高光注塑模具怎么设计？好产品得这样做

婴福乐硅胶奶嘴，是儿童常用生活用品的进口品牌。产品最大外形尺寸为ø37.34 mm x36.56 mm，塑件平均胶位厚度 1.80 mm，塑件材料为液态硅胶（LSR），缩水率为 1.03，塑件质量为 6.6 克。塑件技术要求为不得存在披峰、注塑不满、流纹、气孔、翘曲变形、银纹、冷料、喷射纹、气泡等各种缺陷。

产品必须符合 GB 4806.2-2015 食品安全国家标准 奶嘴。GB 4806.2-2015 标准规定了奶嘴的范围、基本要求、技术要求、迁移试验、标签标识。奶嘴都是硅橡胶材料，其中以硅胶材料居多，硅胶材料在婴幼儿产品上得到特别的青睐，我们在针对硅橡胶产品进行检测的时候，对于婴幼儿产品标准要求会更加严格。

图 1 婴福乐硅胶奶嘴产品图

婴福乐硅胶奶嘴产品如图 1 所示，其生产批量巨大，因此，模具型腔排位多为一模多穴。本套模具设计为 1出 8，模胚为 MDC 3040 A40 B35 C60，由于模具设计结构的特殊性，LSR 模具的模胚一般为非标模胚。

近年来液体硅橡胶（LSR）的注塑技术得到了快速的发展。LSR 的注塑设计与工程塑料有着重要的差别，这主要是因为这两种物料的物理性质，如低粘度，流变学性质（快速固化），剪切变稀性质，以及较高的热膨胀系数等区别较大。

从模具结构来讲，LSR 模具与普通注塑模具相比，具有鲜明的特殊性，在模具设计时必须加以注意。由于 LSR模具在注塑过程中需要加热和隔热，对模具刚度具有较高的要求，在前后模的模板之间均需要增加定位销 39 和48，防止热变形模具错位。在欧洲，上世纪 90 年代，LSR 模具首先是以热流道的形式进行生产。

目前，冷流道在国内也得到了普及使用。婴福乐硅胶奶嘴采用冷流道浇注系统。奶嘴在顶面有小孔，利用冷流道系统阀针的周围间隙进行 LSR 材料的注射

成型就可以便于浇口痕迹的消除，也避免了物料的浪费，也缩短了循环时间。目前所用的冷流道设备有两种基本类型，即闭合系统和开放系统，它们各有优缺点。本套模具为闭合系统。

注射循环中，闭合系统在每一个型腔都采用“开动销”或“针形阀”来控制 LSR 橡胶的流量。闭合系统最典型的特点是在较低的注射压力下进行注塑。设备中可调控的“节流口”可以对不平衡的分流道以及物料的不同剪切变稀性能进行微调。

如果采用冷流道系统，在型腔与冷流道之间设置有效的隔离温度是十分重要的。模板 10 和模板 12 之间设计了隔热板 11，就是阻断温度传递的。特别注意隔热板 11 需要采用高精度隔热板，两面的平行度在 0.02 以内。如果分流道太热，物料在注射前就开始固化，而如果冷却太快的话，它会从模具阀门区域吸收过多热量，妨碍固化的完成。闭合系统的阀门或是开动销 21，一般设计为 0.5－0.8mm 之间，以保证销 21 和它周围物料的流动空间。

图2婴福乐硅胶奶嘴模具图

熔融塑料通过浇口套进入到板 6 和板 7 之间的分流道，通过此分流道再进入两处垂直流道进入到板 7 和板 8之间的分流道中，此分流道呈两个 X 型，分别为 8 个型腔进胶。浇口为潜伏式浇口。销 21 承担关闭浇口的功能，它安装在板 4 和板 5 上。气缸的活塞杆与面板 3 相连，气缸体安装在板 4 上，气缸带动板 4 和板 5 上下移动实现销 21 的关闭。

由于 LSR 的粘度较低，因此它在注射成型过程中，即使在注射压力较低的情况下，填充流速较快，为了避免空气滞留，对模具排气的要求更加严格。模具需要在前模沿着型腔外围开设排气槽。在快速填料过程中，如果空气不能完全排除型腔，将会夹带在硫化后的物料中（通常表现为沿部件周边一圈白边或是内部光滑的小气泡）。

典型的排气槽宽 1－3mm，深 0.004－0.005mm，现已成功应用于生产中。由于 LSR 的粘度低，模具型腔和型芯的加工精度要求较高，分型面的配合精度不能超出 0.01，否则塑件会出现批锋。在条件具备的情况下，尽可能选择高速 CNC 机床配以新刀具，选择合理的编程软件与加工技巧，使得模具具有高的加工精度，满足生产需求。

LSR 成型工艺中，典型的加热方式是电加热，通常采用电热丝加热器、加热管或者加热盘。LSR 的一次型固化过程中，模具内温度的均匀分配是非常重要的。如果表面温度下降过快，会使物料的固化速度降低，不断抑制部件的释放，影响部件的品质。加热器与型腔璧之间需要保留适当距离，可以大大避免模板的弯曲与变形。

对于整体模具加热体系，应该在模仁与模板之间放置隔热板，把热损失降低到最小。如果模具的顶出系统元件较多，在顶针板与底板之间同样需要设计隔热板。另外用隔热板包裹模具，也有助于减少热损失。开模后 LSR 塑件容易粘在后模表面上，这给脱模带来了一定的困难。婴福乐硅胶奶嘴模具，设计了气体顶出装置，气针 29 头部带有倒锥形面，封闭型腔，顶出时起到引气作用，其顶出原理与一般软胶的气体顶出一样。

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