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1、热流道注塑模具设计,专业知识,一、概述,二、绝热流道注射模具,三、热流道注射模具,热流道技术在中国 作为一项先进的注塑加工技术，热流道技术在欧美国家的普及使用可以追溯到上个世纪的中期甚至更早，早在1940年12月，E.R.Knowles就取得了热流道技术的专利权。而在中国，这一技术的真正推广应用不过是近几年发生的事情。 随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术模具的诸多优点，因此，热流道技术的应用在国外发展较快，许多塑料模具厂所生产的模具50%以上采用的热流道技术，甚至80%以上，效果十分明显。热流道在国内也已用于生产，但总体不足10%,这个差距
2、相当巨大，这意味着这个行业有着相当大的市场空间存在。 近年来，热流道技术在中国的逐渐推广，这在很大程度上是由于我国模具向欧美公司的出口量快速发展带来的。在欧美国家，注塑生产已经相当的依赖于热流道技术。可以这样说，基本上没有使用热流道技术的模具现在已经很难出口，这也造成了很多模具厂家对于热流道技术的意识上的转变。但是由于很多外国进口的热流道系统价格比较贵，国内很大一部分厂家接受不了，所以就出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。,这对于热流道技术在中国的推广有很大的好处。不过虽然热流道技术已经开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难
3、度针阀式热流道装置，但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的5080%相比,还是远远不够的。,热流道技术广泛应用是塑料模具的一大变革。在注塑成型方面，其拥有相当多的无可比拟的优势，可以这样说，随着其技术的进一步发展成熟和制造成本的的降低，热流道技术将越来越显现其巨大的优势。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,做好热流道技术的宣传推广，是发展热流道模具的关键。,无流道模分类,按流道保持不凝固方法分：绝热式和加热式两大类热流道模； 按型腔数分：单型腔和多型腔模；,一、绝热式热流道塑料注射模具,1.1、井式喷嘴绝热流道模,A、特点：在注射机喷嘴和模具浇口之间装有一个主流道杯，
4、杯内有容纳熔融塑料的“井坑”，杯内塑料容积应在制品重量的1/2左右。 因浇口与喷嘴距离较远，仅用于成型周期短（35次/min）和加工温度很宽的塑料（PE、PP等），对PS、ABS较难，不宜用于硬PVC、POM等热敏性塑料。,主流道杯尺寸,B、主流道杯尺寸,C、井坑式喷嘴的改进：防主流杯中熔体凝固过量，使浇口堵塞,1.2、多型腔绝热流道模具,特点：主流道和分流道为粗大的圆形截面，分流道直径1630mm；停机后流道会完全凝固，下次开机前应清除凝料。,衬套加热，可用于长周期件,空气绝热结构,拆开清理模具,1.3、点浇口型绝热流道模具,半绝热式点浇口型绝热流道模具,碟形弹簧控制加热探针上下运动；周期可
5、达23 min,探针不得与浇口壁接触,二、加热式热流道塑料注射模具,特点： 主流道和分浇道用加热方法使之保持熔融态，保证生产正常且不受成型周期限制。 停机后，重新开机无需清理流道凝料。 注射压力损失少，可降低熔料温度和注射压力，减少塑料热降解和制品的内应力。 适用的塑料种类广。,加热流道注射模关键：供热装置、温度调节系统、模具的绝热措施和防止浇口处凝固和流涎等问题。,2.1、热流道系统结构喷嘴和流道板,2.1.1、单型腔延伸式喷嘴模具,可用于PE、PP、PS； 密封承压面A面积不宜过大； 绝热层厚度0.51.5mm；面积不宜过大； 浇口尺寸约0.751.5mm； 不适用于热敏性塑料。,A、塑料
