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注塑模具设计指南：在构建之前了解基础知识
创建于08.29
如果您是注塑成型的新手 - 或者即使您已经接触了一段时间 - 您可能听说过“模具设计就是一切。”这是真的。
但如果模具不合适呢？在工具运行的整个过程中，您将面临缺陷、延误和额外成本的困扰。
这就是本指南的用处。它不仅仅是一份设计规则的列表 - 它是对模具设计真正含义的逐步解释，重点关注什么，以及如何避免可能毁掉一个好零件的常见错误。
什么是注塑模具设计？
注塑模具设计是指规划和工程设计用于在生产过程中将熔化塑料转化为固体部件的钢模具（也称为模具）。
这个模具不仅仅是一个外壳——它是一个复杂的机械运作系统，包括流道、浇口、推出销、冷却管线和腔体，所有这些都旨在使您的零件在每个周期中准确地结合在一起。
该模具的设计影响：
- 塑料的流动在
- 降温的速度
- 部件的易于弹出性
- 而且最重要的是 - 每个部分的效果有多好和多一致
注塑模具设计需要考虑哪些因素？
现在您已经掌握了注塑模具设计，让我们深入了解实际创建注塑模具所需的内容。以下是您需要计划的事项：
设计元素 | 目的 |
腔体和核心布局 | 这概述了最终成型部件的形状、尺寸和表面处理。 |
闸门系统 | 它管理熔融塑料如何流入模具，以确保正确填充。 |
冷却系统 | 它还控制零件的冷却速率以及模具在生产周期之间如何重置。 |
弹射系统 | 此外，它有助于将成品从模具中推出，而不会造成任何损坏。 |
通风系统 | 它允许任何被困的空气逸出，从而防止烧痕和填充不完整等问题。 |
模具材料与结构 | 最后，它决定了工具的耐用性、加工方法及其耐磨性。 |
所有这些项目都会影响性能。它们都是相互关联的——如果其中一个部分出错，其他部分也会出错。
👉在Sountec我们将使制造商能够在初始设计阶段通过结合所有这些方面来创建更智能的模具，设计更好且更高效。无论是模具流动分析还是决定在处理磨料材料时使用的合适钢材等级，我们都意识到成功开始于第一次成型之前的很早阶段。
如何设计注塑模具：逐步解析
创建注塑模具不仅仅是成型塑料，它实际上是创建一个完整的系统，旨在确保您能够持续获得高质量、一致的零件。因此，我们可以更详细地检查模具形成过程的每个阶段，从构思开始，到冷却结束。
步骤 1：从最终目标开始考虑
即使在你即将打开设计软件时，也请稍作停顿。最完美的模具设计并不是从钢材开始设计的，而是基于对成品要实现的功能的了解。
你应该问自己的问题：你使用的是哪种塑料，为什么？这个部件会受到温度、阳光或压力的影响吗？它会机械地卡入另一个组件，还是仅仅放在一个外壳中？你计划生产多少个这样的部件 - 几千个还是几百万个？
所有这些细节都影响模具设计。例如，了解您的材料可以告诉您预期的收缩量。这会影响腔体大小。
部件的环境影响草图角度和壁厚。您的生产量直接影响哪种模具材料更合适 - 在下一步中会详细介绍。
步骤 2：选择合适的模具材料
一旦您的部分被明确定义，就该决定您的模具应该由什么材料制成。这个选择影响一切——成本、耐用性以及您的工具在需要维护之前能持续多久。
如果您正在为原型制作或短期使用制造几千个零件，铝可能是一个不错的选择。它更容易加工，非常适合测试早期设计。但如果您使用磨损性塑料或计划进行大规模生产，它将无法持久。
在这种情况下，像 P20 或 H13 的工具钢是更好的选择。P20 用于中等量生产，而 H13 则用于高产量以及高温和耐磨应用，特别是与玻璃填充或高温材料一起使用。
⚡️专业提示：不要仅仅匹配模具材料到部分数量 - 还要与树脂类型匹配。
步骤 3：腔体和核心设计
