塑胶模具常用浇口及其优缺点.docx

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塑胶模具常用浇口及其优缺点

塑胶模具常用浇口及其优缺点

何谓模具的「P.L.」？

从密闭的母模取出成型品时，须将模具分割为二，此打开处称为「分模面」（PartingLine,P.L.），又称为「分割面」或「分模线」。

以此面为界，固定的部分称为固定模或母模，可动的部分称为可动模或公模。

一旦决定产品分模面位置，即可初步决定母模穴及公模心的外形，以及是否须要侧向心型，可藉以了解模具设计的难易度。

在选定分模面时，须注意下列事项：

1.选择不显眼的位置或形状，以免影响成型品外观。

2.打开模具处应避免死角，以免增加模具成本。

3.应位於可贯通加工、容易加工或成品易於整修之位置。

4.须考虑浇口位置或形状。

何谓「竖浇道」、「浇道」、「浇口」？

浇道系统的功用是导引熔融的塑料，从射出机的射嘴射入模穴中。

此系统包括竖浇道（sprue）、主浇道（mainrunner）、次浇道（branchrunner）、浇口（gate）等。

浇道系统的设计及制作是否适当，对於成品的品质、精度、外观及成型周期皆有很大的影响。

「竖浇道」即塑料浇注之入口，为了便於脱模，一般都会设计2°～4°的斜角。

「主浇道」及「次浇道」为塑料进入模穴之前所流经的路径，因此流动性及温度损失必须特别加以考量。

「浇口」为塑料由浇道进入模穴的关口，浇口的设计对於成品的成型及内应力有极大的影响。

何谓「冷料井」？

有何作用？

「冷料井」（ColdSlugWell），又称滞料部，其目的在防止残留熔料造成下一个成形品有流痕（FlowMark）产生所设计。

一般而言，射出成型机的喷嘴前端在射出后，仍有少量熔融材料残留，此残留材料在下次射出前凝固，若直接进入成形品中，会造成流痕。

为防止这种状况发生，便将射出材料前端的凝块积滞於冷料井，以防止成形品外观不良。

冷料井的位置通常位於竖浇道与主浇道交叉处（如上图），因此，冷料井的作用在於使前一模留存於射嘴前端较冷的原料先进入此区，而使温度较均匀的熔融原料进入模穴内，如此就可以使成品成型密度及品质较为均匀。

浇口的形式有哪些？

各有何优缺点？

「浇口」（Gate）对於成形性及内部应力有较大的影响，通常依据成形品的形状来决定适当形式，可分为「限制浇口」与「非限制浇口」两大类。

前者是在浇道与模穴的进入口做成狭小部分，加工容易，易从浇道切断成形品，可减少残留应力，多个成形品一次成形之多数型穴之浇口容易均衡，模穴内塑料不易逆流，一般都采用此种形式。

其又可分为「侧状浇口」（SideGate）、「重叠浇口」（OverlapGate）、「凸片浇口」（TabGate）、「扇形浇口」（FanGate）、「膜状浇口」（FilmGate）、「环形浇口」（RingGate）、「盘状浇口」（DiskGate）、「点状浇口」（PointGate）及「潜状浇口」（SubmarineGate）等。

后者系由竖浇道直接将塑料注入模穴的浇口，为非限制浇口的代表。

浇口的种类、位置、大小、数目等，直接影响成形品的外观、变形、成形收缩率及强度，所以在设计上应考虑下列事项：

1.浇口形状：

浇口形状影响模穴内熔树脂流动性、成形品外观、材料流动配向，所以选择浇口种类时，要依材料种类或成形品形状，并考虑流动配向的影响。

2.浇口位置与数目：

（1）须选择熔融材料可充分绕行母模各部分位置，尽量选在成形品中央或厚肉部分。

（2）成形品的孔部在模子会插植销类，勿使流入的材料冲弯销或使之偏移。

（3）有两处以上时，所选位置勿使熔接线或气泡损及制品外观或减低强度。

（4）成形时残留应力容易集中浇口部周边，有时会变脆而破裂，故宜选择不受力位置。

（5）选择制品外观不醒目位置，容易加工浇口部的位置。

3.浇口种类（形状）：

浇口依其机能可分为「限制浇口」与「非限制浇口」，前者是在横浇口与母模的接合处作成狭小部分，阻碍材料流动；后者浇道（竖浇口）直接为材料往母模的流入口，一般多用限制浇口。

