厚壁、三向匯流、密封尺寸要求嚴(yán)，怎樣讓三接口(如T形、Y形)塑料管件既不縮陷、不變形，又能穩(wěn)定通過氣密/水壓測試?模具如何設(shè)計，制造環(huán)節(jié)怎樣把控，試模迭代有哪些關(guān)鍵動作?下面給出一套工程化、可落地的完整流程。
一、產(chǎn)品與材料解析(DFM起點)
1)結(jié)構(gòu)類型與關(guān)鍵尺寸
形態(tài)：T形三通(90°)、Y形三通(45°)、等徑/異徑、承插/外螺紋/內(nèi)螺紋等。
關(guān)鍵位：承插口(止口、密封斜面)、流道圓角、壁厚過渡處、加強(qiáng)筋與對接定位面。
尺寸關(guān)注：同軸度、圓度、密封面跳動、承插深度公差、三心交匯處肉厚。
2)常見材料與收縮
PP-R、PP、ABS、PVC-U、PA66(可加纖)、PVDF等。
收縮率與耐溫性差異顯著：PP-R、PP收縮較大且各向異性明顯;玻纖增強(qiáng)料流動方向收縮更小但翹曲風(fēng)險上升;PVC熱敏、對剪切與停留時間敏感。
選材驅(qū)動模具策略：耐腐蝕(如PVC建議不銹鋼系鋼材)、厚壁冷卻能力、澆口與保壓能力。
3)壁厚與過渡
厚壁區(qū)(接頭交匯)建議漸變過渡，避免突階;過厚處預(yù)留冷卻與保壓“資源”。
內(nèi)外圓角合理化，減小應(yīng)力集中與熔接痕可見度。
二、模具總體方案(型腔/分型/脫模)
1)型腔數(shù)與布局
厚壁三通優(yōu)先單腔或少腔布局，確保冷卻、保壓與穩(wěn)定性。中小件可做2腔對稱布置，注意澆口平衡與冷卻獨立。
2)分型面選擇
通常沿外圓/肋位布置主分型面，保證密封面與外觀面的完整性與排氣通暢。
復(fù)雜承插或法蘭面可用鑲件分割，便于拋光與維護(hù)。
3)型芯與側(cè)向抽芯
主通道采用長細(xì)型芯，支路用滑塊(斜導(dǎo)柱)或油缸側(cè)抽芯形成分支內(nèi)孔;三芯交匯處采用整體鑲件+圓角過渡提高強(qiáng)度與冷卻效率。
若有內(nèi)螺紋承口，采用旋轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu)或可分型螺紋鑲件。
4)脫模方式
厚壁承口區(qū)采用推環(huán)/推管(套筒)+頂針輔助，避免頂針印;對密封面使用環(huán)形推板或斜面脫離。
適當(dāng)配置脫模氣，降低包緊力與表面拉白風(fēng)險。
三、澆注系統(tǒng)(熱/冷流道、澆口策略)
1)熱流道優(yōu)先
厚壁三通、料價較高或?qū)ν庥^/焊線嚴(yán)格的場景，采用熱流道+閥針優(yōu)先：
中心進(jìn)膠(三通匯合厚區(qū))可縮短流動路徑、降低焊線顯著性。
順序閥針有助于控制熔體前沿會合，優(yōu)化熔接角與氣體夾帶。
2)冷流道場景
試制或成本敏感可用冷流道+點澆;需設(shè)計冷料井與斷料槽，確保制品與流道分離穩(wěn)定且不拉絲。
3)排氣與溢邊
在熔接/末端設(shè)微排氣槽(深0.01–0.02 mm，寬3–6 mm，參考材料而定);必要時在隱蔽位置布置溢邊槽帶料排氣。
閥針座與滑塊接觸面預(yù)留微排氣間隙，防氣紋與燒焦。
四、冷卻系統(tǒng)(厚壁件的成敗點)
1)環(huán)繞厚區(qū)的高效冷卻
在三通匯合與承插口周邊設(shè)計密集水路，盡量貼近型面(注意強(qiáng)度);
采用**擋板/擾流針(baffle)**提升換熱;
條件允許時使用近凈成形3D水路(SLA/金屬增材)，顯著縮短周期與降低翹曲。
2)型芯冷卻
長細(xì)型芯可用中心通水+側(cè)孔回水或?qū)徙~合金鑲件;
高溫差區(qū)域分回路控制模溫，減小各向收縮差。
五、鋼材與表面(壽命與可維護(hù)性)
1)鋼材選型
型腔/型芯：S136(耐腐蝕、可高光)、1.2344/H13(熱疲勞好，氮化后耐磨)、或不銹系。
模架：P20/718;滑塊與斜導(dǎo)柱區(qū)域用高強(qiáng)耐磨鋼并鑲塊化。
2)熱處理與表面
淬火硬度：型芯/型腔一般48–52 HRC(視鋼種);滑動件表面氮化/TiN以降磨。
拋光等級依密封面與外觀要求確定，紋理(Etch)放在非密封功能區(qū)。
六、精密定位與耐磨結(jié)構(gòu)
導(dǎo)柱導(dǎo)套、斜導(dǎo)柱+鎖緊楔確?；瑝K重復(fù)定位;
預(yù)壓與限位防止高壓注射時分型線張口;
安放耐磨塊/導(dǎo)軌，潤滑槽與油嘴便于保養(yǎng)。
七、制造工藝路線(從毛坯到裝配)
工藝卡&檢具方案 → 毛坯預(yù)留 → 粗加工(CNC/車/鏜)
消除應(yīng)力 → 半精加工 → 熱處理/時效
精加工(五軸/鏡面火花機(jī))→ 水路/油路/定位孔
EDM細(xì)部 → 拋光/紋理 → 預(yù)裝配和干涉檢查
