澆口
關注創建者：騎豬的豬販子 創建時間：2021-03-26
澆口的視頻教程
澆口設計對成型品質的影響
模具做的好不好，澆口設計很重要！ 澆口是流道系統中最小截面積及最短的流動通道。 澆口設計會影響塑膠流動的剪切率、剪切應力、局部壓力損失、摩擦升溫現象、塑料黏度變化。 澆口設計會影響溶膠的分子定向、結晶度、纖維排向、殘余應力及成品外觀。 本次課程，將為大家分享澆口設計對成型品質的影響，以及不同的澆口設計都有哪些解決方法。
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保壓階段模流分析結果大揭秘【3/5】
保壓分析-體積收縮率 保壓分析-溫度 保壓分析-壓力 保壓分析-熔融區域 保壓分析-凹痕指標&凹痕位移 XY曲線-進澆口壓力&流率 XY曲線-鎖模力
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澆口的實例教程
Moldex3D建議澆口位置精靈，可以提高模具制造的可行性。在射出成型制程中產品質量的好壞與模具結構設計息息相關，其中澆口的位置與數量則是模具結構設計中的重要參數。因此，澆口設計對產品質量的影響極為重要，不良的澆口設計可能會造成外觀不佳、縫合線質量差、剪切應力高與翹曲變形等缺陷。本次Moldex3D 2023建議澆口位置精靈進一步強化澆口設計的支持性，可以針對澆口位置的設計快速提供初步的建議，讓澆口位置分布更合理；此外，本功能提供進階的流長比(Flow length from gate to end/Average wall thickness)工具，提供用戶評估澆口位置的設計。
?Step1. 匯入幾何模型
于Studio中準備含有塑件(Part)的模型，完成后點擊 模型 (Model)頁簽、澆口(Gate)、建議澆口精靈(Gate Location Advisor) 來開啟工具接口。
?Step2-1. 澆口位置精靈操作流程
在 建議澆口精靈(Gate Location Advisor) 中，選擇澆口模式為自動(Autiomatic)。如此，使用者能夠依據 不可進澆側(Non-gating side direction) 或 進澆區限制(Constrain gating region)優化澆口設計。本文范例在側邊進澆，故點擊 進澆區限制(Constrain gating region) 后如下圖選擇指定的進澆面。
注 :
1.在手動模式下，用戶須自行點擊新增(Add)/移動(Move)/移除(Remove)澆口位置
2.一般來說，不可進澆側及不可進澆區通常是指公模(可動)側。
展開 Moldex3D建議澆口位置功能可針對澆口位置設計快速提供初步建議。首先在前處理流程中的步驟2：建立流道系統，打開建議澆口位置精靈，其工作區包含了澆口和顯示流/長比。接下來在模穴添加澆口，然后根據既有的澆口計算流/長比分布。通常不同的澆口流/長比的分布應該最小化和均勻。軟件另有進階的流/長比功能，提供有經驗的使用者來使用。
以下說明建議澆口位置操作步驟。
1.點擊建議澆口位置以啟動工作欄。設定澆口則有兩種不同的模式：全自動和手動。
2.在全自動模式下， 設定澆口數量和選擇不可進澆側或進澆面限制。
注：這兩種模式不能同時被選取。
注：不可進澆側一般而言是指公模的部分
3.以下列幾何為例，當建議澆口位置以不可進澆測方式選取時（在本例中是-Z軸方向），澆口就會放置在其他方向（在本例中放置于+Z方向）。
或是在建議澆口位置里可經由特定的進澆面或不可進澆面限制，來選取想要限制或是放置澆口的區域。
4.設置完成后，點擊套用計算出最佳的澆口位置并自動設置澆口。
注：計算方式是基于流動長度與厚度比。若使用手動模式，用戶須點擊新增去設置澆口。
5.使用顯示流/長比來檢查結果，此功能會在既有的澆口顯示流/長比范圍帶。若欲改變澆口，可在此功能下選擇手動或自動更新。
