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本文作者:胡亚设 Asher(赫兹工业设计)| 专注产品结构设计10年
熔接痕落在外观面,改模之前先做两件事:量熔接痕两侧料流的汇合夹角,再看浇口到熔接痕的路径长短。夹角小于 135°,靠调模温和注速的窗口很窄,方向得往浇口位置和壁厚平衡上找。我们处理这类问题的顺序是:浇口能挪的先挪,挪不动的才回头动壁厚,因为动壁厚牵动的是整套冷却水路和顶针排布,代价不在一张图纸上。
核心判据:熔接痕的位置由浇口位置决定,熔接痕的明显程度由两股料流汇合时的夹角和温度差决定。夹角大于 135°、汇合处料温相差小,熔接痕基本可以淡化到看不见;夹角小于 135°,即使模温拉高也不容易救回来,这时候要改的是浇口布局。
拆开模具看熔接痕的位置,能分出两类成因,处理办法完全不一样。
一类是汇合型:两个浇口出来的两股料流前锋在半路撞上。熔接痕一般出现在两个浇口的连线上,位置比较规整,是一条直线或者略带弧度的线。
另一类是绕流型:单浇口进料,料流绕过型芯、镶针、深孔之后自己合上去。熔接痕通常出现在孔或镶件的背面,形状跟着障碍物走,一个孔能带出两条线。
我们做过的一款血压计上壳,浇口在侧面单点进料,显示屏视窗的位置有一圈深孔。T0 回来的时候,视窗右侧有一条发白的细线,正对着视窗背面的两个卡扣孔。这就是典型的绕流型。当时第一反应是加模温,从 60℃ 提到 80℃,打了几十模,线淡了一点但没消失。后来把两个卡扣孔的位置各挪了 6mm,让它不在同一条料流路径上,熔接痕就散到非外观面去了。
分辨这两类有什么用?汇合型的解法是动浇口,绕流型的解法是动孔位和镶件,方向不一样。判断方法很简单:把熔接痕位置和产品背面的结构对一遍,能对上孔的,先按绕流型处理。
浇口是熔接痕的源头。熔体从哪进,前锋就从哪出发,两股前锋相遇的地方就是熔接痕。所以外观要求高的件,浇口布局要在结构评审阶段就定下来,等 T0 出来再改,动的是模仁。
下面这张表是我们内部做浇口方案取舍时的对照,实际项目里按这个顺序排除。
| 维度 | 单点浇口 | 双点对称浇口 | 多点/针阀 |
|---|---|---|---|
| 熔接痕数量 | 绕流孔位处可能产生 | 必有 1 条 | 随浇口数增加 |
| 熔接痕位置可控性 | 靠孔位和镶件避让 | 固定在两浇口中间 | 可调时序错开汇合 |
| 对注塑压力要求 | 流程长,压力高 | 中等 | 低,但设备要求高 |
| 模具改动代价 | 改浇口套位置即可 | 需改流道+模仁 | 热流道系统重做 |
有个经验可以省不少事:外观面上如果有孔或者凹槽,把浇口放在孔的长边一侧,让料流先充满孔四周再往远端走。这样孔背面不容易形成闭合的绕流线。我们在一款手持设备外壳上就是这么处理的,浇口从短边改到长边,熔接痕从按键正上方移到了底部的进胶口附近,被结构筋挡住。
浇口调整的优先顺序:先看能不能把熔接痕移到非外观面(底部、侧面、被筋位或丝印遮挡的区域);移不动的,再考虑增加浇口数量缩短流程、把汇合点推到看不见的地方;最后才考虑用热流道时序控制,让两股料流错开时间汇合,这属于设备和模具成本都上台阶的做法。
浇口没得挪的时候,问题常常出在壁厚上。同一个件,厚的地方料流走得快,薄的地方走得慢,两边前锋到达汇合点的时间差拉大,熔接痕就明显。
我们的做法是把主壁厚和局部壁厚的比值控制在 1.5:1 以内。超过这个比例,流动前沿速度差会肉眼可见,熔接痕发白、发亮,有时候还带一点凹陷。
