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一个朋友发来两张模拟视频，是竖三条模头的浇注模拟视频。他对目前公司的竖三条模头进行了相应的改进，感觉改进后的模头钢水流动平稳，充型比较好，想知道这种竖三条的模头在设计时应注意什么，中间部分的尺寸应该如何设计，连接部分有没有更好的方案?
实际上在第一种方案中，中间部分是顶注式的浇注方式。两边属于底注式的浇注方式。撇开两边的底注式浇注,单说中间的顶注式浇注系统。我们在这里不讨论顶注式浇注系统的优点，只说它的缺点。顶注式浇注系统，容易形成飞溅、紊流。实际上从模拟视频的画面我们基本上能看出大致。但是,这种浇注系统比单纯的顶注式浇注系统好的地方在于有分流,能泄压，并通过一段距离的流动减少素流的影响，对于两边的直棒金属液平稳充填帮助不少。另外一点，尽管金属液是从中间注入，但是实际上两边两条直棒上的温度场与中间直棒的温度场并不一样。中间是上热下冷，温度场是正确的，但是，两边的温度场是下热上冷，温度场对于补缩来说，是反向的。我们之所以这么说，是因为大多数情况下我们都是重力浇注，金属液的流向是从上到下，也希望上面的热金属补缩下面的冷金属液，这样才能形成正确的补缩，铸件中的缩孔缩松才能引到铸件外面。当然，金属液最后还是从上面流入了两侧的直棒，这对两侧直棒形成正确的温度梯度是有益的。但是，这对两侧直棒排气是有损伤的。因为两侧金属液形成了倒灌，堵塞了金属液中气体的排出通道，这是这个浇道设计的一大缺点。第二种方案在中间直棒与两边直棒中间增加了连接,在改变钢水升液同步性方面有了很大提高。由于中间有了连接，三支棒形成了连通器，所以升液速度相对均衡，钢水的温度梯度是正确的，上热下冷，对于铸件补缩来说，这个方案应该是有绩效的。当然，中间直棒金属液的平稳充填也比方案一有了提升，相对来说，两边直棒中金属液的平稳会受到影响。金属液的倒灌问题得到解决。我们仔细看这个充填视频，发现在中间的辅助连接部位出现不同的充填状态。靠底部的辅助连接是金属液流向两边直棒，也就是说它的充填超前于两边的直棒，而靠上面的辅助连接则滞后于两边的直棒充填,这种有前后顺序的充填非常容易造成金属液以及型腔中气体的逃逸困难。因此，也非常容易产生气孔缺陷。另外一点，这个浇注系统最大的缺点就是没有排气设计，这是这个模头设计欠考虑的地方。特别是在第一种方案下，倒灌憋气是很自然的。还有一点需要指出的是，排气槽一定要设计在浇口杯的顶部，否则，没有任何意义。
在《熔模铸造手册》中对浇注系统的功能和要求有如下的要求：1.充填，保证精确复制型腔的形状：防止出现浇不到、冷隔等铸造缺陷。金属液浇注充填平稳，避免卷入气体、夹杂和合金二次氧化。2.补缩，能充分补充铸造凝固时的体收缩，避免产生缩孔（松）3.排蜡，模料熔失时排蜡通畅。4.配热，铸件冷却凝固时温度分布合理，避免产生热裂、冷裂、变形、内应力。5.辅具，具有一定强度以支撑熔模，方面制壳操作和铸件切割，防止熔模脱落和型壳断裂。实际上这里面包括了几层意思：浇注平稳、不能卷气、做好排气措施；铸件要有正确的温度梯度；排蜡通畅；温度场要均匀；能支持蜡件。实际上一般工艺员考虑的 1、2、3、5 条，第4 条很少考虑，除非是铸件出现类似情况时，才子以关注。但是，排气往往是工艺员容易忽略的情况，这一点值得大家注意。
我们总结一下这两个浇注系统设计的优缺点：第一种方案有憋气的可能，两侧直棒上组合的铸件有可能温度梯度不对，但是，最后的金属液从顶部直接流入两侧直棒对温度梯度的改变有益，但是也造成了憋气的可能。第二种方案相对来说，比第一种方案要好得多，无论是温度梯度还是金属液的平稳性比第一种方案优化很多。如果说建议的话，我觉得第一中间直棒尽量能粗一些，也就是直径相对大于两侧的直棒；第二就是模头上尽量能加上排气措施可能更好。
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