展開 圖4
熔合線引起的強度降低
圖5
澆口位置選擇不當引起的不利后果
因為澆口常留下明顯痕跡，因而不能設置在對外觀表面要求高的區域。在任何一澆口區域都會產生高壓力（剪切），將明顯降低塑料樹脂的性能（圖6）。不含增強材料的塑料的熔合線質量明顯高于含增強材料塑料的熔合線質量。熔合線區域的質量衰減因子與填料和增強材料的類型和含量有很大關系，加工助劑、阻燃劑等添加劑都對熔合線質量有不利的影響。因而，很難評估這些因子對部件的最終強度的影響有多大。而且，熔合線區域在張力下有高的承載能力并不意味著它的耐沖擊能力或耐疲勞能力好。
由于含有纖維增強材料，熔合線區域的纖維的排列方向與流動方向垂直。這將明顯降低部件在這一點的機械性能（見圖7）。
正確的澆口位置
復雜的模具不可能沒有熔合線。如果不能減少熔合線的數目，就應根據表面質量和機械強度考慮將它們設置在模具不重要的位置。這可以通過改變澆口位置或增大/降低部件的壁厚來實現。
基本設計原則：
不要將澆口置于高壓力區域，盡量避免或減少熔合線，盡量使熔合線遠離高壓力區域
對于增強型塑料，澆口位置決定零件的翹曲性能，提供足夠的排氣口以避免空氣存集
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展開 下面介紹6種限制性澆口
① 側澆口
側澆口厚度通常為制品壁厚的30%一-40%。同時其寬度大約3倍于制品壁厚，側澆口幾乎可應用于所有的塑料，疊合式澆口和輪輻式澆口是側澆口的變形設計。
② 扇形澆口
扇形澆口的截面寬而扁，有效地消除了澆口的缺陷，常被用于扁平的產品。
③ 膜式澆口
上圖是典型的膜式澆口設計，其澆口寬度與制品寬度一致，但厚度小很多，與扇形澆口一樣能有效地消除制品的殘余應力和變形。
④ 盤式澆口
一個薄的盤式澆口圍繞著盤形或環形制品以避免熔接痕的生成，環形澆口是盤式澆口的變形。
⑤ 針式澆口
針式澆口通常位于制品的中間，而且常用于多點澆口，由于澆口的直徑通常為0.8- -1.2mm，小的截面積引起高的流動阻力，建議使用低黏度塑料或高注射壓力以避免欠注。
針式澆口的特點如下：
澆口位置的選擇相對不嚴格
澆口周邊的殘余應力低
對于多模腔模具容易達到澆口平衡
對于大投影面積的制品，多點的針式澆口有效地消除制品的翹曲
針式澆口容易切下，對于三板式模具，自動的澆口切落容易實現，容易實現制品和澆口的分離。
⑥ 潛伏式澆口
潛伏式澆口如上圖所示。通常，澆口位于模具的分模面上，但潛伏式澆口只有流道位于分模面上，澆口通常位于模具的動板或靜板上，有時也位于模腔上，盡管其與針式澆口差別不大，但潛伏式澆口的一個好處是甚至可以應用于兩板模其。當成型制品被頂出時，澆口自動脫落。
展開 澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道(除直接澆口外)， 它是澆注系統的關鍵部分。其主要作用是：
①型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流。
②易于在澆口切除澆注系統的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09。澆口長度約為0.5 mm～2 mm，澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模時，逐步糾正。
當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現象，影響塑件質量。
澆口的形式有以下幾種：
(1) 直澆口
直澆口又稱中心澆口，這種澆口的流動阻力小，進料速度快，在單型腔模具中常用來成型大而深的塑件。它對各種塑料都適用，特別是粘度高、流動性差的塑料，如PC，PSF等。
