疊層模具的應(yīng)用技術(shù)

1、Page: 1疊層模具的應(yīng)用技術(shù)Page: 21:疊層模具應(yīng)用特點疊層模具應(yīng)用特點 疊層模具技術(shù)是區(qū)別于普通注塑模具技術(shù)的一種模具前沿技術(shù)，即在一副模具中將多個型腔在合模方向重疊布置。這種模具通常有多個分型面，每個分型面上可以布置一個或多個型腔。簡單地說，疊層模具就相當(dāng)于將多副單層模具疊放在一起，安裝在一臺注塑機上進行注塑生產(chǎn)。 疊層模具結(jié)構(gòu)上由疊層模具熱流道系統(tǒng)、專用模架系統(tǒng)、承載導(dǎo)向系統(tǒng)、雙向頂出系統(tǒng)、開合模聯(lián)動系統(tǒng)等多個系統(tǒng)組成。疊層模具技術(shù)具備以下特點：1.1.疊層模具生產(chǎn)效率超過普通的單層模具一倍或多倍，大幅度降低注塑生產(chǎn)成本。從結(jié)構(gòu)特點來看，疊層模具將多副型腔組合在一副模具中，充分

2、利用普通注塑設(shè)備便可滿足生產(chǎn)。模具的充模、保壓和冷卻時間與單層模具相同，這就決定了疊層模具的生產(chǎn)效率將超過普通單層模具一倍甚至多倍，大大提高制品單位時間的產(chǎn)量。（疊層模具設(shè)計就是因為它們的生產(chǎn)效率遠遠超過普通的單面模具而聞名）1.2.疊層模具可安裝在與單層模具相同的注塑機上，無須投資購買額外的機器和設(shè)備，從而節(jié)約了機器、設(shè)備、廠房和新增勞動力的成本。1.3.疊層模具制造要求基本上與普通模具相同。據(jù)統(tǒng)計，1副雙層疊層模具的制造周期比兩副單層模具的制造周期短5%10%。 1.4.經(jīng)生產(chǎn)驗證，疊層式注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、可靠，制品尺寸一致性好，模具費用降低30%，成型效率提高一倍或多倍。1.5.疊層

3、模具適合于大批量生產(chǎn)形狀扁平的大型制品，小型多腔壁薄制品，批量越大，制品生產(chǎn)成本越低。Page: 32:疊層模具技術(shù)特點疊層模具技術(shù)特點 通常，注塑機與常規(guī)模具配合使用時，其本身的注射量和開模行程只使用了額定的20%40%，沒有充分發(fā)揮注塑機的性能。與常規(guī)模具相比，疊層式注射模具的鎖模力只提高了5%10%，但產(chǎn)量可以增加90%95%，極大地提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)率，并降低了成本2。 疊層注射模具作為一種新型的模具技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，特別是與熱流道技術(shù)的結(jié)合，使它成為當(dāng)今塑料模具發(fā)展的一項前沿技術(shù)。傳統(tǒng)的常規(guī)模具設(shè)計理論已經(jīng)不適用于疊層式注射模具設(shè)計，因此急需發(fā)展一套全新的模具設(shè)計理論以指導(dǎo)疊

4、層式注射模具設(shè)計。下面將對疊層式注射模具的設(shè)計要點進行說明。 2.1 注塑機最大注射量疊層式注射模具可以采用冷流道，也可以采用熱流道。當(dāng)使用冷流道時，需要考慮澆注系統(tǒng)凝料所用的塑料量;當(dāng)采用熱流道時，即實現(xiàn)無回頭凝料生產(chǎn)，在熱流道板和中心主噴嘴中的物料不影響模具所需注射量，可以忽略不計3。所以，在校核注塑機最大注射量時要視具體情況而定。2.2 注塑機注射壓力注射壓力的校核主要是檢驗注射壓力能否滿足成型的需要。對于疊層式注射模具，大多成型薄壁、投影面積大、流程長的塑件，在充填過程中需要更高的注射壓力和注射速度。而疊層式熱流道模具由于采用了熱流道技術(shù)，相對疊層式冷流道模具來說，能較好地傳遞注射壓力

5、，故所需的注射壓力要比疊層式冷流道模具小;但由于流程增加、投影面積增大，所需注射壓力要比單層冷流道模具大。在校核注射壓力時，應(yīng)根據(jù)各種塑料的注塑工藝，并結(jié)合計算機模擬流動分析來確定塑件的注射壓力，再與注塑機額定注射壓力比較。2.3 注塑機最大鎖模力疊層式注射模具的各層型腔以“背靠背”設(shè)置，理論上能在鎖模力不增加的基礎(chǔ)上在同一臺注塑機上實現(xiàn)任意數(shù)量的疊層。但是，由于疊層式注射模具的中心主噴嘴及分流板增大了流動通道，使塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積有所增大;并且由于疊層而延伸了流道，壓力損失比常規(guī)單層模具大，注射壓力相應(yīng)增大，致使型腔壓力增大，故鎖模力有所增加，校核時按相同單層模具所需鎖模力