各种浇口之特色、优缺点及用途列表如下：

非限制浇口--直接浇口/竖浇口式浇口（DirectGate）

特色

1.直接浇口为非限制浇口的代表。

2.竖浇口为材料往母模的流入口。

3.成型机喷嘴孔径有限制。

4.材料充填性良好，连充填玻璃纤维质的材料也容易成形，成形品表面的收缩下陷少。

优点

1.流动性良好。

2.构造简单。

3.适用树脂广。

4.材料充填性佳。

5.成形品表面收缩下陷少。

6.省略流道之加工。

7.压力损失少。

8.可成形大型或深度较深之成形品。

缺点

1.一次只能成型一个成形品，无法取数个多点浇口，除非使用多喷嘴成型机。

2.有浇口残留痕迹影响外观及增加后加工。

3.平而浅的成形品易翘曲、扭曲。

4.须决定浇口循环。

5.浇口附近残留应力大，容易导致破裂或变形。

用途

1.适用於大物、深物之容器类。

2.适用塑料：

PVC、PE、PP、PC、PS、PA、POM、AS、ABS、PMMA。

限制浇口--侧状浇口/侧面浇口/标准浇口/侧浇口/边缘浇口（SideGate/EdgeGate）

特色

1.为最具代表性的浇口。

2.取多数个多点浇口。

3.须避开成形品的重要位置。

4.设於母模端面及成形品侧面（端面）的浇口。

5.方便成形后材料的急速固化，减少浇口部的残留应力。

优点

1.残留应力低。

2.浇口尺寸正确（矩形断面）。

3.浇口与成形品分离容易。

4.可防止材料逆流。

5.浇口部分产生磨擦热，可再次提升材料温度，促进充填。

缺点

1.流动抵抗大。

2.压力损失大。

3.流动性不佳之材料易造成充填不足或半途固化。

4.平板状或面积大之成形品，由於浇口狭小易造成气泡或流痕之不良现象。

用途

1.适用塑料：

PVC、PE、PE、PP、PC。

限制浇口--重叠式浇口（OverlapGate）

特色

1.为侧浇口的一种。

2.浇口一部分重叠於成形品的肉厚上。

优点

1.浇口外观不易看出，可防止成形品产生流痕。

2.浇口与成形品分离容易。

缺点

1.浇口加工要注意。

2.压力损失大。

用途

1.适用塑料：

POM

限制浇口--扇形浇口（FanGate）

特色

1.为凸片浇口的一种。

2.浇口向母模展成扇形，其应用范围与膜状浇口完全相同。

3.树脂易分散在大面积，充填均匀。

4.可避免气泡、残留流痕现象。

5.有后加工之必要。

优点

1.流动性良好。

2.可均匀充填防止成形品变形。

3.浇口配向低。

4.有良好外观的成形品，几乎无不良现象发生。

缺点

1.浇口加工费时。

2.浇口部分切离稍有困难。

用途

1.适用於薄而大之平板、圆盘状或面积较大之成形品。

2.适用塑料：

PP、POM、ABS、尤其用於具有强烈配向性之复合材料。

限制浇口--隔膜形浇口/膜状浇口/膜式浇口（FilmGate）

特色

1.此浇口的塑料在母模内约以平行方向而流，均匀充填母模，防止变形。

2.适合於流动配向性强的结晶性塑胶，以玻璃纤维为之强化的充填材料，以及热硬化性材料等易因充填材流动配向而变形的场合。

3.对板状成品易得均匀之收缩。

优点

1.流动性良好。

2.圆形成形品精度佳。

3.可均匀充填防止成形品变形。

缺点

1.浇口后加工费时。

2.浇口部分切离稍有困难。

用途

1.圆盘、圆筒品（齿轮等）或大型薄板成品。

2.适用塑料：

聚丙烯（Polypropylene,PP）

限制浇口--环形浇口/环式浇口/环状浇口（RingGate）

特色

1.为防止产生熔合痕迹，圆环形浇口须设置溢流井。

2.从圆筒形制品外侧设浇口时，设环状补助横浇道，从其横浇道以薄环形浇口连接制品，此二型浇口都可防止成形品变形或熔接线。

