熱流道塑料模具設計步驟

1、(完整版)熱流道塑料模具設計步驟精)道塑具設驟 塑件和使 進料置。塑件 ,定模熱噴噴嘴與成構(gòu)干熱流統(tǒng)的可放塑件 置上規(guī)塑射成進料通常經(jīng)驗 .對復雜型塑注射 的進位置用計輔助 CAE 融狀在型的流況，模 部位卻效確定理想口位 . 第,確道系噴嘴式。 和產(chǎn)使用是選嘴頭關鍵，塑生產(chǎn)和模制造也是 噴嘴式的因素 第,據(jù)的生量和備的大小定每 。 由已的進位置模的確定的個 成形產(chǎn)品 模一個進，則一個，即單頭道系如果某一 , 多腔模一個以料口要多噴 ,選用熱流 有橫 模具除外 第五據(jù)塑量和嘴個定熱徑向的大 相 式的有多寸系 ,別滿同重圍內(nèi)件成求。 第六據(jù)塑 定模構(gòu)尺 ,再根鑲塊模板度尺擇熱準長列尺最后 定模厚

2、度及其熱流相關寸。 第據(jù)熱分流形狀 道固的形 ,在其置電引線并在道分熱噴噴嘴近設 夠的水環(huán) . 現(xiàn)流道 自德 Plast 為德 庫森 Andreas Lang 著大造的零件越來雜，系統(tǒng)用也 越有了。 可應醫(yī)學重量 小零也可于汽 部門達 15kg 的零件輸部至還可重 30kg 更的零 . 熱流 型模獨特構(gòu)元簡單它可成是成型的延熱流統(tǒng)的 是絕將熱熔體成型近或送入。只能，道最獨立 熱，具中 是補于 具接成的損耗 不同計 熱 系統(tǒng)上按的加統(tǒng)類分類內(nèi)加統(tǒng)、熱系兩者的系 (圖 。 外加中 ,道由的加熱并在加度。 用暢通無阻的流道，從而有利于熔體流動。 在加熱系統(tǒng)中，加熱器位于流道的中心。熔 體流過的是有適

3、當尺寸的環(huán)形間隙.而且有緊靠環(huán)形間隙的內(nèi)環(huán)區(qū)域可作為流體的橫斷面 因為，在環(huán)形間隙的外環(huán)區(qū)域，熔體因溫度梯度(工溫度模具溫度而發(fā)生了凝固。兩種系統(tǒng) 各有獨特的優(yōu)點。選擇何種系統(tǒng)主要取決于所選擇的塑料種類和應用要求。 在內(nèi)加熱系統(tǒng) 中，熱流道與模具的熱隔離由提供熱絕緣的凝固的塑料提供。而在外加熱系統(tǒng)中，各種各樣的 制造商以不同設計的接觸表面來進行熱隔離。 就熱方法而論，采了不同的理念。筒式加 熱器過去非常流行，現(xiàn)在幾乎完全被管狀加熱元件代替 ,者是壓入或澆鑄到多支管式溝槽中 的。 大型多支管體給予系統(tǒng)有益的保溫作用 但在多支管內(nèi)澆鑄管狀加熱元件 ,并不因為多支 管體的保溫作用大而對散熱有很大的改

4、進。 而小質(zhì)量零件，如注嘴，澆鑄加熱元件對溫度(完整版)熱流道塑料模具設計步驟精)控制是極為有利的，這是因為它使熱流道元件中的溫度一致。管狀加熱元件對數(shù)式地分布在注 嘴體四周，大多是澆鑄到位的。使用對數(shù)式分布是因為在注嘴的某些位置熱量散失很少。注嘴 的中部就是這樣一個位置它不與模具接觸只是借助輻射進行散熱.結(jié)果沿注嘴長度方向溫 度分布較為均勻。Mold Masters 供另一種類型的加熱器。其特征是有用于螺栓連接的平板 . 圖 1 加熱流道和內(nèi)加熱注的組合（照片提供 :Ewikon）。 在 公司的熱傳導管技術 中，長通道（長流道或注嘴可利用來自熱源并流經(jīng)管道的液體介質(zhì)加熱。熱傳導管技術和多區(qū)

