第 43 章：粘料头（Sprue stick）

Steve Brammer，Randy Kerkstra，GEMINI & CHATGPT

43.1  定义

料头（主流道）是流道系统的一部分，提供了从注塑机喷嘴到模具的塑料通路。当模具打开后，主流道还留在定模 侧，我们就说主流道粘模了。图 43.1 是典型主流道的照片。

43.2  粘料头问题的可能原因4M 表

注塑工艺	模具	机器
保压压力过大	浇口套孔内倒扣	喷嘴问题	含水率
保压时间过长	浇口套加工处理不良	机器性能	原料类型
冷却时间过短	拉料针	射座接触压力	添加剂
模温过高	浇口套的冷却
喷嘴温度过低	锐角

43.3  粘料头的问题解决

很多的原因会造成料头粘模。当料头粘模时，下一模不会生产出产品，这应该会导致注塑机监控报警。处理料头粘把烧红的螺丝/铁丝插入到料头内，冷却后再用钳子夹出。 

43.3.1  注塑工艺问题引起的粘料头

注塑工艺方面的原因包括：

  保压压力过大  保压时间过长  冷却时间过短  模温过高  喷嘴温度过低   座退

43.3.1.1  注塑工艺问题：保压压力过大

如果保压压力太大，可能会导致料头过保压，导致料头粘模。因为正常情况下，料头是包括产品和流道系统在内的 最厚胶位的地方，作用在它上面的保压压力也最大。

检查保压压力设定是否和标准参数一致。如果怀疑是保压压力问题，去除保压压力来验证压力对料头的影响。如果没有保压压力的时候料头不粘模，那么过保压可能是限制料头收缩并造成料头粘模的原因。

保压压力过低也会导致料头粘模，如果料头的厚壁位置形成大空洞的话。料头的厚壁位置形成空洞，会造成料头在 模具开模时断裂。如果料头断成两截，在断裂位置有空洞，那就需要增加保压压力或时间来消除空洞。

43.3.1.2  注塑工艺问题：保压时间过长

如果在浇口冻结之后，保压压力还在维持，那保压压力唯一能做的事，就是保缩流道和料头。过长的保压时间，会 导致料头过保压，导致料头粘模发生。除了潜在的料头粘模问题，保压时间长还会导致成型周期延长和料头重量增 加，这两个方面都会增加注塑的成本。更进一步说，注塑机浪费了额外的能量来维持这额外的保压时间，这也增加 了制造成本。

保压时间应该对比浇口封闭时间来评估是否过长。

如果制程是有进行浇口封闭实验的，在浇口封闭的时间上再增加 5%~10%的时间来确保浇口封闭，是一个好的做法。 有的公司会定一个标准的保压时间增加量，添加在浇口封闭时间上。选择一个方法，并确保这个方法得到执行。

检查保压时间，并确认保压时间设定是正确的。同时也要检查浇口封闭时间，并确定保压时间的选择是合适的。如 果保压时间过长，有必要缩短保压时间来确认料头粘模问题有无改善；为了保证周期的稳定，减掉的保压时间，要 增加到冷却时间上。因为从产品的角度来讲，周期如果有变化，有的客户会要求重新验证产品。

43.3.1.3  注塑工艺问题：冷却时间太短

如果冷却时间过短，料头可能没有充分收缩，没办法从浇口套脱模。冷却时间太短的话，料头也会太热（太软）而 不能稳定的脱模。料头太热的话，有时会从拉料针处断开，粘在浇口套里。

检查是否有充分的冷却时间，来确保料头的脱模。增加冷却时间，可以验证冷却时间段是否造成料头粘模问题。如 果增加冷却时间可以改善粘模问题，检讨模具上能否增强浇口套区域的冷却。

43.3.1.4  注塑工艺问题：模温过高

模温高，会产生冷却时间短一样的后果。料头可能会收缩不够而无法脱模，或者是料头太烫，而在开模时断开。

检测浇口套附近的模具表面温度。如果模具温度过高，确定这是新出现的问题，还是模具温度一直都是偏高。

检查模具冷却方面的问题，包括：

  水温  水流量  水路接法  水路里的水垢

上面的任何一个冷却问题，都会降低塑料的冷却速率，必须在模具的生命周期里做好管控，来保证模具冷却能力的 一致性。如果对比标准参数上的记录有任何的变化，纠正它。

热成像照片，能帮助确认注塑产品、流道、料头的过热点。在工艺的开发阶段，基准的热成像图片要记录保存下来， 作为后期问题解决的对比参考。对比现在和基准的热成像图片，或许能指明模具的冷却问题。

43.3.1.5  注塑工艺问题：喷嘴温度过低

偶尔的情况下，喷嘴温度低会造成喷嘴头部有一大块冷料，这个冷料在模具打开时和料头断不开，造成料头粘模。 增加喷嘴温度可以改善这个问题。

43.3.1.6  注塑工艺问题：座退

机器有座退的功能设定，可以让射座在模具打开前后退。有的时候使用座退功能可以帮助料头和喷嘴断开，改善料头粘模问题。如果有使用座退功能的话，要注意喷嘴处如果有流涎，长时间的话，会导致喷嘴尖或浇口套 R 角损坏 （这也会导致料头粘模）

