2026年注塑模具流道设计师实操考核试题及答案

2026年注塑模具流道设计师实操考核试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在热流道系统中，当制品为透明PC光学透镜，浇口直径0.6mm，壁厚1.2mm，最佳浇口形式应选A.针阀式浇口 B.边缘浇口 C.潜水浇口 D.直接浇口答案：A解析：PC对剪切敏感，针阀式可在保压结束后迅速关闭，避免高剪切引起的银丝与黄变，同时0.6mm小直径可保证痕迹最小化。2.某八腔平衡流道系统，主流道锥度2.5°，直径由φ8mm降至φ4mm，若材料为ABS，其最大充填压力损失发生在A.主流道入口 B.分流道第一个90°转角 C.浇口台阶 D.冷料井底部答案：B解析：ABS熔体黏度对剪切速率敏感，90°转角产生涡流，局部黏度升高，压力降最大。3.在Moldflow2026版中，若要评估流道“多热流道顺序阀开启延迟”对熔接线位置的影响，应选择的分析序列是A.Fill+Pack+Warp B.Fill+Pack+Cool+Fiber C.Fill+Pack+Compression D.Fill+Pack+SequentialValve答案：D解析：SequentialValve模块可单独设定阀针时序，直接输出熔接线移动轨迹。4.当采用半热流道（Hot-to-Cold）系统时，冷流道段长度L与热流道喷嘴出料口直径D的最佳经验比值范围是A.1≤L/D≤3 B.3≤L/D≤5 C.5≤L/D≤8 D.8≤L/D≤12答案：C解析：太短热量回传导致冷料井失效，太长则压力损失大，5–8倍直径可兼顾密封与补缩。5.对于含30%玻纤的PA66齿轮，流道表面粗糙度Ra控制在多少以内可显著降低纤维取向带来的各向异性翘曲A.0.2µm B.0.4µm C.0.8µm D.1.6µm答案：A解析：Ra≤0.2µm可减少熔体与流道壁的滑移差异，降低纤维定向层厚度，翘曲量下降约18%。6.在采用阀式热流道的叠层模中，若两层面温差>15℃，最易产生的缺陷是A.短射 B.飞边 C.分层起皮 D.尺寸波动答案：C解析：温差导致两层面冷却速率差异，界面处剪切应力超过熔体强度，出现分层。7.某PP折叠盒模具，型腔数32，采用“H”型流道布局，若分流道直径φ6mm，欲实现自然平衡，则二级分流道长度应满足A.相等 B.按型腔间距等差递增 C.按直径平方递增 D.按体积守恒递减答案：A解析：“H”型布局通过几何对称实现自然平衡，各二级分流道长度必须相等。8.当使用热流道系统成型阻燃PBT时，为防止“流涎”现象，喷嘴尖端温度应比熔点高A.5–10℃ B.15–25℃ C.30–40℃ D.45–60℃答案：B解析：阻燃剂降低熔体强度，过高温度导致拉丝，15–25℃区间可兼顾流动性与拉丝控制。9.在3D打印随形冷却模具镶件中，冷却通道距流道外壁最小安全距离为A.2mm B.3mm C.4mm D.5mm答案：D解析：激光选区熔化（SLM）后表面粗糙，需留0.5mm机加工余量，再加最小2.5mm强度壁厚，合计5mm。10.当采用多腔阀式热流道系统时，阀针开启速度由液压改为伺服电机驱动，其主要优势是A.降低能耗30% B.消除液压油污染 C.实现0.01s级同步 D.减少冷却时间答案：C解析：伺服电机闭环控制，可将8腔阀针开启时间差控制在0.01s内，显著减少熔接线强度差异。二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.以下哪些措施可降低流道内熔体“降解”风险A.选用镀铬流道镶件 B.降低螺杆背压 C.增加热流道区段温控PID刷新频率至50Hz D.采用铜合金分流板提高热传导 E.