5、段技術的組合對大型熱流道系統(tǒng)是有好處的。長通道最好只用一個熱源進行加熱，這樣，就可 減少控制回路的數(shù)目。多區(qū)段技術，可在不管何處發(fā)生熱量損耗（在接觸區(qū)域的情況下確保精 確的溫度。 的種統(tǒng)各具特色 求看不見注射點 制造商們?nèi)继峁└魇礁鳂拥?注嘴頭。注嘴頭一般用螺栓連接，以方便更換 帶有魚雷芯的注嘴頭有下述好處溫度易于控 制從而可以做到使聚合物在注嘴處自動撕斷開.魚雷芯頭對于易產(chǎn)生拉絲的材料如 、PC 以形成較好的撕斷作用。魚雷芯頭的缺點是它們造成材料的剪切作用。對剪切敏感的材料 , 魚雷芯和流道的環(huán)形間隙，以及魚雷芯的倒角處會因強烈的剪切作用而損壞。如果零件由難加 工的材料制成，魚雷芯的倒角可

6、導致產(chǎn)生印跡 著了色的聚合物，因已發(fā)生色料聚集，是特別 難加工的。Husky 公新開發(fā)的裝置以減少制品表面印跡等這類問題而著名(圖 2。 為了免 機械加工越來越多的零件要求有很干凈的、幾乎看不見的澆注點。在這種情況下，針閥是必不可少的 針閥技術的優(yōu)點是 有縮短周期時間的可能性； 通過澆口時的剪切較少（針直徑與澆口直徑相等和 或, 較大的注射成型加工范圍. 甚至順序級注射也需要使用針閥術。缺點是成本較高和需 要較多的維護?，F(xiàn)代化的系統(tǒng)已經(jīng)不再像過去那樣對各種干擾極為敏感。 溫度制是關鍵 選 擇熱流道時最重要的判據(jù)是技術要求和服務.較低廉的內(nèi)加熱系統(tǒng)用于，例如，對剪切不敏 感的低粘度的聚合物，而外

7、加熱系統(tǒng)應當用于高粘度的和對剪切敏感的聚合物。公認地 在加 工高溫材料時，內(nèi)加熱系統(tǒng)或注嘴向模具傳遞熱量較少，因此有優(yōu)勢。如果注射量大，在內(nèi)加 熱系統(tǒng)的環(huán)形間隙中的高的壓力損耗應當引起充分注意。并且，在環(huán)形流道，因為外層是凝結(jié) 了的，實際的流體橫斷面常常只是設計斷面面積的 30%-50%.另外，加工溫度范圍較小的聚合物 時，因為外加熱系統(tǒng)對流道中熔體溫度控制較好，用它加工較為可靠。 圖 2 超級體尖端 （上：魚雷芯，下:針閥。照片提供：Husky) 流道是下一個重要判據(jù) .從流變學的觀點應當是 盡可能自然地平衡，亦即，從注射注嘴到成型零件間的流道應有同樣的直徑，并且長度相等。 計算得到的流變學

8、平衡只應用于例外情況 并主要用于大型零件（如儀表板。 了獲得有助于 流體流動的流道熔體的回轉(zhuǎn)處應盡可能地和緩。制造商們用不同的方法和工具實現(xiàn)這些目 標。它們中的一些在多支管中采用回轉(zhuǎn)插塞。這也可以 ,如，借助收縮技術實現(xiàn) ,以保安 全、緊密地配合。另一些制造商將回轉(zhuǎn)插塞置于前側(cè)，這些通常要在此后進行機械加工。 Unitemp 公司使用一種管系統(tǒng)來確保緩慢回轉(zhuǎn)（圖 。 對熱流道系統(tǒng)的溫度控制是極其重要(完整版)熱流道塑料模具設計步驟精)的，特別是要選擇好安裝溫度傳感器的地方。經(jīng)驗表明，它應當安裝在預期溫度最高處，決不 要置于出現(xiàn)熱量損耗的地方，諸如加壓環(huán)、密封環(huán)附近，或熱流道體的外側(cè)區(qū)域。在出現(xiàn)

