在TPE（熱塑性彈性體）注塑加工中，進(jìn)膠口（澆口）設(shè)計(jì)及處理是影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。TPE材料兼具橡膠的彈性和塑料的加工性，但其流動性、收縮率、熱穩(wěn)定性等特性與普通塑料存在差異，導(dǎo)致進(jìn)膠口容易出現(xiàn)縮痕、氣痕、拉絲、流痕甚至斷裂等問題。本文將從進(jìn)膠口設(shè)計(jì)原則、常見問題及成因、解決方案和優(yōu)化建議四個維度，為你提供系統(tǒng)化的技術(shù)指導(dǎo)。

一、TPE進(jìn)膠口設(shè)計(jì)的基本原則

1. 平衡流道與澆口尺寸

• TPE的流動性通常優(yōu)于傳統(tǒng)橡膠但低于PP、ABS等塑料，因此需根據(jù)材料黏度（MFR值）調(diào)整流道和澆口尺寸。例如，對于低硬度（如Shore A 30-50）的TPE，建議澆口直徑≥1.2mm，流道截面積比普通塑料大10%-20%。
• 避免使用過小的點(diǎn)澆口（如<0.8mm），否則易導(dǎo)致剪切熱過高引發(fā)材料降解。

2. 優(yōu)化澆口位置

• 優(yōu)先選擇潛伏式澆口或側(cè)澆口，減少澆口痕跡對產(chǎn)品外觀的影響。
• 避免將澆口直接開設(shè)在產(chǎn)品應(yīng)力集中區(qū)域（如轉(zhuǎn)角、薄壁連接處），否則易引發(fā)開裂。
• 對于透明或高光產(chǎn)品，建議采用熱流道系統(tǒng)或針閥式澆口，實(shí)現(xiàn)無痕注塑。

3. 考慮材料收縮特性

• TPE的收縮率通常為1.5%-3%（比PP略高），需通過澆口尺寸和保壓參數(shù)協(xié)同控制。例如，對于壁厚3mm的產(chǎn)品，澆口截面積應(yīng)設(shè)計(jì)為產(chǎn)品截面積的0.8-1.2倍。
• 針對異形件或厚薄不均產(chǎn)品，可采用順序閥澆口（SVG）技術(shù)，分階段控制澆口開啟和關(guān)閉。

二、TPE進(jìn)膠口常見問題及成因分析

1. 澆口縮痕（Sink Mark）

• 成因：保壓不足、澆口過早凍結(jié)、材料冷卻速率不均。
• 表現(xiàn)：澆口周圍出現(xiàn)凹陷，影響外觀和尺寸精度。
• 數(shù)據(jù)參考：當(dāng)保壓時間<3秒或保壓壓力<60%注射壓力時，縮痕風(fēng)險(xiǎn)增加30%。

2. 氣痕（Air Trap）

• 成因：澆口位置不當(dāng)導(dǎo)致氣體滯留、排氣槽不足。
• 表現(xiàn)：產(chǎn)品表面出現(xiàn)銀白色條紋，嚴(yán)重時引發(fā)燒焦。
• 檢測方法：通過模流分析（Moldflow）模擬氣體流動路徑，優(yōu)化澆口和排氣設(shè)計(jì)。

3. 拉絲（Stringing）

• 成因：澆口尺寸過小、剪切熱過高、材料黏度不均。
• 表現(xiàn)：開模時澆口處殘留細(xì)絲，影響自動化生產(chǎn)。
• 解決方案：增加澆口過渡圓角（R≥0.5mm），降低注射速度（建議20-50mm/s）。

4. 流痕（Flow Lines）

• 成因：澆口流速不均、模具溫度過低、材料未充分塑化。
• 表現(xiàn)：產(chǎn)品表面出現(xiàn)波浪狀條紋，降低光澤度。
• 優(yōu)化建議：將模具溫度提高至TPE材料推薦值（如50-80℃），并采用多級注射速度控制。

三、針對性解決方案與技術(shù)參數(shù)

