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熱流道模具與普通流道模具相比,具有注塑效率高、成型塑件質(zhì)量好和節(jié)約原料等優(yōu)點(diǎn),隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,熱流道技術(shù)正不斷地發(fā)展完善,其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。
熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序
首先,根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)和使用要求,確定進(jìn)料口位置。只要塑件結(jié)構(gòu)允許,在定模鑲塊內(nèi)噴嘴和噴嘴頭不與成型結(jié)構(gòu)干涉,熱流道系統(tǒng)的進(jìn)料口可放置在塑件的任何位置上。常規(guī)塑件注射成型的進(jìn)料口位置通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇。對(duì)于大而復(fù)雜的異型塑件,進(jìn)料口位置可運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)模擬熔融狀態(tài)塑料在型腔內(nèi)的流動(dòng)情況,分析模具各部位的冷卻效果,確定比較理想的進(jìn)料口位置。
然后,確定熱流道系統(tǒng)的噴嘴頭形式。塑件材料和產(chǎn)品的使用特性是選擇噴嘴頭形式的關(guān)鍵因素,塑件的生產(chǎn)批量和模具的制造成本也是選擇噴嘴頭形式的重要因素。
第三,根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量和注射設(shè)備的噸位大小,確定每模的腔數(shù)。
第四,有已確定的進(jìn)料口位置和每模的腔數(shù)確定噴嘴的個(gè)數(shù)。如果成型某一產(chǎn)品,選擇一模一件一個(gè)進(jìn)料口,則只要一個(gè)噴嘴,即選用單頭熱流道系統(tǒng);如果成型某一產(chǎn)品,選擇一模多腔或一模一腔兩個(gè)以上進(jìn)料口,則就要多個(gè)噴嘴,即選用多頭熱流道系統(tǒng),但對(duì)有橫流道的模具結(jié)構(gòu)除外。
第五,根據(jù)塑件重量和噴嘴個(gè)數(shù),確定噴嘴徑向尺寸的大小。目前,相同形式的噴嘴有多個(gè)尺寸系列,分別滿(mǎn)足不同重量范圍內(nèi)的塑件成型要求。
第六,根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)確定模具結(jié)構(gòu)尺寸,再根據(jù)定模鑲塊和定模板的厚度尺寸選擇噴嘴標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度系列尺寸,最后修正定模板的厚度尺寸及其他與熱流道系統(tǒng)相關(guān)的尺寸。
第七,根據(jù)熱流道板的新裝確定熱流道固定板的形狀,在其上布置電源線引線槽,并在熱流道板、噴嘴、噴嘴頭附近設(shè)計(jì)足夠的冷卻水環(huán)路。
第八,完成熱流道系統(tǒng)塑料模具的設(shè)計(jì)圖繪制。
熱流道系統(tǒng)的發(fā)展方向
目前,熱流道系統(tǒng)存在一些缺陷,如模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加熱器組件易損壞、制造費(fèi)用高、需要較精密的溫度控制裝置、被加工的樹(shù)脂必須清潔無(wú)雜物、樹(shù)脂更換及換色較困難、維修保養(yǎng)較復(fù)雜等,不過(guò)這些缺陷正在逐漸被克服。當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外熱流道模具的主要發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾個(gè)方面:
元件的小型化,以實(shí)現(xiàn)小型制品的一模多腔和大型制品多澆口充模。通過(guò)縮小噴嘴空間,可在模具上配置更多型腔,提高制品的產(chǎn)量和注射機(jī)的利用率。在上世紀(jì)90年代,Master公司開(kāi)發(fā)的噴嘴最小可至15.87mm;Husky公司開(kāi)發(fā)的多澆口噴嘴,每個(gè)噴嘴有4個(gè)澆口,澆口間距可近至9.076mm;Osco公司開(kāi)發(fā)的組合復(fù)式噴嘴,每個(gè)噴嘴有12個(gè)澆口探針,可用于48腔模具的成型。MoldMatres公司針對(duì)小型制件的空間限制,在2001年開(kāi)發(fā)了用于小型制件的噴嘴,含整體加熱器、針尖和熔體通道,體積直徑小于9mm,澆口間距僅為10mm,可成型重量為1~30克的制品。
熱流道元件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。當(dāng)前,用戶(hù)要求模具設(shè)計(jì)和制造周期越來(lái)越短,將熱流道元件標(biāo)準(zhǔn)化,不僅有利于減少設(shè)計(jì)工作的重復(fù)和降低模具造價(jià),并且十分便于對(duì)易損零部件的維修和更換。據(jù)報(bào)道,Polyshot公司已開(kāi)發(fā)出快換熱流道模具系統(tǒng),尤其適合于注射壓力為70kN的小型注射機(jī)。Husky、Presto和MoldMasters等公司的噴嘴、閥桿和分流板都作為標(biāo)準(zhǔn)型便于快速更換和交付模具。
熱流道模具設(shè)計(jì)整體可靠性提高。如今國(guó)內(nèi)外各大模具公司對(duì)熱流道板的設(shè)計(jì)和熱噴嘴連接部分的壓力分布、溫度分布、密封等問(wèn)題的的研究開(kāi)發(fā)極為重視。疊層熱流道注射模的開(kāi)發(fā)和利用也是一個(gè)熱點(diǎn)。疊層模具可有效增加型腔數(shù)量,而對(duì)注射機(jī)合模力的要求只需增加10%~15%。疊層式熱流道模具在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家已用于工業(yè)化生產(chǎn)。
改善熱流道元件材質(zhì)的目的在于提高噴嘴和熱流道的耐磨性和用于敏感材料成型。如使用鉬、鈦等韌性合金材料制造噴嘴,以金屬粉末冶金材料制成熱流道元件已成為可能。
開(kāi)發(fā)精確的溫控系統(tǒng)。在熱流道模具模塑中,開(kāi)發(fā)更精密的溫控裝置,控制熱流道板和澆口中的熔融樹(shù)脂的溫度,是防止樹(shù)脂過(guò)熱降解和產(chǎn)品性能降低的有效措施。
將熱流道用于共注。通過(guò)支管和熱噴嘴元件的有效組合設(shè)計(jì),可使共注成型與熱流道技術(shù)相結(jié)合,由此成型3層、5層甚至更多層的復(fù)合塑料制品。例如Kortec公司開(kāi)發(fā)出了熔體輸送系統(tǒng)和共注噴嘴;Incoe公司的多出口、多模腔共注支管生產(chǎn)線能用于多材料多組分共注射。