9、熱量 損耗的地方要對帶狀加熱器作必要的調(diào)整，而這又可能導致聚合物的過熱。當今，熱流道制造 商將溫度傳感器安裝在正確的、 最熱”的位置.一般地講，所有溫度傳感器都可以更換。 制 造商全都為它們的系統(tǒng)提供控制裝置。許多公司具有公司自己開發(fā)的內(nèi)部控制技術，例如 Dynisco 就是如此 圖 3 鑄的管系統(tǒng)（照片提供：Unitemp）. 對整個系統(tǒng)多支管、注嘴、 熱側(cè)的再一個判據(jù)是材料選擇。加工某些聚合物,例如 PVC 時會產(chǎn)生氣體，可能腐蝕注射成 型模具或熱流道零件。使用高合金鋼（鉻含量13%可以防止這種腐蝕。例如 ,Husky 將所有零件都使用這種鋼材作為公司的 一項政策 對于由于填充劑成分可能造

10、成磨蝕的聚合物，相關零件，如注嘴頭，的耐磨蝕性能 是非常重要的。硬質(zhì)材料或涂層（TiN、TiC 提供對磨蝕的保護作。 服務為基礎的選擇 由于熱流道制造商在技術方面趨向于彼此類似 并且較早先的技術也已經(jīng)大有改進,因而服務水 平變成為越來越重要的選擇判據(jù) 最重要的是系統(tǒng)的交貨速度，還要能夠迅速地變換型號。熱 流道制造商有貯存標準件是有好處的。客戶期望制造商對加工質(zhì)量承擔更多的責任。例子之一 是要求對一定數(shù)量的成型零件或一種特定的操作壓力作業(yè)務保證。 各式各樣的系統(tǒng)可按照維 修方便程度加以區(qū)別。當今，客戶希望能更換易于嚴重磨損的零件，并且在注射成型機的零件 方面，此點更為重要。同樣的情況也適用于顏色

11、要頻繁更換之處。易磨損零件 ,如注嘴尖端、 熱傳感器和加熱元件應在世界各處可快速獲得。 趨勢 對產(chǎn)品的責已越來越多地轉(zhuǎn)移到熱流 道制造商身上，這可用下述事實來說明全”熱側(cè) 中小型零件情況的更完整的單元 (如熱式 儀表板得到愈來愈多的訂貨 這些元僅須在模具上組裝。熱流道制造商可以保證它們的功 能，或者說它能無困難地安裝。 通過使用針閥系統(tǒng)來提高加工靠性，以及在采用難加工 的聚合物時設法去拓寬加工范圍變得越來越流行。除了提供很清晰的撕斷外，針閥系統(tǒng)能用來 影響注射成型加工過程 針閥在多部件和芯注射成型加工中實際上必不可少的。越來越經(jīng) 常地使用順序（級聯(lián)注射如果沒有針閥和成熟的控制技術，這是不可能的

12、 .由于液壓缸體（針 驅(qū)動機構(gòu)的密封問題，出現(xiàn)了采用氣動驅(qū)動方式的驅(qū)動針的趨勢。有大量型腔的氣動系統(tǒng)特別 適用于醫(yī)學技術和包裝方面，因為在那些領域解決油液造成的問題是一個重大的難題 .由液 體的可壓縮性低液壓缸體在汽車工業(yè)的大型應用中找到了應用之地，因為此時要求針必須有 精確的響應。大多數(shù)制造商提供這兩種類型的驅(qū)動。 小尺寸，或小注射量的大批量制品需要 有更小的型腔距離。型腔距離最小只有 11mm，這味注嘴距也為 11mm現(xiàn)在已是可行的。 例如，由 Guenther 司供應系統(tǒng)就是這樣。在所謂注嘴組上，在一個軸線上距離只 也 可以達到。多層模具用于大批量的大型、兩維的零件的生產(chǎn)變得更為普及。

13、使用的電壓是 5V、24V 和 230V.趨是采用 ，因為纜橫斷面和聯(lián)接電纜所需空間較小.除此之外，現(xiàn)代 控制技術甚至在這種電壓下也能滿意地控制溫度 而(完整版)熱流道塑料模具設計步驟精)在早先，這是低電壓的主要優(yōu)點。 結(jié)和展望 制造商們不再將它們的發(fā)展僅僅集中于現(xiàn) 實的熱流道技術，也轉(zhuǎn)向特殊性的應用。從制造商的觀點，這里有一個遠未窮盡的列出相關實 例的清單 用針閥對平扁型零件如靈通卡作側(cè)面注更換的絕緣帽(對頻繁更換顏色 有利; 享有專利的針形（ 形 能較好混合的超級流體尖端（Husky； 熔體的閥控制 (Dynisco因供應各式各樣的模腔的熔流可單個地控制，它前景廣闊?？刂破鞯捻憫獣r間 是