43.3.2  模具问题引起的粘料头

模具方面可能造成料头粘模的原因有：

  浇口套内的倒扣  浇口套加工处理不当   拉料针

  浇口套的冷却   锐角  主流道或流道直径太大

43.3.2.1  模具问题：浇口套内的倒扣

浇口套孔内的任何倒扣，都可能导致料头粘模。如果浇口套被铁质工具损坏造成倒扣，也会导致粘模问题。浇口套 通常用带锥度的铰刀加工，会留下圆环形的铰刀痕，这个刀痕会导致粘模。有的时候，浇口套孔需要沿脱模方向抛 光处理，来保证料头的脱模。图 43.2 是料头放大后的加工痕迹，这些都可能造成粘模问题，沿脱模方向抛光，可以 去除这些倒扣。

检查浇口套和喷嘴接触的 R 角位置是否有损坏。塑料会从破损的位置泄漏，并形成倒扣。R 角位置有破损的话，料 头的头部（顶部）会有飞边存在。

玻纤增强的塑料会慢慢侵蚀浇口套钢材。这个侵蚀会形成倒扣，导致料头粘模。当浇口套出现侵蚀时，最好是换掉 浇口套，而不是抛光侵蚀的位置。

43.3.2.2  模具问题：浇口套加工处理不当

和通常的粘模问题一样，有的材料需要沿脱模方向抛光，有的材料需要喷砂处理。典型的例子是 TPU 材料，喷砂处 理的浇口套脱模效果更好。如果料头粘模，又找不到明显的原因，检讨换一种表面处理是否会有改善。

圆周方向的抛光，会产生圆环状的很小的倒扣，这可能会导致料头粘模。正确的抛光方法可以避免这个问题。

很多材料，包括 PC 、ABS 、PA，沿脱模方向抛光的话效果最好。而 PP 这里软质材料的话，抛的太亮反而会导致粘 模。不要先入为主的假设，抛的越光亮细腻越不会有粘模问题。浇口套要沿着脱模方向抛光并不容易，但这可能就 是改善粘模问题的解决方案。320#的砂纸，沿脱模方向抛光，正常情况下可以解决粘模问题。

43.3.2.3  模具问题：拉料针

有很多种拉料针的设计形式，用来帮助料头脱模。最常用的设计是“Z”形拉料针，设计在冷料井的下方。通常，“Z ” 形拉料针的拉力很强，足够把料头拉出。冷料井的反锥度设计，不一定有足够的拉力，要么反锥太大无法顶出。“Z ” 形加工在冷料井的顶针上的，要注意对锐角进行 R 角过渡，避免塑料在锐角处断裂。

图 43.3 是“Z”形拉料针的一个案例。主流道下方的顶针，磨短作为冷料近，并加工了倒扣来帮助模具打开时拉住 料头。

图 43.4 是反锥度形的冷料井，并增加了一圈倒扣，来帮助拉住料头，避免料头粘模。这一圈倒扣，虽然能够帮助料

头脱模，可能会产生料屑问题。

译者注：上面的 2 张图片，冷料井的尺寸都是错误的。

图 43.5 是“Z”形拉料勾断开的案例。这可能是因为“Z”形拉料勾加工的太深，或者是没有倒 R 角。“Z”形拉料勾 的断裂粘模，可能会导致料头粘模

43.3.2.4  模具问题：浇口套的冷却

因为料头的根部，通常是壁厚最厚的位置，冷却是保证料头固化到可以脱模程度的关键。模具的冷却水路设计，应 该能保证浇口套均匀的冷却。也要注意，浇口套和模具要有很好的接触来保证模具和浇口套之间的热传递。任何接 触不良或接触面积的减少，都会降低浇口套的冷却能力。

使用铍铜材料加工的浇口套，如果正确使用的话，可以很好的改善料头的冷却。不管是使用什么高导热的材料，必 须要有冷却水路来保证热量的移除。如果没有冷却水路的话，热量没地方去，导致浇口套的温度越来越高，反而使 问题更糟糕。

另一个做法是，用单点热嘴代替浇口套。单点热流道的两个主要优势是：

1.     不用等待主流道冷却，可以缩短周期时间

2.      降低废料的重量，因为没有主流道废料

43.3.2.5  模具问题：锐角

主流道和流道的交接位置，应该要圆角过渡，避免应力集中断裂，以及降低塑料剪切。如果倒角效果不好，可以增 加薄的三角筋位，这个筋位会很快冷却，增加料头的结构强度。如果筋位加强能解决问题的话，原因通常是流道和 料头的直径过大。这种时候，增加 R 角只会增加流道的体积，导致问题更糟。

