10.1热流道的定义
热流道模具是将浇注系统的塑料加热并始终保持在熔融状态的一种无流道模具。所谓热 流道成型是在传统的二板模或三板模内的主流道与分流道部位设置加热装置,使从注塑机喷 嘴起至型腔人口为止的熔料,在注射成型期间始终保持熔融状态,在每次开模时不需要将废 料取出,滞留在浇注系统中的熔料可在再一次注射时被注入型腔。理想的热流道注塑系统应 形成密度一致的部件,不受所有的流道、飞边和浇口的影响。
热流道浇注系统为无流道模塑主要类型,常用于多型腔模具,一般采用点浇口。
10.2流道類的优缺点
10.2.1热流道模具的优点
①减少冷流道凝料体积,降低了注塑成本,省去粉碎冷流道凝料设备,节省人力。
②简化模具结构,可使三板模成为两板式模具而采用点浇口进料。因无需二次分型, 容易实现自动化操作,有利于多型腔的模具开发。
③缩短成型周期,减少注射时间和冷却时间,提高注塑机生产效率。注射压力损失小, 能降低注射压力和锁模力,降低注塑设备使用成本。
④热流道模具的流道比冷流道模具的流道短,减少了熔体在流道内的热量损失,有利 于压力传递,从而克服因补料不足而产生的收缩凹痕。应用热流道技术提高了制品成型 质量。
⑤可直接用浇口成型制品。利用针阀式浇口控制浇口启闭的时间,可改观、消除或转 移制件的熔接痕、变形、气穴等外观缺陷。
⑥可直接以侧浇口成型单个制品,减少了制品的后续加工。
10.2.2热流道模具的缺点
①模具结构复杂,模具费用增高,由于加热装置、温控系统绝热结构及其他因素,成 型准备时间长,小批量生产成本髙。
②需要增加设计和维修项目,模具的设计和维修较复杂。
③容易引起塑料降解、变色等危险,不适用于某些塑料品种和注射周期长的制品。
④由于热流道系统的加人,注射成型的技术难度较高,同时对注塑机设备有较高要求。
⑤对塑料要求较高,必须去除塑料中的异物(否则异物堵塞浇口时,检修麻烦又费时)。
⑥更换塑料颜色或树脂需要时间,所以不适合于需要常换颜色或树脂的模具,或需要 提前同热流道厂商沟通制定专用热流道。
⑦技术要求高。对于多型腔模具,采用多点直接热流道模具成型时,技术难度很高, 包括流道流延、拉丝、堵塞、热流道类型的选定与设计等问题需综合考虑。
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10.3.1热流道的组成零件
热流道系统的结构如图10-1、图10-2所示。热流道浇注系统主要由热喷嘴、热流道板、 加热元件、温控器等组成。热流道模架结构与二板模大体相同,但型腔进料的方式又和三板 模具相同,同时兼具二者的优点。
①喷嘴。将从注塑机料筒来的熔料通过主喷嘴(又叫主流道环)送到分流道内。热流 道喷嘴如图10-3所示。与热流道板连接的喷嘴称为二级喷嘴。通过分喷嘴将熔体送到模具 的型腔或附加的冷流道。热流道模具按喷嘴结构形式不同分为多种形式,类型均大同小异,但各个厂家的加工工艺和实施方法有很大区别,这决定了热流道系统的质量和价格的差异。二般有开放式、针阀式和其他几种特殊形式(烧口为喷嘴或模具的一部分)。
②热流道板。通过热流道板将熔料送入各个单独喷嘴,在熔料传送过程中,尽可能使熔料流到各喷嘴并均衡(自然平衡和人 工平衡)到达,且不允许塑料降解。常 用热流道板的形式有一字形、H形、Y 形、X形,如图10-4所示;结构上有外 加热流道板和内加热流道板两大类。分 流道,在两个喷嘴之间,分流熔料。有些应用场合中,单独喷嘴可以不需分流 道板。
如图10-5所示的标准板式流道板,其流道通常是在流道板的对称轴线上钻 出的。其结构如下:流道板的中央是主 喷嘴1,相对的一侧是支撑垫3,它承 受注塑机油压。沿着流道板还有定位销。在流道板端面的斜角上设置第二个 定位销5。流道板压人到流道板喷嘴对面模具内,压紧在流道板一边的承压圈上。从流道到进人喷嘴流道的传输应沿着圆弧,没有任何死点来滞留熔体。为 此,端面堵塞7被成型加工,装在流道上,此堵塞制造成足够长度,能退出流道又能对准喷嘴,有一定尺寸范围可布排。管状加热器10或加热棒平行地置于流道旁。热电偶11安装在主流道杯与喷嘴之间。流道板可附有外 部绝热的反射铝膜12,反射热辐射。绝缘板13防止注塑机的床身板的热渗透。
图10-6 (a)所示为另一种系统的流道板设计,流道板用两个螺栓固定在模板上,使模具安装更容易。
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③加热元件。如图10-7所示,加热元件是热流道系统的重要组成部分,其加热精度和 使用寿命对于注塑工艺的控制和热流道系统的稳定工作影响重大。加热元件一般包括加热 棒、加热圈、管式加热器、螺旋式加热器(加热盘条)等。
④温控器。图10-8所示温控器就是对热流道系统的各个位置进行温度控制的仪器,根 据需要,用户可以将其同其他模内组件如热电偶等零件配合使用。
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10.3.2热流道系统的功能区
热流道系统的功能区由主喷嘴、流道板、分喷嘴、浇口等四个部件组成,如图10-9和 表10-1所示。
10.4热流難翻结构形式
10.4.1单点式热流道模具
单点浇口热流道是单一喷嘴,直接把熔料注入型腔,如图10-10所示,或熔体由热射嘴 先进入普通流道,再进入型腔。
10.4.2多点式热流道模具
多点式热流道是通过热流道板把熔融塑料分流到各个喷嘴中,再进入到型腔或普通流 道,它适用于单腔多点式进料或多腔注塑模具,其基本结构如图10-11所示。这种模具设有 热流道板、二级热射嘴,简称热流道板注塑模。
10.4.1单点式热流道模具
单点浇口热流道是单一喷嘴,直接把熔料注入型腔,如图10-10所示,或熔体由热射嘴 先进入普通流道,再进入型腔。
10.4.2多点式热流道模具
多点式热流道是通过热流道板把熔融塑料分流到各个喷嘴中,再进入到型腔或普通流 道,它适用于单腔多点式进料或多腔注塑模具,其基本结构如图10-11所示。这种模具设有 热流道板、二级热射嘴,简称热流道板注塑模。
10.4.3热流道模具的浇注系统类型
对大型和长流程的制品需要设计热流道浇注系统的模具。然而对于中小型制品,除了经济原因, 还要考虑用主流道的冷浇道浇口系统(简略CR)。从设计和经济的角度综合考虑,小型模塑生产中,经常需要采用混合系统(热流道与冷流道)。热流道模具的浇注系统类型如图10-12所示。
图10-13所示对热流道形式的大致分解,是基于两个界限:熔料的传输方法和加热方 法。这样,对热流道细分更容易了解。
10.4.4热流道注塑模具加热方式
(1)外加热式热流道模具
图10-14所示为热流道模具的一种结构形式。
(2)内加热式的流道板结构
图10-15所示为内加热式的流道板的一种形式。在纵横交叉的流道孔内设棒状加热器, 塑料在流道孔与加热器形成的环形通道内流动。二次喷嘴是由流道孔与阀形成的环形通道,也设在流道板内,喷嘴直接通向型腔。阀内设有棒状加热器。