用直澆口成型淺而平的塑件時會產生彎曲和翹曲現象，同時去除澆口不便，有明顯的澆口痕跡，有時因澆口部位熱量集中，型腔封口遲，內應力大而成為產生裂紋的根源，所以設計時，澆口應盡可能小些。成型薄壁塑件時，澆口根部的直徑最多等于塑件壁厚的2倍。
(2) 側澆口
側澆口又稱邊緣澆口，其斷面為矩形，一般開在分型面上，從塑件側面進料，可按需要合理選擇澆口位置，尤其適用于一模多腔。如圖10-12所示，一般取寬B=1.5 mm～5 mm，厚h=0.5 mm～2 mm(也可取塑件的壁厚1/3～2/3)，長L=0.7 mm～2 mm。
(3) 點澆口
點澆口又稱針點式澆口，是一種尺寸很小的澆口，如圖10-14所示。塑料熔體通過它有很高的剪切速率。它廣泛地用于各類殼型塑件。
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澆口的最新內容
399.1 mm2，速度比約 12.6，理論澆口速度控制在 38~48 m/s，理論充填時間約 34~60 ms。
</p><p>因此，<u>從鎖模力、澆口截面積、速度比，到設備匹配和模流驗證，每一個環節都必須在前端做扎實。
02設計思路
澆口位置直接影響產品分型的選擇，在澆口位置的設計中，團隊首先明確了四項原則：一是流程盡量要短，最長流動距離基本控制在550mm以內；二是澆口位置要接近并且完全覆蓋產品的重要和風險區域；三是去除方便；四是盡量設置在壁厚區域。
圖三、考慮兩種替代澆口配置，并采用NL-PCA所選定之四項目標條件下，經多目標演化算法所獲結果
新一代Gate Location Advisor能自動建議最佳澆口位置，大幅減少人工試錯。同時，強化后的 Mesh 修補工具與冷卻水道建模具備實時預覽、自動對齊與修復機制，大幅加速從建模到分析的轉換流程。
在操作體驗上，我們導入向量控制面板與多點探針，可同時監測多個關鍵位置的流動、溫度與壓力信息；標記卷標（Max/Min）支持自由移動與方向鎖定，搭配快捷鍵讓結果判讀更直覺。
芯片布局評估
? 顯示動態熔膠流動行為
? 評估澆口與流道設計
? 優化流動平衡
? 避免產生氣泡缺陷
結構驗證
? 應用流固耦合（fluid-structure interaction）算法預測金線、導線架、芯片偏移、芯片變形等行為
? 可與ANSYS及Abaqus整合，共同分析結構強度
制程條件影響預測
? 模擬實際生產的多樣化制程條件
? 計算制程改變所造成的溫度
成形條件難以掌控（熱力分析中的不穩定狀態難以控制）
? 未知的發泡過程（對于溫度與壓力變化的不確定）
? 期望發展可靠的CAE技術
Moldex3D 解決方案
? 透過發泡動力學分析不同產品所經歷的化學發泡過程
? 支持發泡旋轉成型
? 模擬成型過程中的充填行為并預測最后的產品重量
? 估算氣泡大小、數目、密度分布等結果，評估產品減重比率
? 透過重力和逃氣位置分析可優化澆口位置
因此在澆口尺寸優化上，其中一項重要的考慮因素就是澆口最大剪切率。在選定澆口尺寸時，若澆口過大將導致冷卻時間的增加，進而影響產能；而如果澆口過小，則會使保壓效果降低，也容易使塑料流過澆口時剪切率過大。因此設計澆口尺寸時，評估最大剪切率至關重要。
因此在澆口尺寸優化上，其中一項重要的考慮因素就是澆口最大剪切率。在選定澆口尺寸時，若澆口過大將導致冷卻時間的增加，進而影響產能；而如果澆口過小，則會使保壓效果降低，也容易使塑料流過澆口時剪切率過大。因此設計澆口尺寸時，評估最大剪切率至關重要。
03
關鍵影響因素與注意事項
剪切熱效應：模具澆口尺寸對樹脂熔體溫度（剪切熱）有明確影響。這對于ABS、PVC等剪切敏感聚合物尤為重要。如果樹脂通過小澆口時吸收過多剪切熱，不僅影響流動，還可能顯著降低樹脂和成型件的物理性能。這意味著測試結果需結合實際模具的澆口設計來綜合解讀。
填料含量的影響：對于玻璃纖維、礦物等填充樹脂，其流動性受填料含量顯著影響。
