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热流道模具技术应用与发展趋势分析
发布者: 发布时间:2012-3-21 阅读:2294


1、什么是热流道

 热流道技术是应用于塑料注塑模浇注流道系统的一种先进技术,是塑料注塑成型工艺发展的一个热点方向。所谓热流道成型是指从注射机喷嘴送往浇口的塑料始终保持熔融状态,在每次开模时不需要固化作为废料取出,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、飞边和浇口水口的影响。相对冷流道来讲,热流道要做到这一点,就必须维持材料在热流道内的熔融状态,不会随成形件送出。热流道工艺有时称为热集流管系统,或者称为无流道模塑。
 基本来讲,可以把热集流管视为机筒和注塑机喷嘴的延伸部分。热流道系统的作用就是把材料送到模内的每一浇口。
 
2、热流道系统的分类

 一般说来,热流道系统分为单头热流道系统、多头热流道系统以及阀浇口热流道系统。单头热流道系统主要由单个喷嘴、喷嘴头、喷嘴连接板、温控系统等组成。单头热流道系统塑料模具结构较简单。将熔融状态塑料由注塑机注入喷嘴连接板,经喷嘴到达喷嘴头后,注入型腔。需要控制尺寸d、D、L和通过调整喷嘴连接板的厚度尺寸,使定模固定板压紧喷嘴连接板的端面,控制喷嘴的轴向位移,或者直接利用注塑机喷嘴顶住喷嘴连接板的端面,也可达到同样目的。在定模固定板的合适位置设置一条引线槽,让电源线从模具内引出与安装在模具上的接线座连接。
 多头热流道系统塑料模具结构较复杂。熔融状塑料由注塑机注入喷嘴连接板,经热流道板流向喷嘴后到达喷嘴头,然后注入型腔。热流道系统的喷嘴与定模板有径向尺寸D配合要求和轴向尺寸限位要求。喷嘴头与定模镶块有径向尺寸d配合要求,保证熔融状态的塑料不溢流到非型腔部位,并要求定模镶块的硬度淬硬50HRC左右。分型面到热喷嘴轴向定位面之间的距离L必须严格控制,该尺寸应根据常温状态下喷嘴的实际距离L′加上模具正常工作温度下喷嘴的实际延伸量ΔL确定。为了保证喷嘴与热流道板贴合可靠,不使热流道板产生变形,在喷嘴的顶部上方设有调整垫,该调整垫与喷嘴自身的轴向定位面一起限制了喷嘴在轴向的移动,且有效地控制了热流道板可能产生的变形。在常温状态下,调整垫与热流道板和定模固定板之间控制0.025mm 间隙以便模具受热后,在工作温度状态时调整垫恰好压紧。热流道系统的定位座和定位销一起控制了热流道板在模具中的位置。定位座与定模板有径向尺寸D2配合要求,而且深度h必须控制准确,定位座的轴向起着支承热流道板的作用,直接承受注射机的注射压力。定位销与热流道板固定板有配合要求。热流道板与模板之间必须留有足够的空隙,以便包裹隔热材料。热流道板和固定板必须设有足够的布线槽,让电源线从模具内引出与安装在模具上的接线座连接。喷嘴连接板与定模固定板之间有径向尺寸D1配合要求,以便注塑机的注射头与模具上的喷嘴连接板配合良好。在热流道板附近,将定模板、热流道板固定板、定模固定板用螺钉连接起来,增强热流道板的刚性。
 阀浇口热流道系统塑料模具结构最复杂。它与普通多头热流道系统塑料模具有相同的结构,另外还多了一套阀针传动装置控制阀针的开、闭运动。该传动装置相当于一只液压油缸,利用注射机的液压装置与模具连接,形成液压回路,实现阀针的开、闭运动,控制熔融状态塑料注入型腔。

