為提升邊緣澆口的應用效益,應避免將澆口設于產品主要外觀面,并針對熔膠流動方向、澆口尺寸、模流平衡與通氣設計進行充分分析與模擬。透過試模驗證與細部調整,可有效減少成型缺陷。
邊緣澆口,又稱側澆口,是射出成型中最常見與廣泛應用的一種澆口形式,因此常被稱為普通澆口。它通常設置在產品的側邊,其截面形狀大多為矩形,故也被稱作矩形澆口。本文將深入探討邊緣澆口的定義、優缺點、設計型式與使用注意事項。
內容目錄
1.什么是邊緣澆口
2.邊緣澆口的優點
3.邊緣澆口的缺點以及注意事項
4.邊緣澆口結構形式與設計
5.延伸閱讀
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1.什么是邊緣澆口
邊緣澆口Edge Gate,又稱矩形澆口、側狀澆口Side Gate、普通澆口。是一種常見的澆口類型,通常設置在模具的分型面處,熔膠從塑件的外側進澆。其截面多為矩形,澆口方向與塑件厚度平行,適用于分模面上可開啟澆口的情況。
邊緣澆口因其設計簡單、加工容易,特別適用于扁平狀、對稱性高或流道結構單純的塑料制品。常見應用包括各式盒蓋、電子面板、工業設備外殼等。由于脫模容易,也有助于后續修整與自動化生產的整合。
2.邊緣澆口的優點
選用邊緣澆口(圖1)在實務設計與加工生產中具有以下幾個優勢:
(a) 成型流動性佳
邊緣澆口通常設計為矩形截面,能提供較大的流道截面積,這有助于熔膠在射出過程中快速且穩定地填充模穴。尤其在中等以上尺寸的制品中,例如面板、殼體或盒蓋等,其良好的流動性能可有效降低填模壓力。
(b)模具結構簡單、制作容易
由于邊緣澆口設置于模具的分模面上,因此模具結構相對單純,不需額外增加如潛伏式澆口復雜設計。
(c) 有利于脫模與維修
澆口的設計使其脫模時容易與產品分離,剪切點通常位于產品邊緣,方便操作人員進行人工剪除或后處理,即使未采用自動切口裝置,仍可快速完成加工。在模具維修或保養作業時,澆口區域位于外露位置,便于觀察其磨損或破損情形,并可快速更換(圖 2)或修補。
3.邊緣澆口的缺點以及注意事項
盡管邊緣澆口在射出成型中具備多項優勢,如結構簡單、制作容易與流動性佳,但在實務應用中仍存在若干限制與潛在風險需納入考察:
(a) 澆口痕與剪切痕明顯
邊緣澆口位于產品邊緣且外露,澆口剪除后常留下明顯痕跡,尤其是在透明件或對外觀要求較高的產品上,容易造成視覺干擾或降低質感。
(b)易產生熔接線與包封困氣
當模穴較深或排氣設計不佳時,邊緣澆口可能導致熔膠對射形成熔接線,或因空氣無法順利排出而出現包封困氣(競流效應),進一步影響產品結構強度與表面質量。
(c) 剪澆口需要人工處理
邊緣澆口成型后所產生的澆口料多需人工剪除。雖可透過加裝自動剪口裝置改善,但其設計與調校需依產品形狀客制,增加整體設備投資。
(d) 注意事項小結
為提升邊緣澆口的應用效益,應避免將澆口設于產品主要外觀面,并針對熔膠流動方向、澆口尺寸、模流平衡與通氣設計進行充分分析與模擬。透過試模驗證與細部調整,可有效減少成型缺陷。
4.邊緣澆口結構形式與設計
邊緣澆口的幾何與流道設計應根據產品特性、材料種類及成型條件進行最佳化,常見設計型式與原則如下:
(a) 澆口的三個尺寸(h、W、L)中,以深度h最為重要。
(b) h控制了澆口暢通開放時間和補縮作用。
(c) 澆口寬度W的大小控制了熔體充模流量。
(d) 澆口長度L,只要結構強度允許,以短為好,一般選用L=0.5~2.0mm。
(e) 澆口深度h有經驗公式,參考(圖3)。
矩形截面流道中塑料熔體為二維流動,流變學計算式較為復雜,因此常用經驗公式計算截面尺寸。對于眾多的塑料品種,高黏度物料的材料系數N取大值(圖4)。
最后,須用流經側澆口熔體適宜的剪切速率(圖4)進行校核或設計。限制塑料熔體在澆口內的剪切速率在此范圍內,能剪切變稀,順利充模。可用牛頓流體在矩形截面內的剪切速率進行校核或設計截面尺寸,其案例計算方式可參考(圖5)。介紹以塑料件的壁厚S(圖6),和分流道d決定矩形截面澆口尺寸的方法。
5.延伸閱讀
(a)流道系統概述與設計指南
射出模具的流道系統(澆注系統)使聚合物融體平穩有序的充填到模具型腔中,從而獲得外型輪廓清晰的塑件,一般可分為普通流道系統和熱流道系統這兩類。流道系統主要由豎澆道、分流道、澆口、冷料井四部份組成。
(b)流道系統之澆口設計
澆口設計主要包括澆口截面形狀、截面尺寸的確定,以及澆口位置的選擇。影響澆口截面形狀與尺寸的因素,從制品本身來看,包含制品的形狀、尺寸、壁厚、尺寸精度、外觀質量以及力學性能等。而塑料材料本身的特性,如成型溫度、黏度(流動性)、收縮率及是否含有填充物等,也會對澆口設計產生影響。
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