在流道死角处做R0.2mm圆角答案：ACE解析：镀铬层减少熔体挂壁；高刷新频率温控降低超调；R0.2mm圆角消除死角滞留；B背压过低导致塑化不均；D铜合金虽导热好，但本身不直接降低降解。12.在Moldflow中，若出现“Underflow”警告，可能原因有A.浇口尺寸过大 B.流道冷却过度 C.材料黏度模型选择错误 D.阀针提前关闭 E.纤维取向模型关闭答案：BCD解析：冷却过度导致熔体前沿提前凝固；黏度模型错误使流动阻力计算失真；阀针提前关闭直接造成短射；A浇口过大不会Underflow；E纤维模型不影响充填体积。13.关于“熔体翻转”技术（MeltFlipper）在流道设计中的应用，正确描述有A.通过几何扭曲使熔体分层重新分布 B.可降低多腔制品重量差异至0.1% C.适用于所有结晶型材料 D.需配合3D打印镶件实现 E.对玻纤增强材料效果更显著答案：ABE解析：翻转重新排布玻纤取向，重量差异显著下降；C非晶材料同样有效；D传统机加工亦可实现。14.以下哪些检测手段可直接评估热流道系统“热均匀性”A.红外热像仪 B.K型热电偶网格 C.熔体压力传感器阵列 D.超声波探伤 E.高帧率高速摄影答案：AB解析：红外与热电偶直接获取温度场；压力传感器反映黏度间接温度；超声波探伤检测孔洞；高速摄影观察流动，不直接测温。15.在采用“级联注射”顺序阀控制时，若第二段阀针延迟0.05s开启，可能导致A.熔接线外移 B.制品表面流痕 C.气泡困气 D.翘曲方向改变 E.短射答案：ABD解析：延迟使熔体前沿停顿，熔接线外移；停顿处表面温差产生流痕；不同取向导致翘曲方向变化；C气泡与延迟无直接关系；E延迟0.05s通常不会短射。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.热流道分流板采用真空钎焊后，需再做≥900°C固溶处理以提高疲劳强度。答案：×解析：真空钎焊温度已接近材料固溶区间，再次高温会导致晶粒粗化，疲劳强度反而下降。17.对于含LCP的薄壁连接器，流道表面镀TiN涂层可降低熔体剪切生热。答案：√解析：TiN表面能低，减少熔体与金属壁摩擦，剪切热下降约8%。18.在叠层模中，热膨胀差异导致的热流道喷嘴偏心，可通过喷嘴本体设置“浮动环”自动补偿。答案：√解析：浮动环允许0.2mm径向位移，补偿热膨胀差。19.采用“Moldex3D2026”求解器时，开启“黏弹流动”选项会显著增加计算时间，但对流道压力预测精度提升不足1%，故一般建议关闭。答案：×解析：对长流程薄壁件，黏弹模型可将压力预测误差从8%降至2%，建议开启。20.当流道截面采用“梯形”时，若梯形斜度>8°，在相同流量下，压力损失比圆形截面高约15%。答案：√解析：斜度大产生二次流，有效水力直径减小，压力损失增加。21.在热流道系统清洗时，使用PP基清洗料温度应比生产料高20℃以确保碳化层剥离。答案：×解析：过高温度使碳化层更顽固，建议高黏度清洗料在常规温度下通过机械摩擦带走积碳。22.对于高腔数模具（64腔），采用“星形”流道布局比“H形”更易实现自然平衡。答案：×解析：星形布局导致各腔半径差异大，难以自然平衡，H形通过镜像对称更易平衡。23.在流道冷却水路设计中，若采用“串联”方式，出入口温差控制在3℃以内可避免流道板热变形。答案：√解析：温差小，热应力低，变形量<0.01mm。24.当热流道喷嘴加热圈功率密度>12W/cm²时，需强制风冷，否则将缩短加热圈寿命。答案：√解析：功率密度高，表面温度易超500℃，氧化加剧，风冷可降至350℃。25.采用“感应加热”技术对分流板预热，可将预热时间缩短70%，但会导致局部晶间腐蚀。答案：×解析：感应加热为表面非接触，无电解液，不会晶间腐蚀。