首先，您需要考虑材料收缩。每种塑料在冷却时都会收缩。如果您忽略这一点，最终的部件可能会太小或变形。这就是为什么您总是稍微增大模具腔的原因 - 增加的量取决于塑料。
然后是分模线 - 模具两半相接的缝隙。这很容易被忽视，但位置不当的分模线会破坏零件的外观或功能。如果它经过密封面或细致的纹理，可能会导致飞边或泄漏。
💡例如，一家制造医疗设备外壳的公司在其零件中心面临了收缩问题。罪魁祸首？从2mm的壁突然跳到6mm的部分，这导致了不均匀的冷却和明显的变形。通过将该部分重新设计为带肋支撑的3mm壁，他们成功解决了问题，而没有增加不必要的体积。
步骤 4：添加草图角度和圆角半径
一旦您的腔体和核心成型，您需要确保部件可以实际从模具中取出。这就是斜角的作用——它们是添加到垂直墙壁上的小锥度，以便部件不会粘在钢上。
对于光滑、光泽的部分，通常每侧1°的斜度就足够了。但对于有纹理或颗粒的表面，您需要2°到3°或更多。腔体越深，您需要的斜度就越大，以防止在脱模过程中产生吸力和拖拽。
步骤5：设计流动的跑道和闸门系统
现在您已经整理好了零件几何形状，是时候考虑塑料如何到达那里。这就是流道和浇口的作用——将它们视为控制熔融树脂流入模具腔体的路径、速度和压力的通道网络。
跑道将浇口（主要入口）连接到阀门，阀门是进入腔体的最终开口。这些的大小、形状和位置将影响填充时间、压力要求、焊接线和表面光洁度。
不良的浇口位置可能导致气体滞留、短射或流痕。始终围绕零件几何形状和表面进行浇口设计。
步骤 6：优化冷却和通风以提高循环时间和质量
即使是最精确的模具，如果塑料没有正确冷却，或者在注射过程中空气被困住，也不会表现良好。
冷却需要高效且均匀。然而，将水道放置在模具表面旁边，并不意味着将它们放得如此靠近，以至于使钢材变湿或产生热点。当零件具有复杂形状或厚壁时，也可以使用铍铜插入件以更快地抽走热量。
排气同样重要，但常常被忽视。当熔融塑料填充模腔时，它会将空气推到前面。如果这些空气无法逃逸，就会被压缩并导致烧痕或填充不完全。排气孔不需要很深——即使是0.02毫米通常也足够——但它们确实需要位于正确的位置，特别是在流动路径的末端。
为什么模具设计如此重要
你可能在想：“我不能只专注于部件设计，让模具车间处理其余的部分吗？” 理论上，当然可以。但在实践中呢？这就是许多问题开始的地方。
一个糟糕的模具设计可能导致：
- 变形或不完整的部分
- 额外的周期来修复外观问题
- 困难或损坏的弹出
- 长时间的冷却时间减缓了生产速度
- 高工具维护和修理成本
最终思考
注塑模具设计不是在生产开始后才考虑的事情——它是定义每个零件如何运作的基础。一旦模具制作完成，修改的成本就很高。
这就是为什么我们总是建议尽早考虑每个阶段：部件设计、材料选择、流动、脱模、冷却和长期维护。
👉 仍然不确定如何进行模具设计？需要帮助选择材料或审核您的CAD文件吗？联系Sountec团队- 我们在等待协助您第一次正确地完成它。
❓常见问题❓
三个重要的设计考虑因素是什么？
物料流动、冷却效率和脱模方案。确保塑料在模具中正确填充以形成均匀，并均匀冷却，以免变形并在部件中释放时不留下颗粒。
注塑的四个步骤是什么？
塑化、注射、冷却和脱模。简而言之，熔化塑料，注入模具，冷却成型，然后推出成品。
什么是经验法则？
一个简单的规则：保持零件的壁厚均匀。不均匀的墙壁会导致冷却问题、凹陷和变形，是最常见（且可预防）的设计缺陷之一。
注塑成型的基本知识是什么？
本质上，注塑成型是将塑料熔化并注入模具以制造零件的过程。 一致的高质量结果来自良好的设计、材料选择和模具的设置。
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