14、0。5ms 嘴有各自的注入角度； 最小模腔距離低達 外嵌入技術（Guenther 共軸針技術;夾芯技術( 借助微射成型加工方法標準零件生產(chǎn)可不再昂貴； 高水平的標準化；注嘴尖選擇可能性大 （Mold 集成入冷卻功能的殊注嘴襯 套；即使大系統(tǒng)交貨時間也很短（Yudo; 在公司內(nèi)作模具試驗。 為使客戶能作初步選擇， 某些熱流道制造商提供選擇程序 它們中的某些可在因特網(wǎng)上訪問或直接訂貨(例如Mold Masters 的 Merlin 序Ewikon 的 SystemGuide 序。 注射模熱流道故障及其對策 與普通流 道模具相比 熱流道模具有省時省料、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等顯著優(yōu)點 ， 曾一度因在使用

15、上易產(chǎn)生故障而影響其廣泛應用。隨著模具工業(yè)的技術進步 , 熱流道模塑在流道熔體溫度控 制、結(jié)構(gòu)可 性及熱流道元件設計制造等方面都有了長足的進步 ， 使得熱流道技術重新 得到人們的重視和青睞。 在熱道模具設計和應用中 , 有諸值得考慮和重視的問題 , 這些問題解決得好壞 直接關系著熱流道系統(tǒng)的成敗和制品質(zhì)量。因此 , 對熱流道系統(tǒng)的故 障及其成因進行探討 了解熱流道模塑應用中應注意的事項 ， 疑十分有助熱流道模塑 技術的成功運用。 2 熱流道模塑常見故障分析及其對策 2。 1 澆口處殘留物突出或流涎滴料 及表面外觀差 2. 1. 1 主原因 澆口結(jié)構(gòu)選擇不合理 ， 溫度控制不當 ， 注射后流道內(nèi)

16、熔 體存在較大殘留壓力。 2. 1 解決對策 (1 澆口結(jié)構(gòu)的改進。通常 , 澆口的長度過長 ， 會在塑件表面留下較長的澆口料把 而澆口直徑過 ， 則導致流涎滴料現(xiàn)的發(fā)生.當 出現(xiàn)上述故障時 ， 可重點考慮改變澆口構(gòu)。熱流道常見的澆口形式有直澆口、點澆口和閥 澆口。 流道澆口 , 其特是流道直徑較粗大 ， 故澆口處不易凝結(jié) 能保證深腔制品的 熔體順利注射 ； 不快速冷凝 , 塑件殘留應力最小 ， 適宜成型一模多腔的深腔制品 , 但 這種澆口較易產(chǎn)生流涎和拉絲現(xiàn)象 , 且澆殘痕較大 ， 甚至留下柱形料把 , 故澆口處料溫 不可太高 , 且需穩(wěn)定控制 ； 點基本同 ， 但塑上的殘痕相對較小 ; 的

17、特點是塑件殘留應力較小 , 冷凝速度適中 ， 流 涎、拉絲現(xiàn)象也不明顯 ; 可應用于大多數(shù)工程塑料 , 也是目前國內(nèi)外熱流道模塑使用較多的 一類澆口形式 ， 塑質(zhì)量較高 , 表面僅留有極小的痕跡 ； 有痕小、殘留應力低 , 并 不會產(chǎn)生流涎、拉絲現(xiàn)象 但閥口磨損較明顯 , 在使用中隨著配間隙的增大又會出現(xiàn)流涎 現(xiàn)象 ， 此時應及時更換閥芯、閥口體. 澆口形式的選擇與被模塑的樹脂性能密切相關。易發(fā) 生流涎的低粘度樹脂 可選擇閥澆口。結(jié)晶型樹脂成型溫度范圍較窄 ， 澆處的溫度應適 當較高 如 、 PPEX 等樹脂可采用帶加熱探針的澆口形式。無定型樹脂如 ABS 、 (完整版)熱流道塑料模具設計步驟

