豎澆道(Sprue) (主流道/主澆道)指自射出機射嘴與模具主流道襯套(灌嘴)接觸的部分起算,至分流道為止的流道。此部分是熔融塑料進入模具後最先流經的部分。(相關文章- 豎澆道種類型式)

目錄
1. 豎澆道的種類
2. 直澆型豎澆道
         (1)主流道的錐度
         (2)豎澆道的直徑
          (3)豎澆道的表面粗糙度
         (4)豎澆道要滿足裝配要求
         (5)豎澆道的長度
         (6)豎澆道的分級形式
3. 斜澆型豎澆道和橫澆型豎澆道
4. 灌嘴的設計
5. 案例的討論

 

1. 豎澆道的種類
豎澆道通常和射出機的灌嘴(圖1)在同一軸線上,其直徑大小與塑料流速及充模時間的長短也有密切關係。直徑太大時,容易造成回收冷料過多,冷卻週期增長,且流道空氣過多也易造成氣泡和組織鬆散,極易產生渦流(圖2)和冷卻不足,同時,流道直徑太大,融體的熱量損失會增大,流動性降低,射出壓力損失大,造成成型困難;直徑太小,則會增大融體的流動阻力,同樣不利於成型。
由於豎澆道與熔融塑料以及射出機射嘴(圖3)反覆接觸、碰撞,容易磨損,所以一般不直接開設在模板上,為了製造方便,製成方便拆卸更換的灌嘴(圖1),固定在模板的相應位置。主流道的結構形式按進料方向(豎流道軸線)與開、合模方向(模具軸線)的關係可分為三種類型:直澆型豎澆道、斜澆型主流道和橫澆型主流道

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2. 直澆型豎澆道
豎澆道最常見也最典型的進澆設計就是直接澆口,也稱中心澆口或主流道型澆口,是使塑膠直接從豎流道流入模腔(圖4)。
直澆型主流道的設計原則如下。

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為了便於取出主流道凝料,主流道應呈圓錐型,圓錐形的設計可參考(圖2),圓錐角度過大容易引起射出速度緩慢,並容易形成渦流,易混進空氣,產生氣泡;圓錐角過小,會使流速增大,造成射出困難,同時還會使塑膠道脫模困難。

豎澆道截面直徑的大小影響道塑料融體的流速和充模時間。如果截面積直徑過小,融體在流動過程中瘩冷卻面積相對增大,熱量損失大,導致粘度升高,壓力損失增大,流動性降低,成型困難。如果截面積過大,則流道容積增大,塑料消耗增加,導致冷卻固化時間延長,生產效率下降。另外,如果豎澆道截面面積過大,還容易使塑料融體的流動產生紊流和渦流,導致塑膠產品內部產生氣泡。因此,必須合理地設計豎澆道面積直徑。通常豎澆道大端的截面直徑約取為4~8mm,若融體流動性好且塑膠產品較小時,直徑可設計得小一些;反之則要設計大一些。

錐孔內壁表面粗糙度Ra為0.4~0.63um,圓錐孔大端處應有r=1~3mm的圓角過渡(圖5),以減少熔融料轉向時的流動阻力。

a.圓球半徑。主流道進口端與射嘴頭部接觸部分一般做成下凹的球面,以便與射嘴頭部的球面半徑匹配。由於射出機射嘴頭部的球面半徑SR是固定的,為使熔融塑料從射嘴完全進入主流道而不溢出,應使灌嘴端面的凹球面與射出機射嘴球面良好的接觸,一般灌嘴凹球面半徑取Sr=SR+(1~2)mm(圖4),凹球面積深度L2=3~5mm。
b.圓錐孔直徑。灌嘴圓錐孔的小端直徑d1應大於射嘴的內孔直徑d(圖4),一般取d1=d+(0.5~1)mm,球面與豎澆道孔應以清角相連,不應有倒拔痕跡,保證主流到凝料順利脫模。同時,灌嘴圓錐孔的大端需要設置倒圓角(r1~3mm)(圖5),以便於塑料的流動

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在保證塑膠成型的基礎上,豎澆道的長度應盡可能短,以減少壓力損失和廢料量,如果豎澆道過長,會使塑料融體的溫度下降而影響充模。通常豎澆道的長度L不大於60mm(圖6)。

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豎澆道盡量不採用分級對接的形式,若是必須採用對接的形式時,應採用如(圖7)的方法,即所對接內錐孔的小徑D應大於內錐孔的大徑d,一般取D=d+(0.5~1)mm,以防止由於兩錐孔對位不准而使主流道凝料難以取出。

 

3.  斜澆型豎澆道和橫澆型豎澆道
這兩種豎澆道形式可參考以下文章說明。

豎澆道種類型式

 

4. 灌嘴的設計

  • 隔熱式澆口套
    其原理是在澆口套本體一端鑲嵌有隔熱塊,澆口套本體上設有貫穿澆口套本體和隔熱塊供熔融塑膠流過的流道;在進行射出成形時的時候,隔熱塊直接與射出機的射嘴接觸,防止和射嘴接觸時因溫度急劇下降而導致的堵塞現象以及減少拉絲現象(圖8-1)發生。以下為隔熱式澆口套影片說明。

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  • 除了前面所提的設計說明以下影片內容外,另外灌嘴頭加硬處理(圖8),避免與射嘴撞擊產生凹陷(undercut)。

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5. 案例的討論

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以下資料是澆注系統設計的相關說明以及資料,有興趣的人可下載了解。

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檔案下載位置:https://drive.google.com/file/d/1bEw6BdSozOZFfZzYZ27aIebwDncF9g-0/view?usp=sharing

解壓縮密碼:Sprue0120220319

更新日期:20220/05/07
版本:第一次更新

 

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