优化浇口数目和位置

下面介绍流动分析软件在热流道浇注系统的设计的应用，继续讨论注射点的数目和位置，讲评热流道浇注系统的两个实例。

1.成对盖盒的热喷嘴与冷流道浇注

图9-44所示的成对盖盒，用ABS充填10%玻璃纤维塑料注射成型。对配的长箱体的塑件壁厚为2～6mm，主壳体厚为4mm，长达980mm，宽84mm，高52mm。要充填的塑料型腔体积为1081cm³，并列两塑件的间距为120mm，浇注系统置于其间。成对注塑件置于同一模具成型，注射工艺和成型收缩率有较好的一致性。

这两个注塑件的结构和注射量的差异较大，在同一模具中流动平衡充模很难实现。在下述的两个工程方案之前已经否定了三个方案，这里的修正方案也有进一步优化的必要。Moldflow流动分析只是热流道浇注系统的辅助工具，具有数值分析的图形和动画模拟功能，尚不具有智能化的自动优化。热流道系统设计师必须具有流变学的注射模塑分析能力。

（1）前期方案 在用热流道和冷流道组合注射如图9-44所示的成对盖盒时，注射点在盒箱的侧壁。流道板上热流道2的总长为580mm，其流道直径为16mm。为消除三个注射点的两条熔合缝，左、右两针阀式喷嘴需延时开启。中央的开放式分喷嘴3的喷嘴流道直径为16mm，浇口直径为3.6mm。两个针阀式喷嘴5和7的流道直径为12mm，阀针直径为5mm，浇口直径为4mm。三个喷嘴高度均为112mm。

在260℃下的流动分析表明，用六个针点式浇口注塑成型两个盒箱，在注射压力为93MPa时才有良好的充模流动状态。投影面积为1390cm²，需锁模力8300kN。制件与冷流道共充填熔料1068g，保压后为1129g。由于具有冷流道和点浇口，故需要的注射和保压压力过高，保压时间过长。

图9-44 成对盖盒浇注系统前期方案的压力

1—主流道喷嘴 2—流道板中热流道 3—中央的开放式分喷嘴 4—右侧冷流道和潜伏浇口 5—右侧针阀式喷嘴 6—中央的冷流道和潜伏浇口 7—左侧针阀式喷嘴 8—左侧冷流道和潜伏浇口

图9-45 成对盖盒浇注系统前期方案的剪切速率

1—主流道喷嘴 2—流道板中热流道 3—中央的开放式喷嘴 4—右侧冷流道和潜伏浇口 5—右侧针阀式喷嘴 6—中央的冷流道和潜伏浇口 7—左侧针阀式喷嘴 8—左侧冷流道和潜伏浇口

（2）修正方案 查询图9-44所示的注射保压切换时的压力状态。从主流道到冷浇口，左侧通道的压力损失为60MPa，而右侧通道的压力降为52MPa。查询图9-45所示的剪切速率的分布。左侧通道的剪切速率是右侧通道的5倍。按照三个通道的体积流率比例，有必要放大左侧通道，也可去除一个潜伏浇口。图9-46所示的修正方案的浇注系统降低了压力损失13MPa。修正的热流道、针阀式喷嘴、冷流道和浇口见表9-3。左、右针阀式喷嘴是不同的个性化设计。

图9-46 成对盖盒浇注系统修正方案的充填等时线

1—主流道喷嘴 2—流道板中热流道 3—中央的开放式喷嘴 4—右侧冷流道和潜伏浇口 5—右侧针阀式喷嘴 6—中央的冷流道和潜伏浇口 7—左侧针阀式喷嘴 8—左侧冷流道和潜伏浇口

表9-3 注射成对盖盒的热流道系统方案

如果修正方案的中央的开放式喷嘴再左移一段距离，则图9-46所示的充填等时线会有更好的改善。用潜伏式点浇口，盒箱的侧壁面光滑，有较小且稳定的浇口痕迹。注射模要能剪断浇口凝料，并有脱卸冷流道凝料的机构。改用矩形侧浇口，注射压力可降低且保压补缩容易。此热流道系统的注射压力还可降低。

2.轿车前保险杠的热流道浇注

轿车前保险杠用PP+EPDM+20%滑石粉浇注成型，其热流道和针阀式喷嘴如图9-47所示。熔体温度为210℃，模具温度为50℃。这类大型注塑件的流动分析报告应有两个方案对比。

（1）报告项目和要求。

1）填充等时线（见图9-48），要求间隔均匀，浇注平衡。

2）速率压力切换时的压力分布，要求切换压力适中。(www.xing528.com)

3）最大注射压力（见图9-49），70～80MPa较高，60～70MPa适中。

4）流动前沿温度，要求接近熔体温度，高于最低熔融温度。

5）最大锁模力（见图9-50）。在某时刻锁模力小于注射机提供的锁紧夹紧力。

6）气囊。标明气囊位置，告和注射模设计师在该位置采取排气措施。

7）熔合缝，要求外观面基本没有熔合痕。标明熔合缝的温度和接触角，评估熔合质量。

8）顶出时的体积收缩率，要求各位置体积收缩率均匀。

9）缩痕指数，要求主要表面没有缩痕，百分指数趋于零。

图9-47 浇注轿车前保险杠的热流道和针阀式喷嘴

a）五喷嘴 b）三喷嘴

注：数据是毫米坐标。G—针阀式喷嘴

10）翘曲变形，揭示和比较四种“综合”、x、y和z方向变形量。

图9-48 五喷嘴和三喷嘴前保险杠的充模流动等时线

a）五喷嘴有六个浇口，熔合缝在里侧，210℃下融合 b）三喷嘴有四个浇口

（2）结果分析结论 两种方案填充流动相对平衡，三喷嘴方案的总体压力72MPa较大，五喷嘴方案的总体压力56MPa适中。三喷嘴方案的锁模力与五喷嘴方案相比相对较大。两种方案前锋温度相对均匀，表面不会有明显困气，外观面基本没有熔接痕，孔位置熔接缝温度较高，质量较好，整体收缩较均匀。三喷嘴方案的整体变形较小，但保压对变形结果影响较大。选择五喷嘴方案更好。图9-51所示为五喷嘴注射的热流道浇注系统。

图9-49 五喷嘴和三喷嘴前保险杠的注射压力

a）五喷嘴注塑压力56MPa b）三喷嘴注塑压力82MPa

图9-50 五喷嘴和三喷嘴前保险杠的锁模力

a）五喷嘴锁模力11330kN b）三喷嘴锁模力13160kN