如何設計塑膠模具的注塑澆口？

2025-12-23

注塑澆口是模具設計中至關重要卻常常被低估的環節。它是熔融塑膠進入模腔的精確通道。其設計決定了流動模式、填充行為、零件質量，甚至整個射出成型製程的效率。設計不良的澆口會導致一系列缺陷，而優化的澆口設計則能確保穩定的生產窗口。GV MOLD我們認為澆口設計是精密模具製造的基石。本文概述了設計有效注塑澆口的系統方法和關鍵考慮因素。

理解門的核心功能

在深入設計之前，必須先了解大門必須實現的目標：

控制物料流動：它調節熔融塑膠進入型腔的速度和壓力。
促進正確填充：應促進層流，以最大限度地減少剪切應力並防止材料降解。
實現有效包裝：閘門必須保持打開足夠長的時間，以便包裝壓力能夠補償物料收縮，但要在適當的時間凍結，以防止過度包裝或回流。
影響零件的美觀和功能：其位置和類型會影響焊接縫線的位置、纖維取向（在複合材料中）以及澆口痕跡在最終零件上的可見性。

關鍵設計目標和權衡取捨

每一種大門設計都需要平衡幾個有時相互衝突的目標：

減少壓力損失：澆口必須足夠大，才能使物料順利通過而不會受到過大的阻礙，這需要較高的注射壓力，並可能導致剪切加熱。
控製凍結時間：較小的澆口凍結（凝固）速度更快，縮短了循環時間，但可能限制了包裝。較大的澆口允許更長的包裝時間，但可能會增加循環時間並留下更明顯的痕跡。
易於脫模/精加工：澆口應易於與零件分離，無論是自動分離（透過熱流道系統）還是只需極少的二次精加工。
優化流動路徑：澆口位置應引導熔體流動均勻地填充型腔，避免產生氣穴，並將焊接縫線設置在非關鍵區域。

常見閘電路類型及其應用

選擇合適的閘門類型是首要決定。以下是幾種最常見的閘門類型及其優缺點：

邊緣澆口：最基本的澆口類型，在零件邊緣的分型面上切割。
- 最適合：簡單、扁平的零件；方便修改。
- 注意事項：會留下可見的痕跡；可能需要手動移除柵欄。
潛水艇式（隧道式）澆口：一條傾斜進入分型線下方型腔的小隧道，在脫模過程中自動剪斷。
- 最適合：自動關閉閘門；閘門痕跡必須隱藏在側面或底部表面的零件。
- 注意事項：加工更複雜；可能導致更高的剪切應力。
直接澆口（澆注式）：材料直接從機器噴嘴流入型腔。
- 最適合：大型、厚重的部件，如水桶；可提供優異的壓力傳遞性能。
- 注意事項：會留下較大的痕跡；對閘門造成較大的壓力；需要人工拆除閘門。
熱流道澆口（閥式澆口、熱澆口）：熱流道系統的一部分，用於保持模具內塑膠的熔融狀態。閥式澆口使用機械銷來打開和關閉澆口。
- 最適合：大量生產；減少材料浪費（無冷流道）；對填充和包裝有極佳的控制。
- 注意事項：初始成本和複雜性最高；需要精細的模具溫度控制和維護。
扇形閘門和薄膜閘門：更寬的閘門，可將流量分配到更寬的正面。
- 最適合：透過減少取向來防止薄而扁平的部件（例如面板、蓋子）發生翹曲。
- 注意事項：遺跡面積較大；需要大量修繕工作。

GV MOLD 的系統化閘門設計流程

在 GV MOLD，我們遵循資料驅動的迭代流程，以確保閘極設計的成功：

零件和材料分析：我們首先對零件的幾何形狀、壁厚、關鍵外觀區域以及所選聚合物的特定流動特性進行全面審查（例如，PA ，PC ，PP材料收縮行為是關鍵輸入參數。
澆口位置規劃策略：我們運用流體力學原理與經驗，確定候選澆口位置。關鍵原則包括：澆口設置在最厚的部分，使流體流動方向與最長尺寸一致，並避免直接衝擊型芯銷或模具鑲件，以免造成變形或磨損。
高階模流分析 (MFA)：這是我們最強大的工具。我們模擬從不同澆口位置和類型填充模腔的過程。MFA預測：
- 填充模式和平衡（對於多腔模具尤其重要）
- 壓力和溫度分佈。
- 焊接縫線和空氣阱位置（用於確定通風需求）。
- 剪切應力和冷卻時間。
- 預測收縮和翹曲。
  我們根據這些結果迭代虛擬設計，然後最終確定模具設計。
詳細的閘板幾何規格：基於分析結果，我們詳細規定閘板的尺寸（閘板長度、直徑/寬度、深度）。對於水下閘板，我們定義隧道角度。對於熱流道系統，我們規定噴嘴類型和噴嘴尖端幾何。
與整體模具結構的整合：澆口設計需與流道系統（冷流道或熱流道）、冷卻通道佈局和頂針位置協同確定。我們確保澆口區域周圍的模具鋼材具有足夠的結構支撐。