走过一次弯路,印象比较深。那是一个小家电的上盖,ABS 材质,主壁厚 2.0mm,内部有六道加强筋。T0 出来,外观面正中间有一条很明显的熔接痕。第一反应是注塑参数问题,试了两轮,模温从 70℃ 调到 95℃,注速从慢到快,都没解决。后来把上盖剖开量了一下,加强筋根部厚度是 1.6mm,几乎是主壁厚的 0.8 倍。等于在流道路径上立了六堵矮墙,料流到筋的位置被分流,过去之后又得重新汇合。
筋厚改到 1.2mm,熔接痕淡了大概七成,剩下的用模具表面咬花盖掉了。这里有个前提:加强筋的作用是提刚度,减薄之后刚度会掉,我们在筋的高度上补了回来,把筋做高 0.5mm,重新算了一遍截面惯性矩。
壁厚还有一个容易忽略的地方:厚薄过渡的圆角。两个不同壁厚区域直接台阶过渡,料流在台阶处会减速甚至停滞,熔接痕就落在那。我们一般给 0.5mm 以上的过渡圆角,能让料流顺过去。
壁厚判据:主壁厚与局部壁厚的比值超过 1.5:1,加强筋根部厚度超过主壁厚的 0.7 倍,都容易在料流分流处留下明显熔接痕。改动顺序是先把筋厚减到主壁厚的 0.5-0.6 倍,再用筋高补刚度,最后才考虑调模温和注速。
试模现场时间紧,按这个顺序走,一般半小时能定方向:
一看熔接痕是否对着背面孔位或镶针。对着的按绕流型走,挪孔位、改镶件结构。
二看熔接痕是否在两个浇口的连线上。是的按汇合型走,评估浇口移动或增减。
三量两侧汇合夹角。小于 135° 的,方向在浇口;大于 135° 但仍然明显的,往壁厚和筋位看。
四量主壁厚和筋根厚比值。超过 0.7 的,先改筋。
五以上都没问题的,再回到注塑参数上找窗口。
这个顺序是从代价低往代价高走的。参数调整不要钱,浇口移动改模仁,壁厚改动牵动冷却水路,改动量最大。先做便宜的排查,能省不少改模费。
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A:单浇口且没有绕流障碍的制件可以做到基本看不见,多浇口或存在深孔镶件的制件,熔接痕只能淡化、移位,做不到彻底消除。
实际做法是两条路同时走:把熔接痕挪到非外观面或用结构筋遮挡,剩下的靠模具咬花(一般建议咬花深度在 0.02mm 以上)或者纹理方向盖掉。如果客户要求外观面绝对光洁,那就得从产品分件和浇口方案上重新设计,不能指望后期处理。
A:能减轻,但有天花板。模温提高缩小了两股料流的温度差,熔接痕会变淡,但汇合夹角小于 135° 时,光靠模温救不回来。
模温提升还有副作用:冷却时间变长,成型周期拉长,薄壁件容易顶白或变形。我们一般在参数调整阶段把模温往上试一档,比如 70℃ 到 80℃,如果熔接痕只淡一点点,就说明方向不在这里,要回头查浇口和壁厚。
A:影响很大,筋根厚度超过主壁厚的 0.7 倍时,料流经过筋位会被明显分流,汇合处容易留下发白的熔接痕。
常规做法是把筋厚控制在主壁厚的 0.5 到 0.6 倍。减薄会损失一部分刚度,一般通过加高筋来补,同时注意筋根部的圆角,太小会造成应力集中和缩水,建议在 0.3mm 以上。
A:熔接痕的汇合夹角小于 135°、且位置正落在主外观面,同时孔位和壁厚都没有调整空间时,改浇口是唯一有效的方向。
这种情况下先评估改浇口的代价:侧浇口改位置一般只需重做浇口镶件,改动费相对低;热流道改位置要重做整套系统,成本量级完全不同。我们一般先把方案和代价摊开给客户看,再决定改哪边。
本文由赫兹工业设计团队整理,经验来自我们在东莞的工业设计项目实践。了解更多:工业设计服务
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