流道系统.docx
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流道系统
1.1功能:
流道系统是将熔融的塑料从注塑机熔胶引到工模的每一个内模.因此流道系统的结构,长短大小及驳接方式都会影响注塑填充的效果,从而直接影响制品的质量,此外,设计流道系统更要从经济效益着眼.达到快冷却及短周期.如图一示意图.
1.2
图一
结构
流道系统包括四个结构.
1.2.1浇道（Sprue）
浇道是指连接注射机喷嘴与分流道的塑料通道.它是流道系统的第一个组成部份.
1.2.2流道（PrimaryandSecondaryRunner）
1.2.2.1作用
流道是连接主流道与内模的浇口的塑料通通,使熔融能流入内模.在两板模的情况下,流道的设置是在分模在线的.
1.2.2.2有效的流道设计
设计流道时要注意其切面形状及大小.流道的切面形状一般有四种:
全圆形,梯形,改良梯形及六角形.如图二从注射压力传送方面考虑,流道的切面面积愈大愈好;而从热传导的观点考虑,切面表面积愈小愈好.因此切面面积与表面积比数愈大,流道愈有效.从表一中得知圆形及方形切面流道设计的R值为最大.因圆形切较方形冷却较快.,所以圆形切面设计最好.
图二
表一
1.2.2.3流道直径与长度关系
流道直径与长度有关,流程越长,直径越大.同时考虑流道要尽量细,尽量短.每种胶料都有一个最小直径要求,小过最细直径时塑料不能流到模腔.流道直径一般比成品胶位厚1.0mm.避免流道塑料比成品先凝固而不能保压.
例如胶位为
.060”~.080”时,流道直径需为3/32
.100”~.125”时,流道直径需为5/32
.150”时,流道直径需为3/16
.200时,流道直径需为1/4（加一次分流）
下表为不同胶料与流道直径之关系.（流道每转向一次,流道切面面积要加多20%）
胶料
流道直径
3"
6"
10"
15"
PE/PP/DERLIN/ACETAL/NYLON
.062
.093
.125
.187
ABS/PS
.093
.109
.125
.187
ACRYLIC/PC
.125
.156
.203
.250
1.2.2.4流道加工方法
流道的表面必须平滑防止塑料流动时会产任何阻碍.同时,因流道会和制品一齐脱模.因此流道表面不应有任何机械加工的痕迹.使流道有黏模的现象.故此流道必须用B2#400以上沙纸打磨平滑.
通常流道的直径都依据制模刀具而定,以公制刀具而言,直径一般由2mm开始.公制每1mm增加至13mm.而英制则由1/8”每1/16增加至1/2”.
√W4√L
8
1.2.2.5流道系统的流道和浇道的直径计算方法
计算公式:
D=
（D=流道直径（mm或in）;W=制成品的重量（gm或oz）;L=流道长度）
例:
先计算流道D1,D2的直径,再计算浇道D3.
当成品#1W1=3oz;流道长度:
L1=1in
D1=
√34√1
=0.216
8
当成品#2:
W2=1oz;流道长度L2=1in
2=
√14√1
=0.125
8
浇道直径D3的计算方法:
因:
D1流道重量=r2xLx0.5=（0.109x0.109）x1x0.5=0.02oz
D2流道重量=r2xLx0.5=（0.062x0.062）x1x0.5=0.01oz
W3=W1+W2+D1重量+D2重量=3+1+0.02+0.01=4.03oz
L3=4in
故:
D3=
=
=0.354
注:
所有塑料成品重量为成品体积的50%盎司.
如图三
图五
图四
1.2.3浇口
1.2.3.1浇口在流道的位置
当塑料流入流道时,塑料接近模面最先降热（冷却）及凝固.塑料再向前流动时只是在此凝固的塑料蹭流过.又由于塑料是低传热物质.固态的塑料形成绝绿层及保持蹭的仍可流动.所以,在理想的情况下,浇口应设置在横流道蹭位置,使得最佳的塑料流动效应.此情况最常见于圆形及六角形的横流道.然而梯形的横流道无法达致此效果,因浇口不能设置于流道的中间位置.
1.2.3.2直接浇口（DirectGate）或大水口（SprueGate）
浇道直接供应塑料到制成品.浇道黏附在制成品上.在两板的工模.大水口通常是一出一只，但在三板模或热流道工模的设计上,可以一啤多只。
缺点：
在制成品表面形成水口印会影响成品外观.而水口印大小在于
（i）唧咀的细直径孔
（ii）唧咀的脱模角
（iii）唧咀的长度
因此大水口印可以减细,只要将上述唧咀的呎寸改小.但唧咀的直径受炉咀直径的影响，而水口要易于出模的关系，脱模角不能少过3度.所以只有唧咀长度可以减短,用加长炉咀即可.
图二
图一
1.2.5注意事项:
1.流道必须要用B2#400以上沙纸打光.
2.多模腔时入水尺寸必须划一.