43.3.2.6  模具问题：料头或流道直径过大

料头和流道的尺寸太大，会需要更长的周期时间来固化料头，避免料头和流道断开粘模。这个问题很常见，还会导 致不必要的流道废料浪费。

料头和流道的尺寸太大，经常会导致周期时间加长。如果在期望的周期时间，料头和流道还是太软，可能就是尺寸 太大，或是流道和料头的冷却不足。很多场合，换用孔径小的浇口套会有显著的周期改善。注塑周期应该由产品来决定，而不是料头或流道。

43.3.3  机器问题引起的粘料头

潜在的机器原因有：

  喷嘴问题  机器性能  射座接触压力

43.3.3.1  机器问题：喷嘴问题

喷嘴或喷嘴尖的损坏，会导致料头粘模。常见的问题，比如喷嘴尖和浇口套接触的地方破损，导致塑料会漏出，形 成倒扣。破损的喷嘴尖需要修复或者替换。

另一个需要观察的地方，是喷嘴的孔径是否和浇口套匹配。喷嘴的孔径要比浇口套孔径小 0.5~0.7mm，喷嘴孔径过 大会形成倒扣，导致料头粘模。

同时也检查喷嘴的 R 度是否正确。常见的喷嘴 R 度是 12mm 或 15mm。要确保使用的喷嘴 R 度是正确的，很多工厂 使用相同的喷嘴 R 度标准，但是转移的模具可能会有不同的 R 度。也有时候，模具设计的时候没有标注浇口套的 R 度，然后错误 R 度的浇口套出现在模具上。R 规可以用来检查喷嘴和浇口套的 R 度是否正确。

检查喷嘴和浇口套是否对中，可以放一个纸片在浇口套处，射座前进，喷嘴碰到纸片和浇口套；射座后退，取出纸 片检查有无接触问题。有时喷嘴前进接触时，有明显的跳动，这就说明喷嘴和浇口套不对中。

在成型加纤的材料时，喷嘴会受到侵蚀，在喷嘴孔里形成倒扣；这个倒扣或造成料头粘模。检查料头通常可以发现， 有无倒扣的存在，如果有倒扣的话，喷嘴尖通常就需要替换才能消除粘模问题。图 43.6 展示的是尼龙料的喷嘴尖， 因长期生产加纤尼龙，而在内部形成了倒扣。加纤原料对钢材的侵蚀能力可能让人难以相信，但是玻纤叠加高剪切 速率，会导致很多意想不到的问题。

43.3.3.2  机器问题：机器性能 参考第 8 章。

43.3.3.3  机器问题：射座接触压力

如果发现喷嘴和浇口套接触的位置有漏料，检查射座的接触压力是否正确设置。如果压力设置的太低，射座可能会 被撑开，导致喷嘴尖处漏胶，这个漏胶形成倒扣，导致料头粘模。

43.3.4  原料问题引起的粘料头

原料相关的可能原因有：

  含水率  材料类型   添加剂

43.3.4.1  原料问题：含水率

如果生产使用的是潮湿的原料，原料会降解变得非常容易粘模。如果使用的是吸湿性的原料，检查原料是否充分干 燥（检测含水率）。有的材料比如 TPU、聚酯、PC 等，对水分非常敏感，如果干燥不良的话，会有很多的成型问题。

详细信息请参考第 9 章。

43.3.4.2  原料问题：材料类型

材料类型方面第一件要考虑的事情是，材料是不是含有玻纤等侵蚀性填充物。玻纤的磨耗性很强，会侵蚀浇口套的 钢材；如果侵蚀到一定程度造成倒扣，料头就会粘模。如果要长期生产加纤原料，花点钱在浇口套上，使用更硬的 钢材，回报是值得的。

有的原料天性就容易粘模。比如尼龙、聚酯、TPU 、PC 等，料头就容易粘模；软胶的材料比如 PVC 、TPE 等，容易 拉断，或者从拉料针里脱出，造成粘模。

软胶材料比如 TPU，浇口套要喷砂处理而不是抛光，这听上去和我们的直觉相反，但是对料头脱模会有帮助。如果 TPU 材料有料头粘模的问题，原料以及验证是充分干燥的，那浇口套就需要喷砂处理了。

43.3.4.3  原料问题：添加剂

原料里面如果缺少脱模剂的话，也容易发生粘模问题。如果是刚换用一批新到的原料，粘料头问题就开始出现了， 这时间就需要联系原料供应商。当然，也不是一有什么问题，就打电话给原料供应商，这会像“狼来了”一样，让 供应商对我们失去信任。先确保所有的厂内的可能问题原因，都已经排除在外了。比如烘干机的露点出了问题，你却打电话给原料供应商，浪费的是大家的时间。

如果色母里含有脱模剂，检查色母的添加比例是否正确。也要评估，相同的原料，是不是有的颜色更容易发生粘模 问题？因为这就说明，色母里有不同的添加剂，或者色粉本身的成核效果不同。对于结晶性材料来说，不同的成核 效果意味着冷却速率和收缩率的差异，这可能会影响到料头的脱模。