6、增加10%15%是比較安全的。Page: 4 2.4 注塑機開模行程疊層式注射模具在兩個層面或多層分型面開模并頂出塑件，當(dāng)核對開模行程時，對于采用液壓機械式鎖模機構(gòu)的注塑機，則不需考慮模具厚度;當(dāng)疊層式注射模具上具有側(cè)向分型的抽芯機構(gòu)時，則需考慮抽芯距離的影響。如果采用相同傳動比的齒輪齒條或曲肘連桿開模裝置等同步開模機構(gòu)，則疊層式注射模具各層的行程不受制品高度的限制，其開模行程是多層模具中最大開模行程那一層的n倍(n為疊層式注射模具的層數(shù)) 。 2.5 主噴嘴長度中心主噴嘴不能太長或太短，這樣模具閉合時，中心主噴嘴不會超出注塑機噴嘴在機座后退或前進的最大距離。由于中心主噴嘴要與模具的中間部分在

7、分型時一起移動，所以應(yīng)確保開模后中心主噴嘴仍留在定模部分內(nèi)，以防止中心主噴嘴頭部的溢料滴入定模型腔壁上。（我們現(xiàn)采用的是用針閥熱系統(tǒng)來控制進膠口溢料現(xiàn)象）2.6 澆注系統(tǒng)疊層式注射模具既可以采用普通流道澆注系統(tǒng)(即冷流道澆注系統(tǒng))，也可以采用熱流道澆注系統(tǒng)。熱流道澆注系統(tǒng)能夠較好地傳遞注射壓力，有利于提高塑件的成型質(zhì)量，并易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，但對塑料品種有一定要求，而且熱流道系統(tǒng)價格昂貴。當(dāng)采用冷流道時，塑件的成型質(zhì)量稍差，但模具加工容易，故成本較低。所以，用何種澆注系統(tǒng)應(yīng)視具體情況而定。2.7 模溫控制系統(tǒng)模溫是影響塑件成型質(zhì)量的重要因素之一，疊層式注射模具設(shè)計時應(yīng)保證各層型腔的溫度條件控制

8、一致。對于疊層式熱流道注射模具，為減少熱流道系統(tǒng)由于熱傳導(dǎo)的熱量損失，應(yīng)減少模具與熱流道板之間的接觸面積，并設(shè)置相應(yīng)的隔熱墊塊及增加運水。2.8 開模機構(gòu)為使塑件收縮一致，塑件在各型腔中的停留時間(冷卻時間)應(yīng)當(dāng)相等，故疊層式注射模具應(yīng)當(dāng)確保各層型腔的分型面同時開啟。齒輪齒條傳動機構(gòu)和機械式（肘節(jié)式）連桿機構(gòu)常作為疊層式注射模具的開模機構(gòu)，前者的技術(shù)性能較好，也較經(jīng)濟，但后者的靈活性更大。采用液壓輔助開模更容易控制開模時間，但結(jié)構(gòu)較大。2.9 脫模機構(gòu)根據(jù)冷卻時間等同要求，疊層式注射模具應(yīng)對各層型腔中的塑件同時頂出，采用機械頂出，油缸頂出，彈簧或者高壓空氣的脫模機構(gòu)能夠達到這一要求。Page:

9、 54:我司相關(guān)疊層模具及疊層熱流道案例我司相關(guān)疊層模具及疊層熱流道案例4.1.手機及機殼類的疊層模具的分析及示意圖片。4.2.薄壁包裝類的疊層模具的分析及示意圖片。4.3.醫(yī)療產(chǎn)品及多腔產(chǎn)品類的疊層模具的分析及示意圖片。4.4.三層疊層模具的分析及示意圖片。4.5.疊層模具的熱流道形式。4.6.疊層模具的開模機構(gòu)。4.7.疊層模具的支撐機構(gòu)。4.8.四層疊層模具，四面疊層或多層模具，雙色疊層旋轉(zhuǎn)模具的發(fā)展。Page: 64.1:手機及機殼類的疊層模具的分析及示意圖片。手機及機殼類的疊層模具的分析及示意圖片。4.1.1.產(chǎn)品的模流分析，經(jīng)過我司專用分析，可得到更為準(zhǔn)確的熱流道平衡分析及注塑相關(guān)

