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熱流道澆注系統可理解為注射成型機械的延伸。熱流道系統的功能是絕熱地將熱塑性熔體送到成型模具附近或直接送入模具。
熱流道能夠獨立地加熱,而在注塑模具中熱絕緣,這樣能夠單獨補償因為與“冷”模具接觸而造成的熱量損耗。熱流道模具已被成功地用于加工各種塑料材料,可以用冷流道模具加工的塑料材料幾乎都可以用熱流道模具加工。
其零件最小的在0.1克以下,最大的在30公斤以上?；葜轃崃鞯滥＞咴陔娮?、汽車、醫療、日用品、玩具、包裝、建筑、辦公設備等領域都有著到廣泛的應用。
一個成功的熱流道模具應用項目需要多個環節予以保障。
其中最重要的有兩個技術因素:
一是塑料溫度的控制;
二是塑料流動的控制。
一個典型的熱流道系統由如下幾部分組成: 1)熱流道板(MANIFOLD); 2) 噴嘴(NOZZLE); 3) 溫度控制器; 4)輔助零件。
熱流道模具的優點:
1)縮短制件成型周期;
2)節省塑料原料;
3)減少廢品,提高產品質量;
4)消除后續工序,有利于生產自動化;
5)擴大注塑成型工藝應用笵圍。
同時也存在模具成本上升、制作工藝設備要求高、操作維修復雜等缺點。
在工業較為發達的國家和惠州地區熱流道模具生產極為活躍,熱流道模具生產比例不斷攀升,甚至有些10人以下的小模具廠都進行熱流道模具的生產。但在我國熱流道技術的研究才剛剛開始,應用范圍局限在規?；葜萜髽I,設計能力相對空白,因而對該技術應用的研究具有極其重要的意義。
1 熱流道系統的種類與應用
在應用熱流道技術時,澆口型式的正確選擇至關重要。澆口型式直接決定熱流道系統元件的選用及模具的制造與使用。因而根據澆口型式的不同可將熱流道系統分成熱尖式熱流道系統、澆套式熱流道系統、閥式熱流道系統等三大類型,每種類型的熱流道系統都有其重要的應用特點與適用范圍。在選用澆口與熱流道系統種類時需要考慮很多因素,其中最重要的是塑料基體種類與添加劑、零件的重量與尺寸壁厚、零件的質量要求、工具壽命及零件產量要求等。
1.1 尖點式熱流道系統(HOT TIP)
其工作原理就是通過位于噴嘴前端的鑲件HOT TIP與冷卻系統相結合,以對澆口處的塑料成型加工溫度進行精確的調整和控制。因而噴嘴鑲件HOT TIP的制造材料與形狀設計非常重要。
尖點式(HOT TIP)熱流道系統可以用于加工絕大多數結晶型和非結晶型塑料如PP、PE、PS、LCP、PA、PET、PBT、PEEK、POM、PEI、PMMA、ABSPVC、PC、PSU、TPU等。一般來說,尖點式澆口多用于中小尺寸零件的加工,尤其適用于微小零件的加工。
澆口截面直徑大多在0.5mm-2.0mm之間。澆口截面直徑的確定主要由零件重量與壁厚決定,當然也要考慮材料與零件質量要求。若使用截面直徑較小的澆口,注射充模階段結束后澆口封閉快、零件上澆口痕跡小、零件表面美觀質量好。
如果澆口直徑過小,將導致塑料流經澆口時剪切速率過高,會嚴重損壞塑料熔體分子鏈結構或塑料中的添加材料,致使制品質量不合格無法滿足使用要求。在對澆口尺寸的選擇上一慣做法是根據零件澆口處壁厚來初步確定澆口大小:澆口直徑 =(0.75-1.0)零件澆口處壁厚。加工易流塑料取較小值,加工難流動的塑料或對剪切敏感的塑料則取較大值。
通常尖點式澆口直接開在零件上,亦可將其開在冷澆道上再將冷澆口開在零件上。這就是熱流道與冷流道相結合的一種模具系統。在應用尖點式澆口制作塑料零件時,總會或多或少在零件上留下澆口痕跡。很多時侯澆口痕跡會高出零件表面,影響到零件的美觀或影響到與其它零件的裝配。所以在選擇澆口位置時,應盡量將澆口放在零件上的凹進隱蔽處。
1.2大水口式熱流道系統 (SPRUE GATING)
在大水口式熱流道系統里,塑料經過暢通的流道(OPEN PIPE)進入模腔。澆口處塑料流動壓力損失小。大水口式熱流道系統比較適合于中等尺寸重量以上零件的注塑加工成型。
使用大水口式熱流道系統的優點是塑料在流經澆口充模時所經歷的剪切速率低,零件成型后殘余應力小,變形程度少,零件機械強度比較好。與熱尖式澆口相比,澆套式澆口尺寸要大一些,所以澆口痕跡也可能會比較大。
因此,一般情況下對于澆口美觀程度要求較嚴格的模具常采用塑料注塑成型法;而對澆口美觀程度要求不高的內部結構件則可由大水口式熱流道系統制造。人們也常常將大水口式澆口與冷澆道結合使用,即把大水口式噴嘴作為主澆道,將大水口式澆口開在冷澆道上。在這種應用中,大水口式澆口可開的大一些以利于塑料流動,因為無人在意冷澆道上的澆口痕跡大小。
與應用尖點式熱流道系統類似,澆口處塑料溫度與模具溫度的控制極為重要。需要圍繞澆口設置獨立的冷卻回路。因為大水口式澆口尺寸比較大,如果澆口處溫度控制的不好,就更容易出現澆口在開模后密封不住塑料流淌的問題。大水口式熱流道系統的噴嘴鑲件也有多種尺寸形狀及制造材料的變化,要結合欲加工的塑料種類(如結晶型塑料還是非結晶型塑料)與澆口冷卻情況等來綜合考慮。
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