3.能均匀充填圆筒形成品，避免熔接线及局部充填过饱产生变形、偏心。

优点

1.可防止流痕发生。

缺点

1.浇口切离稍有困难。

用途

1.适用塑料：

POM、ABS。

限制浇口--盘状浇口/盘形浇口/碟形浇口/圆盘浇口/圆板状浇口（DiskGate）

特色

1.浇口设於管或环状成形品内侧的薄圆板浇口，此圆板部分在事后连浇口切除。

2.具直接浇口特性。

3.利用小圆筒深入之成品中央顶出销可直接形成圆盘浇口之底盘。

优点

1.流动性佳。

2.圆形成形品精度佳。

3.可防止流痕之发生。

4.省去流道之加工。

5.具直接浇口之功用，压力损失少。

缺点

1.浇口后加工费时。

2.浇口切离稍有困难。

3.一次只能成形一个成型品。

4.成型品之孔中心须与注道对应。

用途

1.可用於圆盘、圆筒品（齿轮或深入之小圆筒）

2.适用塑料：

PS、PA、AS、ABS、短纤塑料。

限制浇口-点状浇口/针点浇口/销状式浇口/销点形浇口（PointGate/PinPointGate）

特色

1.以小点连接母模，浇口痕迹小，易从成形品除去横浇道。

2.若用於三板式模具，浇口在投影面积大的物品设数处浇口时，可调整各浇口的充填状况，也可在杯底或箱形物品底面设不醒目浇口。

3.取多数个、多点浇口。

4.针点浇口孔径越小，材料流动所致的摩擦热也增大，可降低其粘度，但射出压力的损失也加大，一般以0.8~1.0为标准。

5.后加工容易，浇口位置可自由选择，为三板模构造。

优点

1.有可塑化能力。

2.浇口自行切断。

3.浇口痕迹小，可免除后加工。

4.浇口位置可自由选择。

5.浇口可从数点注入，应力及应变较小。

6.适合多数成形品之成型。

7.具有限制浇口之优点。

缺点

1.流动抵抗大。

2.容易过热。

3.模具构造复杂。

4.树脂成品率低。

5.有不适用树脂。

6.压力损失大。

用途

1.适用塑料：

PE、PP、PC、PS、PA、POM、AS、ABS）。

2.为大成品多浇口之应用，单一成形、一次多个成形。

限制浇口--潜状浇口/潜式浇口/埋入形浇口/底流式浇口/隧道浇口（SubmarineGate/TunnelGate）

1.侧浇口自动化。

2.注意二次浇口之掉落。

3.浇口潜入固定侧或可动侧的模板内，到达制品的壁面或达到设於顶出销的二次横浇道。

4.顶出成形品时，自动切断，适合全自动成形。

5.可在环状物品内侧设浇口，亦有不在顶出销设二次横浇道，利用成形品的毂部，或另设毂部，在此设浇口，事后切除此部分。

6.成形后自动去除浇口部分，节省后加工。

7.模具加工较其他困难。

优点

1.有可塑化能力。

2.浇口自行切断，免除后加工。

3.浇口痕迹小。

4.成形品之外侧或内侧可自由设定浇口位置。

缺点

1.流动抵抗大。

2.加工面不易加工。

3.压力损失大。

用途

1.适用塑料：

PS、PA、POM、ABS

2.不用后加工，加料系统自动分离者可使用。

浇道的形式有哪些？

有何优劣点？

「浇道」（Runner），又称为横浇道，其为成形塑料由竖浇道（Sprue）到母模的主要通道，浇道通常须固化后才能取出，故以通过中心的直径线将个别加工成半圆而对合。

依材料的流动性，粗细浇道的断面形状有圆形、半圆形（U字形）、梯形、矩形及方型等，以圆形、半圆形及梯形三种较为理想，但就流动性及放热度而言，以圆形流路最佳，其次是矩形、梯形或方形。

除了特别场合以外，一般较少使用半圆形，其优缺点分述如下。

浇道断面

1、圆形

优点

1.流动效率（注）最高。

2.冷却速率最慢。

3.低热量损耗。