10、問題。Page: 74.1.2.典型疊層熱流道設(shè)計圖片Page: 84.2.2.手機外殼設(shè)計狀態(tài)與生產(chǎn)狀態(tài)對比說明。普通單邊普通單邊模具（模具（1*2）雙層疊模雙層疊模（2+2）模具大小400*450*320(厚)400*450*445(厚)進膠方式：單嘴點膠口單嘴點膠口成型周期：10S11S熱流道系統(tǒng)價格：適用注塑機噸位：160T16T 此類手機外殼產(chǎn)品如果利用高科技的熱流道系統(tǒng)與新型的疊層模具結(jié)合設(shè)計并利用，將會在一定量的設(shè)備上有效的增加80-90%的產(chǎn)量。Page: 9產(chǎn)品名稱：產(chǎn)品名稱：薄壁蓋子薄壁蓋子材質(zhì)：PP尺寸：121*6.72(H)產(chǎn)品壁厚：0.37mm克重：8.5g頂出方式：

11、推板+氣頂薄壁蓋子產(chǎn)品基本信息：4.2:薄壁包裝類的疊層模具的分析及示意圖片。薄壁包裝類的疊層模具的分析及示意圖片。4.2.1.以薄壁蓋子為例的普通模具與疊模效率對比Page: 10普通模具和疊模效率對比普通模具（普通模具（1*4）雙層疊模（雙層疊模（4+4）模具尺寸：600(W)*600(L)*350(H)610(W)*650(L)*670(H)適用注塑機型號：Demag（德馬格）280T注塑機Demag（德馬格）280T注塑機進膠方式：熱流道，針閥式熱流道，針閥式成型周期：5s5s注塑機、機械手等設(shè)備投入（元）：約800，000元約800，000元模具價格（RMB)：247，957元513

12、，620元一年生產(chǎn)所需投入的塑膠料成本（元）：2，015，000元4，032，737元一年生產(chǎn)人工等費用（元）：54，040元54，040元一年生產(chǎn)所耗電成本（元）747，648元747，648元年產(chǎn)量：（按：一月24天，一天22小時計）18，247，680件36,495,360件分攤到每個產(chǎn)品的投入和產(chǎn)出效率比：1：1.257備注：由于所用注塑機型號相同，所以硬件成本（如機器費用、廠房費用、人工費用、用電量等）相同，利用疊模進行生產(chǎn)大大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。由于模具和注塑機等設(shè)備為一次性投入，若產(chǎn)量越大則成本越低。Page: 114.2.2.熱流道設(shè)計圖片Page: 124.2.

13、3.模具2D設(shè)計圖片Page: 134.2.4.模具3D設(shè)計圖片Page: 144.2.5.模具現(xiàn)場圖片Page: 154.3:醫(yī)療產(chǎn)品及多腔產(chǎn)品類的疊層模具的分析及示意圖片。醫(yī)療產(chǎn)品及多腔產(chǎn)品類的疊層模具的分析及示意圖片。4.3.1.以我司正在加工的72+72的疊模醫(yī)療吸頭產(chǎn)品為例進行對比產(chǎn)品名稱：產(chǎn)品名稱：醫(yī)用吸頭醫(yī)用吸頭材質(zhì)：PP尺寸：8.7*70.5(H)產(chǎn)品壁厚：0.25-0.7mm克重：0.33g單價水口重量：0.12g頂出方式：推板Page: 16普通模具（普通模具（1*72）雙層疊模（雙層疊模（72+72）模具尺寸：600(W)*600(L)*330(H)500(W)*600(

14、L)*675(H)適用注塑機型號：Demag（德馬格）160T注塑機Demag（德馬格）160T注塑機進膠方式：半熱流道轉(zhuǎn)潛澆口半熱流道轉(zhuǎn)潛澆口成型周期：10s10s注塑機、機械手等設(shè)備投入（元）：約53，4260元約53，4260元模具價格（RMB)：488，920元1，003，200元一年生產(chǎn)所需投入的塑膠料成本（元）：960，740元1，921，480元一年生產(chǎn)人工等費用（元）：54，040元54，040元一年生產(chǎn)所耗電成本（元）684，290元684，290元年產(chǎn)量：（按：一月24天，一天22小時計）164，229，120件328，458，240件分攤到每個產(chǎn)品的投入和產(chǎn)出效率比：1：