6、绝热式,喷嘴与模具间隙不宜过大,特点：喷嘴与浇口衬套间，浇口衬套与模具型腔板间除必要的定位面外，均留出1mm间隙，起绝热作用； 承压面A可防止喷嘴顶坏浇口衬套； 浇口尺寸0.751.5mm，长度1mm。,B、空气绝热式,2.1.2、多型腔热流道模具,种类 按热流道板分：外加热式和内加热式热流道模； 按绝热情况分：半绝热式和全绝热式喷嘴热流道模。,热流道板用外加热器加热； 二级喷嘴用导热性优良、强度高的铍铜制造，由塑料层隔热； 二级喷嘴与型腔外壁有环形接触面，故称半绝热式喷嘴； 二级喷嘴与热流道板以滑动配合，可使喷嘴与浇口衬套贴合。,A、外加热式,绝热作用：靠熔体与模具接触而形成的冷凝层； 流道
7、热损失小，热效率高，能适应长周期生产； 流道直径尺寸较大，且用交错穿通的方法安排流道。,B、内加热式流道板,按加热方式分：外加热系统和内加热系统两种。,外加热式系统 能优化熔体流动，容易变换塑料品种或着色的物料； 热损失是系统的大问题；有时还要附加冷却管道，以便控制温度； 流道板融热问题：流道板温度高，接近熔体温度，空气或绝热片融热； 需要对流道板的热膨胀进行补偿，还需有熔体防漏设计； 与内加热式相比，成本更高，浇口堵塞的可能性更高。,内加热式系统 流道外壁冻结层绝热作用好，节电50%； 不存在热绝缘或热膨胀问题，流道板外部温度取决于模温（图1-9），稍高于模温； 冻结层塑料对系统有良好的密封
8、作用；热流道温度实质上与模具热平衡无关； 内加热式结构不便使用开关式喷嘴。,1）喷嘴的种类,A、 开式喷嘴,B、顶针式喷嘴,2.1.4、喷嘴结构,C、侧浇口喷嘴（边缘喷嘴）,2）开式喷嘴,特点 开式喷嘴会在塑件表面或冷流道上留下一个短的浇口凝料； 浇口尺寸相对较大，通常为14mm，有较好的保压压力并减小内应力； 开式喷嘴不适用于易产生浇口拉丝的塑料； 分类：整体式直接浇口型喷嘴；带完整或部分绝热仓式喷嘴。,适用于快速结晶型塑料成型,适用于慢速结晶型（如PE、PP）和非结晶型塑料及热塑性弹性体成型,直接浇口型开式喷嘴不会滞留熔体，最适用于热敏性塑料和着色塑料的转换；开式喷嘴容易清洗，多用于加工回
9、头料，使用时应减小压力来防止拉丝和流涎。,用铜带加热，改善温度分布,配合面小，适于快结晶料（PA、POM、PET）和高粘度的PC,可换式浇口嵌件，对浇口的热量供应差些，要延长喷嘴长度，改善绝热，增设热电偶。,A、直接浇口型开式喷嘴,B、有绝热仓的开式喷嘴,外侧空气隙、内部塑料绝热，应用于小制品，加工温度范围较宽的料（PS、PE），D：L=1：3,绝热仓,3）顶针式喷嘴,特点 无定形和结晶型塑料均可用，热顶针伸至浇口，浇口温度控制更容易，可用于热敏性塑料注射成型； 浇口尺寸小（0.62.5mm），浇口痕迹较小；微小制品浇口可小至0.3mm； 顶针在浇口中心有助于防止浇口拉丝； 对剪切敏感的塑料（
10、包括含阻燃剂或有机染料的塑料）不太适合，因环形缝隙较小，易过热分解。,A、顶针式喷嘴结构,顶针式喷嘴有助于结晶型塑料加工和着色物料的更换，对于增强和充填塑料的注射不适用。,鱼雷棒和顶针不能安装加热器，不适用于快速结晶塑料,不适合PS、PE、PP的小尺寸塑件,B、顶针前端有流道的喷嘴主要用于无定型料,最常用结构,绝热室,浇口嵌件,绝热套杯，方便换料，适于聚烯烃和注射温度300以下的无定形料。,浇口温度高，适于注射温度300以下的结晶型料,加工ABS、热塑性弹性体和添加金属或珠光颜料的塑料可消除熔接痕，适于快结晶型和高温塑料,7）喷嘴加热,喷嘴加热方法：分外热式、内热式和混合式。 加热器：电阻线圈和电热棒，最常用AC电压230V线圈加热或低电压5V、24V，很少用15V。低电压加热器能很平稳加热并能达到精确的温度控制。,线圈加热器：230V加热器通常绕成圆形、矩形或椭圆形，中部卷绕间距增大（称对数卷绕）。,低电压加热器优点： 线性温度特征； 对模具热损失小； 体积小，能耗少； 能快速和均匀加热； 维修安全。,加热棒：用来加热鱼雷顶针，可嵌入鱼雷壳体中或镶入铜套里。 热管：用来均化沿流道方向的温度。,