1. 澆口尺寸優(yōu)化

• 計(jì)算公式：
  澆口截面積?Ag?=v×ρQ?，其中?$Q$?為注射流量，$v$?為流速，$\rho$?為材料密度（TPE約0.9-1.1g/cm3）。
  示例：若注射流量為15cm3/s，流速設(shè)為30mm/s，則澆口截面積需≥0.5cm2。

• 經(jīng)驗(yàn)值參考：

  • 圓澆口直徑：$D=1.2+0.1\times \text{硬度值}$（如Shore A 50時，D≥1.7mm）
  • 扇形澆口寬度：$W=2t+1$（$t$?為產(chǎn)品壁厚）

2. 模具溫度控制

• 加熱方式：
  • 對于薄壁產(chǎn)品（<2mm），建議采用模溫機(jī)將模具溫度穩(wěn)定在60-70℃。
  • 對于厚壁產(chǎn)品（>5mm），可設(shè)置局部加熱區(qū)，避免表面與內(nèi)部溫差過大。
• 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
  • 確保冷卻水道與澆口距離≥15mm，防止局部過冷導(dǎo)致材料脆化。
  • 采用3D打印隨形冷卻水道，可縮短冷卻時間20%-30%。

3. 注射工藝參數(shù)調(diào)整

• 多級注射策略：
  • 第一階段：快速填充（速度80%-100%設(shè)定值），填充至90%體積。
  • 第二階段：減速保壓（速度降至30%-50%），消除縮痕。
  • 第三階段：低壓冷卻（壓力<20%注射壓力），防止?jié)部谡尺B。
• 關(guān)鍵參數(shù)推薦：
  

  材料硬度	注射壓力（MPa）	保壓時間（s）	模具溫度（℃）
  Shore A 30	60-80	3-5	50-60
  Shore A 50	80-100	5-8	60-70
  Shore A 70	100-120	8-12	70-80

4. 澆口后處理技術(shù)

• 自動剪切：采用氣動或液壓剪切裝置，在開模后0.1秒內(nèi)切斷澆口，減少拉絲。
• 超聲波焊接：對于軟質(zhì)TPE（<Shore A 60），可通過超聲波焊接去除澆口，避免機(jī)械損傷。
• 熱流道溫控：使用熱流道系統(tǒng)時，需確保澆口溫度穩(wěn)定在材料熔點(diǎn)±5℃范圍內(nèi)，防止冷膠堵塞。

四、進(jìn)階優(yōu)化建議與案例分析

1. 材料改性輔助

• 添加增塑劑：在TPE配方中加入5%-10%的增塑劑（如DOP），可降低熔體黏度，改善流動性。
• 共混改性：將TPE與少量PP（<20%）共混，提升材料的熱穩(wěn)定性和加工性。

2. 模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

• 疊層模具：采用疊層模具技術(shù)，將單次注射效率提升2倍，適用于大批量生產(chǎn)。
• 氣輔成型：在澆口附近設(shè)計(jì)氣體通道，通過高壓氮?dú)馔苿硬牧咸畛洌瑴p少縮痕和變形。

3. 案例：汽車密封條進(jìn)膠口優(yōu)化

• 問題：某客戶生產(chǎn)的汽車門框密封條，澆口處出現(xiàn)嚴(yán)重縮痕，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢率達(dá)15%。
• 解決方案：
  1. 將澆口直徑從1.0mm擴(kuò)大至1.5mm，并采用潛伏式設(shè)計(jì)。
  2. 增加模具溫度至65℃，延長保壓時間至6秒。
  3. 優(yōu)化注射曲線，實(shí)現(xiàn)分段保壓。
• 效果：縮痕問題完全消除，生產(chǎn)效率提升25%。

五、總結(jié)與展望

TPE彈性體塑料的進(jìn)膠口設(shè)計(jì)需綜合考慮材料特性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、模具工藝和設(shè)備能力。通過科學(xué)的澆口尺寸計(jì)算、精確的工藝參數(shù)控制和創(chuàng)新的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效解決縮痕、氣痕、拉絲等常見問題。未來，隨著模流分析技術(shù)（CAE）和人工智能算法的普及，TPE注塑加工將實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的轉(zhuǎn)型，進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。