15、1.30備注：由于所用注塑機型號相同，所以硬件成本（如機器費用、廠房費用、人工費用、用電量等）相同，利用疊模進行生產(chǎn)大大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。由于模具和注塑機等設(shè)備為一次性投入，若產(chǎn)量越大則成本越低。普通模具和疊模效率對比Page: 174.3.2.熱流道設(shè)計圖片Page: 184.3.3.模具2D設(shè)計圖片Page: 19此頭部的插穿位置的大小為0.54mm，最尖點的大小為0.39mm4.3.4.模具3D設(shè)計圖片Page: 204.3.5.模具現(xiàn)場圖片Page: 214.4:三層疊層模具的分析及示意圖片。三層疊層模具的分析及示意圖片。4.4.1.以我司的4+4+4的疊模薄壁一次性圓

16、蓋產(chǎn)品為例進行對比產(chǎn)品名稱：產(chǎn)品名稱：薄壁蓋子薄壁蓋子材質(zhì)：PP尺寸：121*6.72(H)產(chǎn)品壁厚：0.37mm克重：8.5g頂出方式：推板+氣頂薄壁蓋子產(chǎn)品基本信息：Page: 22普通模具和疊模效率對比普通模具（普通模具（1*4）三層疊模（三層疊模（4+4+4）模具尺寸：600(W)*600(L)*350(H)610(W)*650(L)*670(H)適用注塑機型號：Demag（德馬格）280T注塑機Demag（德馬格）350T注塑機進膠方式：熱流道，針閥式熱流道，針閥式成型周期：5s5.5s注塑機、機械手等設(shè)備投入（元）：約800，000元約967，000元模具價格（RMB)：247，9

17、57元752，862元一年生產(chǎn)所需投入的塑膠料成本（元）：2，015，000元5，499，187元一年生產(chǎn)人工等費用（元）：54,040元54,040元一年生產(chǎn)所耗電成本（元）747，648元843，500元年產(chǎn)量：（按：一月24天，一天22小時計）18，247，680件49，766，400件分攤到每個產(chǎn)品的投入和產(chǎn)出效率比：1：1.298備注：由于所用注塑機型號相同，所以硬件成本（如機器費用、廠房費用、人工費用、用電量等）相同，利用疊模進行生產(chǎn)大大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。由于模具和注塑機等設(shè)備為一次性投入，若產(chǎn)量越大則成本越低。Page: 234.4.2.熱流道設(shè)計圖片Page:

18、24Page: 25Page: 264.4.4.模具設(shè)計圖片Page: 274.4.5.模具現(xiàn)場圖片Page: 28Page: 29Page: 304.5.1.用齒輪齒條傳動機構(gòu)，此結(jié)構(gòu)使用是比較多，方便加工及維修，但需要考慮強度。4.5:疊層模具的疊層模具的開模機構(gòu)開模機構(gòu)。Page: 314.5.2.用絲桿來復(fù)線形式的開模結(jié)構(gòu)圖片。來復(fù)軸同步螺母Page: 32Page: 334.5.3.用齒輪齒條傳動機構(gòu)。Page: 344.5.3.機械式（肘節(jié)式） 。4.6.4.以上都是一些疊層注射模具常用的開模機構(gòu)，前者的技術(shù)性能較好，也較經(jīng)濟，但后者的靈活性更大。采用液壓輔助開模更容易控制開模時間

19、，但結(jié)構(gòu)較大。Page: 354.6:疊層模具的支撐疊層模具的支撐機構(gòu)機構(gòu)。4.6.1.用格林柱來承受疊模中間的重量，來保護模具的平衡及平穩(wěn)性。此結(jié)構(gòu)是比較利于零件加工，容易保證強度。自潤滑導(dǎo)規(guī)鋼性彈片，保證模具統(tǒng)一高度Page: 364.6.1.用注塑機自身的耐磨板來承受疊模中間的重量，就相當(dāng)于在注塑機上增加的一塊注塑機背板一樣。此結(jié)構(gòu)運動性能比較好。支撐板，連接到模具標(biāo)準(zhǔn)線型導(dǎo)規(guī)，需要在訂購就要配有Page: 374.6.1.用格林柱來承受疊模中間的重量，來保護模具的平衡及平穩(wěn)性。此結(jié)構(gòu)也是比較方便安裝，俗稱鷹爪型。Page: 384.7:四層疊層模具，四面疊層或多層模具，雙色疊層旋轉(zhuǎn)模具的發(fā)展。四層疊層模具，四面疊層或多層模具，雙色疊層旋轉(zhuǎn)模具的發(fā)展。4.7.1.此模具是HUSKY 公司所開發(fā)的司層模具，是我司下一步將要開發(fā)方向。Page: 394.7.2.這套模具是 Foboha公司的帶有PET(40g)阻透層的HDPE(70g)牙膏管式瓶肩的模具，設(shè)計能力10億只。這一新型4x64旋轉(zhuǎn)疊層(Turning