四、计算题（共25分）26.某十六腔PET预坯模，采用热流道系统，已知：材料：PETIV=0.84dl/g，熔体密度ρ=1.2g/cm³，熔体黏度η=180Pa·s（1000s⁻¹，280℃）制品：单腔重量32g，壁厚3mm，流程比L/t=120:1流道：自然平衡“H”形布局，一级分流道长度80mm，二级40mm，三级20mm，圆形截面要求：各腔充填结束瞬间，最大与最小腔压力差ΔP≤3MPa，且剪切速率γ≤30000s⁻¹试确定：（1）一级、二级、三级分流道直径D1、D2、D3；（10分）（2）浇口直径Dg，并验证剪切速率；（5分）（3）若采用5段级联阀针控制，每延迟0.03s，估算对熔接线位置角度偏移量（预坯圆周360°）。（10分）答案与解析：（1）按“自然平衡+等压降”原则，各段流量Q=16×32g/ρ=16×32/1.2=426.7cm³/s设充填时间t=2.0s，则Q=213.3cm³/s·腔，但分流道逐级减半，Q1=426.7cm³/s，Q2=213.3cm³/s，Q3=106.7cm³/s采用幂律模型τ=Kγⁿ，n=0.75，K=η/(1000^(n-1))=180/1000^(-0.25)=1012Pa·sⁿ圆管压降ΔP=2KL[(3n+1)/n]ⁿ·Qⁿ/(πR^(3n+1))令ΔP1=ΔP2=ΔP3，且总ΔP≤35MPa，迭代得：D1=12mm，D2=9mm，D3=7mm，验算ΔP1=ΔP2=ΔP3≈1.8MPa，总ΔP=5.4MPa，满足差异<3MPa。（2）浇口体积Vg=0.8cm³，t=2s，Qg=0.4cm³/s圆孔γ=4Q/(πR³)，令γ≤30000s⁻¹，则R≥0.43mm，取Dg=1.0mm，γ=16000s⁻¹，安全。（3）PET熔体前沿速度v≈120mm/2s=60mm/s，延迟0.03s，弧长s=1.8mm，预坯外径φ26mm，角度θ=360°×1.8/(π×26)≈7.9°，即熔接线偏移约8°。五、综合设计题（30分）27.项目背景：某新能源汽车电池支架，材料为阻燃PA66+30%GF，外形380mm×140mm×35mm，平均壁厚2.2mm，需两端嵌入铜螺母M6×10，表面要求无浮纤、无熔接线，月产能30万件，拟采用64腔热流道叠层模，两层面各32腔，层距160mm，注塑机锁模力4500kN。任务：（1）绘制叠层模热流道系统三维示意图（轴测），标注主分流板、二级分流板、喷嘴、阀针驱动缸、层间隔热板、铜螺母定位机构；（6分）（2）完成流道平衡计算，给出各级分流道直径、长度、浇口尺寸，并列出熔体前沿到达各腔时间差；（8分）（3）设计喷嘴温度分区方案，要求铜螺母嵌入区熔体温度比周边低8℃，防止铜导热导致材料降解；（4分）（4）制定级联阀针时序表，实现“无熔接线”目标，并给出熔体前沿汇合角度控制策略；（6分）（5）评估层间热膨胀差异，计算160mm层距下，喷嘴偏心补偿量，并设计浮动密封结构；（6分）答案与解析：（1）图略（文字描述）：主分流板位于模具中心，X形布局，左右各伸出二级分流板，每板16喷嘴，喷嘴为针阀式，缸体倒置在分流板背面，层间设0.2mm气隙+陶瓷隔热垫，铜螺母采用真空吸持定位销，伸入型腔2mm，保证同轴φ0.05mm。（2）采用“双H”对称，单腔重量18g，总Q=64×18/1.35=853cm³/s，充填时间1.4s按幂律n=0.68，K=1240Pa·sⁿ，迭代得：主分流道D=16mm，L=120mm；二级D=11mm，L=60mm；三级D=8mm，L=30mm；浇口Dg=1.2mm，扇形宽6mm，厚0.8mmMoldflow验证，各腔到达时间差0.04s，<5%充填时间，视为平衡。（3）喷嘴分区