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注塑成型中产品变形与不平衡流动
技术中心 林科松 模流分析师
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大纲
13 模流分析的重要性与目的 232 模流分析的作用 3 分析类型 4 流道尺寸设计 5 案例解答（不平衡流动） 6 案例解答（产品变形）
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3.进胶口设计
• A、浇口的作用 • 浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注塑模具浇注系统的最后部分，
通过浇口直接使熔融的塑胶进入型腔内。浇口的作用是使从流道来的熔融塑胶 以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑胶后，浇口能迅速冷却封闭，防止 型腔内还未冷却的热胶回流。 • 塑胶制品的缺陷如困气、缩水、夹水纹、分解、变形等往往都是由于浇口设 计不合理而造成的。 • B、浇口位置的确定 • 浇口位置的选择，一般应注意以下问题： • 1）、浇口位置应设在制品最大壁厚处，使塑胶从厚壁流向薄壁，并保持浇口 至型腔各处的流程基本一致。 • 2）、防止浇口处产生喷射而在充填过程中产生夹水纹。 • 3）、浇口位置应设在制品的主要受力方向上，因为塑胶的流动方向上所承受 的拉应力和压应力特别高，特别是带填料的增强塑胶，这种情况更加明显。 • 4）、在选择浇口位置时应考虑制品的尺寸要求，因为塑胶经浇口充填型腔 时，在塑胶的流动方向与垂直于流动方向上的收缩不尽相同，所以应考虑到变 形和收缩的方向性。 • 5）、选择浇口位置时，浇口不能直接开在外观面并考虑修正浇口时在塑胶制 品上不留痕迹，以保证制品外观。 • 6）、在浇口位置选定后，可用MOLDFLOW进行模流分析，再确认浇口的位 置是否合理。
在使用时出现很多问题。
• 第一：在顶出制品时由于顶出不在模具中心，顶针固定板容易顶偏，造 成顶针折断，制品变形或损坏。
• 第二：由于主流道不在中心，会造成单面批锋过大。
上述问题虽然可以采用三板模结构来解决，但这样会使模具成本提高。
所以在上述情况下，采用倾斜式主流道的设计可以避免或改进其不足。
斜角a主要与塑胶性能有关，如PE、PP、PA、POM等塑胶，其倾斜角a 最大可达30°；HIPS、ABS、PC等塑胶，其倾斜角a最大可达20°。 SAN、PMMA不能用倾斜式主流道。倾斜式主流道的其他设计参数与垂
圆形截面分流道的塑胶与模具的接触面积为最小，因此其压力损失及温度损失 小，有利于塑 胶的流动及压力传递。其缺点是圆形截面分流道必须在动模及定 模上分别加工。 • 改良梯形截面分流道兼顾了减小压力损失及温度损失和加工便利。 • C、分流道的修正 • 1）、在同一模具上成型两种大小不同的塑胶制品，为了保证在注塑时，塑胶能 同时充满模具上大小。 • 2）、不同的型腔，这时单使用修正浇口大小，不一定能达到充填平衡效果，必 须对分流道进行修正才能达到预期效果。
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二．模流分析的作用
• 是通过电脑仿真产品在注塑成型过程中的具体情况，有人把 它很形象的比比喻成万能注塑机。可以通过它来判断注塑成 型的各种缺陷如：填充情况、压力、结合线、缩水、冷凝层、
波前温度、产品变形等。
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三．分析类型
• 7、能顺利地引导熔融的塑胶填充各个部位，并在填充过程中不致产 生塑胶涡流、紊乱现象，使型腔内的气体顺利排出模外。
• 8、在成批塑胶制品生产时，在保证产品质量前提下，要缩短冷却时 间及成型周期。
• 9、尽量避免使制品产生结合线，或使结合线产生在制品不重要的部 位。
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4.胶口类型
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五．案例解答（不平衡流动）
• 1、理论上平衡，但由于加工原因而实际生产中形成不平衡 流动现象。
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模流分析流程
设计提供模流分析文件包
2D
3D
DFM模流分析执行单
做模流分析
出模流分析报告
发送到相关人员手中
客户回复资料
进胶变更 水路分析 调节夹线 产品变更
模流报告变更
出工艺卡
参加试模实践
解决成型缺陷
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一．模流分析重要性与目的
• Mold Flow(模流分析)它是塑胶模具最具有代表性CAE （Computer aided engineering 计算机辅助工程）分析软件， 真正突了传统思维的限制，帮助生产过程实现合理化与人性 化。CAE与CAD和CAM一起，已日渐成企业自身市场竟争 力和争取更大利润的必备工具。