3.镜面成品之水口必须打光至少A2,当成品之一部份来处理
4.多模腔模具设计必须是平衡入水,参考图一各种形式
5.当同一套模出两件或以上成品时,其中有部分胶位较薄时,水口要加粗,加多少视乎成品
大小而定.一般,厚胶位的成品,流动较好,所以压力正常,薄胶位的成品,流动较差.所以压
力会变大,故此如想同时啤满成品可能厚胶位的成品会走披锋,为了尽量避免这些问题
发生,所以薄胶位的成品之流道要加粗,补偿压力损失.如图二:
1.2.2.3浇口的种类
为获得最佳填状况,须小心选择浇口的类型.常见的浇口有下列各类:
如下图.
1.3浇口（Gate）
浇口是一条横切面面积细小的短槽,用以连接流道与模穴.横切面面积所以要小,目的是要获得以下效果:
1.模穴注不久,浇口即冷结.
2.除水口简易.
3.除水口完毕,仅留下少许迹
4.使多个模穴的填料较易控制.
5.减少填料过多现象.
1.3.1设计浇口的方法并无硬性规定,大都是根据经验而行,但有两个基本要素须加以折衷考虑:
1.浇口的横切面面积愈大愈好,而槽道之长度则愈短愈佳,以减少塑料通过时的压力损失.
2.浇口须细窄,以便容易冷结及防止过量塑料倒流.故此浇口在流道中央,而它的横切面
应尽可能成圆形.不过,浇口的开关通常是由模件的开关来决定的.
1.3.2浇口尺寸
浇口的尺寸可由横切面积和浇口长度定出,下列因素可决定浇口最佳尺寸:
1.胶料流动特性
2.模件之厚薄
3.注入模腔的胶料量
4.熔解温度
5.工模温度
1.3.3决定浇口位置时,应紧守下列原则:
1.注入模穴各部份的胶料应尽量平均.
2.注入工模的胶料,在注料过程的各阶段,都应保持统一而稳定的流动前线.
3.应考虑可能出现焊痕,气泡,凹穴,虚位,射胶不足及喷胶等情况.
4.应尽量使除水口操作容易进行,最好是自动操作.
5.浇口的位置应与各方面配合。
1.3.4浇口的平衡
如果不能获得平衡的流道系统,可采用下述浇口平衡法.以达到划一注模的目标.这种方法适
用于有大量模穴的工模。
（i）浇口的平衡法有两种
（ii）改变浇口槽道的长度及改变浇口的横切面面积。
在另一种情况下,即模穴有不同的投影面积时,浇口也需要平衡.这时,要决定浇口的大小,
就要先将其中一个浇口尺寸定出,求出它与其对应模穴体积相较的比率,并且把这个比率
应用到其浇口与各对应模穴的比较上,便可相继求出各个浇口的尺寸.经过实际试注后,
便可完成浇口的平衡操作。
最少2D
1.2.4冷胶井
1.2.4.1功用
冷胶井的作用是储存冻胶,防止在注射时将冷料注入型腔,造成缺陷.
1.2.4.2注意事项
所有流道尽头要有冷胶料约1-1/2D.如下图:
所有胶井应有排气.
1.6浇口系统的设计
1.6.1直接浇口（DirectGate）或大水口（SprueGate）（图一）
主流道直接供应塑料到制成品.主流道黏附在制成品上.在两板的工模.大水口通常是一出一只，但在三板模或热流道工模的设计上,可以一啤多只。
缺点：
在制成品表面形成水口印会影响成品外观.而水口印大小在于
（i）唧咀的细直径孔
（ii）唧咀的脱模角
（iii）唧咀的长度
因此大水口印可以减细,只要将上述唧咀的呎寸改小.但唧咀的直径受炉咀直径的影响，而水口要易于出模的关系，脱模角不能少过3度。
所以只有唧咀长度可以减短,用加长炉咀即可。
图一
塑料类别
塑料常数（n）
PE,PS
0.6
POM,PC,PP
0.7
CA,PMMA,PA
0.8
PVC
0.9
h=nt
t=成品壁厚
n=塑料常数
可简化公式为:
h=t/2
W=2h
图二
1.6.2侧面浇口
侧面浇口是一般常用的浇口,它的结构最为简单.只是在工模的一边加工此浇口,藉此将流道及成品连接.如图二
优点:
（i）切面面积简单,容易加工,
（ii）浇口的尺寸大小容易准确控制及快捷改良
（iii）当塑料充填时,成品容易控制,易受浇口冷却凝固影响及
（iv）所有的塑料适合彩此种浇口.
缺点:
成品表面有明显的水口瑕玭.
浇口的尺寸:
W=浇口,h=浇口深度,L=浇口长度（LandLength）
通常,在浇口长度（L）位置会产生压力降,因此浇口的长度最好愈短愈好.但由于流道距离内模间的钢材又不能太单薄,因此实际上浇口的长度最好在0.5~0.75mm之间.
浇口深度（h）
选用不同塑料有不同的计算常数,因此用下述概括方式将不同塑料分类:
因浇口的切面面积（hxW）控制塑料的流量,如果深度与成品厚度关系成立的话,则浇口阔度可以控制塑料的流动尺寸.浇口的阔度可以从下述的经验公式所算作参考:
W=（n√A）/30
W=浇口阔度;
A=成品内模的表面面积
1.6.3重迭式入水位（OverlapGate）（图三）
重迭式入水是长方形入水的改良,适合某类形状的制品.
