CAE模流分析101招 -第 41 招、浇口位置设计与尺寸大小对于充填与保压的影响

▎Moldex3D/林秀春 协理

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【内容说明】

3C 产品常因外观要求，使浇口设计往往被安排在不重要的位置上，如牛角浇口、潜伏式浇口等设计，且为了好拔除而将浇口尺寸设计到低于 1mm 以下，所以充填时容易使剪切速度过大且浇口压力降也大，当塑件在保压阶段的保压效果不佳时，便容易造成收缩不均，所以产品质量的好坏，主要取决于保压传递效果，也就是塑料补偿收缩的程度。当塑料温度不断下降，造成热塑料不易补入，若浇口尺寸太小，浇口提早封口，则会使产品出现凹痕尺寸不稳定的情形。

图1：多材质多色注塑的手机外壳

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图2：埋入铁件的手机外壳

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图3：埋入铁件的手机外壳

图 1~3：图中案例为典型流道与浇口设计方式。

 

图 4：在浇口位置的感测节点，透过温度随时间下降的情况，可以判断出每支位置的有效保压时间。

 

图 5：将四支潜伏式浇口位置比对图 4 中温度下降情况，便能知道哪支浇口提早固化。

 

图 6：虽然都是潜伏式浇口，但是截面不同，温度、冷却也不同，D 的设计显示截面大、保压较佳，且不易固化。

产品的模具剖面温度显示，有高温积热的区域。

 

图 7：充填阶段感测点放在各区的位置。

 

充填阶段 (filling stage)：

充填阶段即是塑料在设定射压作用下由螺杆计量区经喷嘴、竖浇道 (sprue)、流道 (runner)、浇口 (gate) 填入模穴的过程（图 8）。

图 8：感测点位置的压力传递分布

tf-tf1：流量控制 (flow control) 阶段。塑塑料开始充填空模穴，流量保持固定，模穴压力缓慢上升。
tf1-tp：压力控制 (pressure control) 阶段。压实塑料熔胶 (melt) 过程，模穴压力迅速增加，塑料流量开始降低。填模压力传递至模穴最末端。

 

保压阶段 (Packing stage)

保压是充填的延续，因此有效的保压状况取决于浇口固化时间，若流道浇口设计尺寸太小，则塑料温度下降快速，容易使浇口提早固化。流率下降快速导致停止进料，当浇口固化后，则透过传统上的增加时间、增加压力等方法都不会有效果。■