• C．成型材料影响变形：进胶方式相同，但材料牌号不同对产品变形影 响很大。如下图建议方案材料用POM（Hostaform C 9021 K）产品变形 很小。
• D．成型参数影响变形：下面再对建议方案再进行成型参数的调节得出 下列变形结果。
• 从上述结果得出结论：前后模温温差控制不当，变形反而加大；流道加 大对变形影响很小；加长保压时间与注射时间变形反而加大原因是产品 出现过度填充，出现膨胀现象，产品内部产生内应力加大，从而造成变 形加大。
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浇注系统设计的基本要点
•
浇注系统的设计包括主流道的选择，分流道截面型状及尺寸的确
定，浇口位置的选择，浇口形式及浇口截面尺寸的确定。
• 在设计浇注系统时应遵循以下原则：
• 1、设计浇注系统时，流道应尽量减少弯折，表面粗糙度为Ra1.6Ra0.8um。
• 2、设计浇注系统时，应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔，浇注 系统应按型腔布局设计，尽量与模具中心线对称。
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直式主流道的设计相同。
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2.分流道设计
• A、分流道设计要求 • 1）、塑胶流经分流道时的压力损失及温度损失要小。 • 2）、分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以利于压力的传递及保压。 • 3）、保证塑胶迅速而均匀地进入各个型腔。 • 4）、分流道的长度应尽可能短，其容积要小。 • 5）、要便于加工及刀具选择。 • 6）、每节流道要比下一节分流道大10-20%左右。 • B、对分流道截面的分析 • 圆形截面分流道的优点是表面积与体积之比为最小。在容积相同的分流道中
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1.主流道设计要求
•
主流道是指连接注塑机喷嘴与分流道的塑胶通道，是熔料注入模具
最先经过的一段流道其形状，大小会直接影响塑胶的流动速度和注塑时
间。
• A、垂直式主流道（图A）
• B、倾斜式主流道（图B）
• 在设计模具时，往往由于受制品及模具结构的影响，或者由于浇注系统 及腔数的限制，使主流道偏离模具中心，有时这一距离很大，造成模具
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• 2、流体在剪切流动过程中形成不平衡流动现象。
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下图为流变学证明不平衡流动的原因
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六、案例解答（产品变形）
• 产品变形是成型中最常见又最难解决的成型不良现象。直接影响试模次数与模 具制造周期的重要因素。善于解决其现象减少不必要的试模次数，节省了多次 试模花费的人力与物力，提高工作效率，降低公司的生产成本，实现模具正常 出货。变形是由很多因素造成，现在概括为三大影响因素：如下图可看出解决 变形只是从调节胶口是很不客观的做法。
• 该产品出模后与模流分析变形结果不同，只要是由于产品黏模严重，在 顶出的过程中把产品顶变形，顶针位置出现严重顶高现象。
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3、多种因素影响变形案例
• A．流动方向影响变形：试模方案进胶为垂直方向流动，方 案一为平行方向流动，平板产品为了减少产品变形，最好使 用平行流动进胶。
• 一套模具生产成本与生产周期有太部分是花费于试模这一环 节，不能及时时走模，都是由于试模次数过多而造成。近年 来，随着国内塑料模具工业的不断发展，以Moldflow为代表 的塑胶模具CAE模流分析软件的价值得到越来越广泛的信赖 与肯定。通过Moldflow软件的效应，众多企业成功地达到了 节省成本和提升行业内综合竟争力的目的。
PS、PE=0.6 PP、POM=0.7 PA、PMMA=0.8 PVC 、PC=0.9。
• 以上参数只供参考！在流道设计时一定要从流动平衡与流程最 短出发，上一级流尺寸一定要比下一级大0.5以上这样有利于压
力的传递，减少压力的损耗。尽量少使用潜顶针方案进胶，该 方式进胶压力损耗较大，容易造成成型不良 。
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• B．胶口位置影响变形：方案二进胶形式不变，但位置变更后变形将有 所减少。浇口位置应设在制品的主要受力方向上，因为塑胶的流动方向 上所承受的拉应力和压应力特别高，特别是带填料的增强塑胶，这种情 况更加明显。胶品的位置是产品应力最容易集中的地方，当变形大的地 方尽量避免放置胶口，如方案二偏离变形大的位置进胶变形减少。
• 3、塑胶制品投影面积较大时，在设计浇注系统时，应避免在模具的 单面开设浇口，否则会造成注塑时受力不均。