇口长度
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