3、组合式热流道及其优势

  热流道系统的结构

  尽管世界上有许多热流道生产厂商和多种热流道产品系列,但一个典型的热流道系统均由如下几大部分组成: 热流道分流板 (MANIFOLD)、热喷嘴 (NOZZLE)、温度控制器(温控箱)、辅助附件。热喷嘴一般包括两种:开放式热喷嘴和针阀式热喷嘴。由于热喷嘴形式直接决定热流道系统选用和模具的制造,因而常相应的将热流道系统分成开放式热流道系统和针阀式热流道系统。分流板在一模多腔或者多点进料、单点进料但料位偏置时采用。材料通常采用P20或H13。分流板一般分为标准和非标准两大类,其结构形式主要由型腔在模具上的分布情况、喷嘴排列及浇口位置来决定。温控箱包括主机、电缆、连接器和接线公母插座等。热流道附件通常包括:加热器和热电偶、流道密封圈、接插件及接线盒等。
 在组合式热流道系统中,喷嘴、分流板形成了一个简单的单元。熔体从分流板直接流进喷嘴,因而不会产生偏差以及流动*角。通过螺纹喷嘴被嵌入到分流板中,消除了喷嘴与分流板之间的泄漏现象。传统的衬套系统设计会产生热膨胀,而这种组合式系统在消除此类泄漏上特别有效。
 组合式热流道系统位于模具的中心位置且与模具的联接很少,其制造材料不要求具有很高的热传导性,也不要求设置箝位以及对模具片预加张力。这种最低限度的连接提供了高精度和稳定的温度曲线,因此能量的消耗比传统的热流道系统要低得多。
 组合式热流道系统能够直接预装配独立于模具的液压线路。液压设备直接驱动的阀门口也可以直接安装在系统上,这样就省略了传统机器上的控制阀,使注塑成型更加灵活。另外,电器以及液压线路也可以按照客户的要求进行配置。由于系统在交付前会经历电气、温度、液压或气压的检测,因此客户会得到预安装系统的说明,从而可以很容易地在模具内进行安装并马上投入生产。
 当模具或系统需要常规的维护时,组合式热流道系统可以同样采用简单的步骤从模具上拆卸下来,从而可以独立于模具进行修理和检测。
 通常,组合式热流道系统降低了维修成本。完整的热流道系统基于组合式的预配设计和安装,装配过程中加热器或热电偶的导线被去掉。连接加热器和配电箱的导线被安放在一个特别设计的导管中,这对模具或者热流道系统的拆卸都是很有利的。同时,综合的热流道系统能够进行免拆卸日常维护,从而节约了时间并减少了装配错误发生的几率。
 热流道模具与普通流道模具相比,具有注塑效率高、成型塑件质量好和节约原料等优点,随着聚合物工业的发展,热流道技术正不断地发展完善,其应用范围也越来越广泛。
 热流道是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈,从注塑机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态,使流道中的塑料保持熔融,停机后一般不需要打开流道取出凝料,再开机时只需加热流道到所需温度即可。
 热流道注射成型法于20世纪50年代问世,经历了一段较长时间地推广以后,其市场占有率逐年上升,80年代中期,美国的热流道模具占注射模具总数的15%~17% ,欧洲为12%~15% ,日本约为10% 。但到了90年代,美国生产的塑料注射模具中热流道模具已占40%以上,在大型制品的注射模具中则占90%以上。


 热流道系统的优势

 节约原料、降低制品成本是热流道模具最显著的特点。普通浇注系统中要产生大量的料柄,在生产小制品时,浇注系统凝料的重量可能超过制品重量。由于塑料在热流道模具内一直处于熔融状态,制品不需修剪浇口,基本上是无废料加工,因此可节约大量原材料。由于不需废料的回收、挑选、粉碎、染色等工序,故省工、省时、节能降耗。
 注射料中因不再掺入经过反复加工的浇口料,故产品质量可以得到显著地提高,同时由于浇注系统塑料保持熔融,流动时压力损失小,因而容易实现多浇口、多型腔模具及大型制品的低压注射。热浇口利于压力传递,在一定程度上能克服塑件由于补料不足而形成的凹陷、缩孔、变形等缺陷。
 适用树脂范围广,成型条件设定方便。由于热流道温控系统技术的完善及发展,现在热流道不仅可以用于熔融温度较宽的聚乙烯、聚丙烯,也能用于加工温度范围窄的热敏性塑料,如聚氯乙烯、聚甲醛(POM)等。对易产生流涎的聚酰胺(PA),通过选用阀式热喷嘴也能实现热流道成型。
 另外,操作简化、缩短成型周期也是热流道模具的一个重要特点。与普通流道相比,缩短了开合模行程,不仅制件的脱模和成型周期缩短,而且有利于实现自动化生产。据统计,与普通流道相比,改用热流道后的成型周期一般可以缩短30%。

 
 

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