优点:
（i）避免有喷射纹的现象,
（ii）适合大形制品的啤塑及
（iii）适合任何塑料注塑,除掉硬质PVC.
缺点:
浇口黏附在成品的表面,须要特别小心去除浇口瑕玭.
浇口尺寸计算公式为:
LandLength（L1）=流道至成品距离（0.5~0.7mm）
浇口阔度（W）=（n√A）/30
浇口深度（h）=nt
浇口长度（L2）=h+W/2
图三
1.6.4扇形入水位（FanGate）（图四）
扇形入水的改良,它的深度及阔度并不是固定的.如阔度（由流道至成品）w增加而同时深度则减小。
因在成品的位置,浇口是特别阔的关系,大量塑料在短时间内流入内模.
优点:
（i）适合啤塑大形,薄壁制成品；
（ii）当塑料流入模内,塑料是由细而扩大流入故形成塑料流动性好,减小流纹及夹水纹；
（iii）适合任何塑料,特别是PMMA,但硬质PVC除外。
缺点:
特大的水口瑕玭,须要特别小心加工去除水口.
W=（n√A）/30
图四
1.65垂片形入水位（TabGate）（图五）
此种浇口的设计适合啤塑大而实芯的制成品,那Tab的位置在成品则边而由长方形的浇口连接流道及Tab.因经那90直角转弯才流入成品.成品表面并无流纹或喷射纹.与重迭式浇口共通处是熔融都是顺滑及平均地流入内模,两者的选择在乎那明显的浇口瑕玭.因影响外观,此浇口变适合一般的塑料,尤其是PMMA.
浇口尺寸大小计算分为两部分:
（i）长方形浇口同前述一样
（ii）Tab的呎吋
D=流道直径
t=成品壁厚
Y=D
X=0.9t
Z=1.5D（最少呎吋）
图五
1.6.8薄膜形入水位（图八）
此种浇口设计可视为长方形浇口的设计分别不大,只是此种设计的浇口适合啤一些大形很薄壁厚的塑件,尤其是容易变形的产品.此浇口通常是选择成品窄的一边阔度造入水位置,与碟形或环形浇口一样,可使塑料大量浇入内模,在很短时间内完成.
浇口尺寸:
h=0.7t
LandLength（L）=1.3mm
这是因为第二横流道与内模太接近的关系,故此为着加强钢材强度,L才加大.此种浇口
适合任何塑料,特别是那些容易缩水的塑料,而又不能在成品中内入水.
图八
1.6.9潜水式浇口（图九）
此种浇口的开关为圆形或椭圆形.在塑模分离面下注入模槽.潜水式浇口与圆的侧面浇口的形状相同或近乎相同,都是由模槽旁入水,但与圆形的侧面浇口相比,有下列各点好处:
（i）由于这类浇口只需一个半边模切削形.因此形状方面并没有配合的问题.同时可以有准确的尺寸.
（ii）若采用较椭圆的形状,可以独立控制入水智谋与浇口的封闭时间.
（iii）在浇口脱模之时,自动从模件切,因此能有简便的自动除水口.
（c=1.03√t）
图九
1.6.9潜水式浇口（圆头形）
Roundgate
圆头及锥形潜浇口的选择方法
热塑性塑料料分主要结晶体Crystalline和非结晶体Amorphous,半结晶体Semi-crystalline三大类.因分子结构不同,导致其收缩率因走水方向,及胶料厚薄不同而有不同收缩率.所以开始设计模具时,必须每次询问客人收缩率（ShrinkageFactor）.避免生产造成错误.
设计浇口时,必须注意塑料是居于何种塑料.以下是指定潜水设计.'D'形入水或锥形入水.除客人指定其设计外,必须遵守.
图十
ConicalGate
D1=T+2mm
D=1.2T
1.6.9潜水式浇口（潜顶针
计算潜顶针入水面积步骤:
1.首先用普通潜水公式计算入水面积.
2.T之计算跟D形潜水一样.
3.d=1至1.5倍普通潜水之入水面积.
图十一
）
d=0.5wallthickness
图十二
1.6.10针尖式入水位（Pin-PointGate）（图十二）
针尖式浇口亦称作针式浇口或限制浇口,是圆形的浇口,用以进给模件的底部,除用于模
件底部中心浇口外,亦常用于多点浇口及点离中心浇口（off-center）.
这种浇口最大的好处在于脱模时浇口自从模件中脱离而不需要后加工.
最大的缺点则是由于其开关而不能独立控制入水位的封闭时间（sealtime）及入水速
率（fillingrate）.为防止入水位弄裂其旁的模件,通常需要把入水位弄尖使入水位在
主浇口或支浇口的接点分裂,这类的入水口只适用于若干类型的塑模,如三板式塑模,底
部入水塑模,热流道塑模。
图十三
1.6.10细水口（Pin-pointgate）
图十四
1.6.11香蕉形/勾形浇口
1.6.11勾形浇口的顶针设计:
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