水壓/氣密檢具配合 → 模具總裝 → 模面藍(lán)油檢驗 → 出廠前試漏
加工要點：
型芯同軸度與端跳控制(基準(zhǔn)統(tǒng)一)是承插密封的“命門”;
滑塊滑移面與斜導(dǎo)柱配研，確保預(yù)壓與光潔度;
水路壓測與流量實測，避免氣堵/滲漏。
八、注塑工藝窗口與參數(shù)思路
1)充填與保壓
厚壁件采用中速充填+高保壓，密封面遠(yuǎn)端優(yōu)先保證飽滿;
切換位置基于體積法(澆口凍結(jié)前完成主要補(bǔ)縮);
分段保壓/逐級降壓，配合閥針順序開閉優(yōu)化焊線。
2)溫度與模溫
材料工藝溫度按供應(yīng)商窗口;模溫控制分區(qū)獨立，厚區(qū)略低以加快固化，薄區(qū)略高保證表觀與拼合。
PVC/熱敏料強(qiáng)調(diào)低剪切與短停留，避免分解與黑點。
3)冷卻與開模
冷卻時間以曲線穩(wěn)定而非單一溫度為準(zhǔn);
適當(dāng)延遲開模，防止頂出白印與變形;必要時加脫模氣與推環(huán)協(xié)同。
九、試模(T0/T1/T2)與缺陷優(yōu)化
1)常見缺陷與對策
短射/氣紋：提高料溫/模溫、改善排氣/溢邊、閥針順序優(yōu)化。
熔接線明顯：調(diào)整澆口位置/開針時序、局部加溫、改流道截面。
縮痕/凹陷：延長保壓/提高保壓、加近端冷卻、壁厚過渡圓滑化。
翹曲/同軸度超差：模溫均衡與冷卻對稱化，局部加拉料筋或后段工藝補(bǔ)償。
頂出拉白：推環(huán)替代頂針、降低開模速度、型面鍍層減摩。
2)數(shù)據(jù)化驗證
量產(chǎn)窗口鎖定：充填時間、V/P切換點、峰值壓力與保壓曲線;
尺寸/同軸/圓度用CMM與功能規(guī)校核，氣密/水壓按工況試驗;
保留每次迭代“參數(shù)-缺陷-改善”閉環(huán)記錄。
十、量產(chǎn)與維護(hù)(SOP & PM)
SOP：上模、預(yù)熱、調(diào)機(jī)、首件確認(rèn)、巡檢頻次、停機(jī)保養(yǎng);
PM：滑塊導(dǎo)軌/斜導(dǎo)柱定期加脂與磨損測量;閥針、彈簧、密封圈、導(dǎo)柱導(dǎo)套、推環(huán)等列易損件清單;
模腔表面定期清洗與防銹;停機(jī)>72h做防潮封存;
建立模周轉(zhuǎn)臺賬：產(chǎn)次、缺陷、維護(hù)記錄、備件替換。
十一、檢具與質(zhì)量控制(與標(biāo)準(zhǔn)對齊)
功能檢具：承插深度、密封面圓跳動、外徑/內(nèi)徑公差、同軸度;
氣密/水壓：按材料與應(yīng)用工況設(shè)限(如冷熱水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等對應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn));
外觀：熔接線可見度、縮痕等級、流痕/銀絲;
過程控制：SPC監(jiān)控關(guān)鍵尺寸，批次留樣與可追溯編碼。
十二、成本與周期構(gòu)成(用于立項決策)
成本因子：型腔數(shù)、熱流道(閥針數(shù))、側(cè)抽芯數(shù)量與行程、鋼材等級與熱處理、3D水路/銅合金鑲件、加工工時、檢具/試壓工裝。
周期因子：DFM與模流分析充分度、鑲件數(shù)量、熱處理排期、試模迭代次數(shù)、客戶驗證時長。
合理的先樣后優(yōu)策略(先做單腔驗證+標(biāo)準(zhǔn)化水路/滑塊/推環(huán))，可顯著降低總風(fēng)險與返工率。
十三、可復(fù)用的設(shè)計細(xì)節(jié)清單
三通匯合處壁厚漸變與R角>0.5×壁厚，避免尖角應(yīng)力。
中心閥針進(jìn)膠優(yōu)先，必要時順序閥針，焊線移至非功能面。
厚壁區(qū)密集水路+擋板，型芯采用中心通水或高導(dǎo)熱鑲件。
推環(huán)/推管頂出敏感面，配脫模氣，頂出行程二段控制。
滑塊鎖緊楔+預(yù)壓，斜導(dǎo)柱角度與行程滿足側(cè)孔完整成形。
可更換鑲件覆蓋磨損區(qū)與文字標(biāo)識，便于維護(hù)與換版。
排氣槽放在熔體末端與焊線附近，溢邊槽隱蔽布置。
統(tǒng)一基準(zhǔn)，先裝配后研配，同軸度/圓度以功能面為基準(zhǔn)丈量。
試模記錄“參數(shù)-缺陷-對策”，凍結(jié)工藝窗口并形成SOP。
量產(chǎn)PM周期：按產(chǎn)次設(shè)A/B/C保養(yǎng)等級，備件清單與壽命閾值明確。
三接口塑料管件的難點并不在“能不能注滿”，而在厚壁補(bǔ)縮、焊線控制、同軸/密封面精度與冷卻均衡的綜合權(quán)衡。把DFM—澆注—冷卻—抽芯—鋼材—加工—試?！慨a(chǎn)逐環(huán)打通，模具就能既穩(wěn)又快地進(jìn)入可復(fù)制的量產(chǎn)狀態(tài)。