18、精)等成型溫度范圍較寬 由于魚雷嘴芯頭部形成熔體絕緣層 , 澆口沒有加熱元件接觸 , 故 可加快凝結(jié)。 (2 溫度的合理控制.澆口區(qū)冷卻水量不夠 ， 會起熱量集中 ， 造成流 涎、滴料和拉絲現(xiàn)象 因此出現(xiàn)上述現(xiàn)象時應加強該區(qū)的冷卻。 (3 樹脂釋壓流道內(nèi)的殘 留壓力過大是造成流涎的主要原因之一。一般情況下 , 注射機應采緩沖回路或緩沖裝置來 防止流涎 2. 材料變色焦料或降解 2。 。 1 主原因 溫控制不當 ； 流或澆口尺 寸過小引起較大剪切生熱 流道內(nèi)的點導致滯留料受熱時間過長。 2. 。 解決對策 （1 溫度的準確控制。為了能準確迅速地測定溫度波動 要使熱電偶測溫頭可 地接觸流道 板或噴

19、嘴壁 并使其位于每個獨立溫控區(qū)的中心位置 頭部感溫點與流道壁距離應不大于 10mm 宜 應盡量使加熱元件在流道兩側(cè)均布. 控可選用中央處理器操作下的智能模糊邏 輯技術 其具備溫度超限報警以及自動調(diào)節(jié)功能 ， 能使熔體溫度變化控制在要求的精度范 圍之內(nèi)。 修正澆口尺寸應盡量避免流道點 在許可范圍內(nèi)適當增大澆口直徑 , 防 止過甚的剪切生熱。內(nèi)熱式噴嘴的熔體在流道徑向溫差大 ， 更易生焦料、降解現(xiàn)象 ， 因 此要注意流道徑向尺寸設計不宜過大 . 2. 3 注射短缺或無料射出 2. 。 主要原因 流道 內(nèi)出現(xiàn)障礙物或角 ； 澆口堵塞 ; 流道內(nèi)出現(xiàn)較厚的冷凝層。 2。 。 2 解決對策 （1 流道設

20、計和加工時 ， 應保證熔體流向拐彎處壁面的圓弧過渡 , 使整個流道平滑而不存在流 動角 不影響塑件質(zhì)量情況下 ， 適當提高料溫 , 避免澆口過早凝結(jié)。 （3 當增 加熱流道溫度 ， 以小內(nèi)熱式噴嘴的冷凝層厚度 , 降低壓力損失 從而利于充滿型腔。 2. 4 漏料嚴重 。 。 主要原因 密封元件損壞 ； 加熱件燒毀引起流道板膨不均 ； 噴 嘴與澆口套中心錯位 ，或者止漏環(huán)決定的熔體絕緣層在噴嘴上的投影面積過大 ， 導致噴嘴后退。 2。 4. 解 決對策 (1 檢查密封元件、熱元件有無損壞 , 若有損壞 ， 在換前仔細檢查是元件質(zhì)量 問題、結(jié)構(gòu)問題 ， 還是正常使用壽命所致的結(jié)果。 選擇適當?shù)闹孤?/p>

21、方式 .根據(jù)噴嘴的 絕熱方式 , 防止漏料可采用止漏環(huán)或噴嘴接觸兩種結(jié)構(gòu)。應注意使止漏接觸部位保持可 的接觸狀態(tài)。 在度允許范圍內(nèi) , 要保證噴嘴和澆口套之間的熔體投影面積盡量小 , 以防 止注射時產(chǎn)生過大的背壓使噴嘴后退。采用止漏方式時 , 噴嘴和澆口套的直接接觸面積要保 證由于熱膨脹造成的兩者中心錯位時 , 也不發(fā)生樹脂泄露。但接面積也不能太大 ， 以 免造成熱損失 增。 2. 熱流道不能正常升溫或升溫時間過長 2. 5. 1 主要原因 導線通 道間距不夠 導致導線折斷 ； 裝配模具時導線相交發(fā)生短路、漏電等現(xiàn)象。 2 。 2 解決對策 選擇正確的加工和安裝工藝 , 保證能安放全部導線 ，

22、 并按規(guī)定使用高溫絕緣材 料 , 定期檢測導線破損情況 2。 6 換或換色不良 2 6。 1 主要原因 換料或換色的方 法不當 流道設計或加工不合理導致內(nèi)部存在較多的滯留料 . 2. 。 2 解決策 (1 進流 道的結(jié)構(gòu)設計和加工方式。設計流道時 ， 應盡量避免流道點 , 各轉(zhuǎn)角處應力求圓弧過 渡。在許可范圍內(nèi) ， 流道尺寸盡量小一些 , 這流內(nèi)滯留料少、新料流速較大 ， 有利(完整版)熱流道塑料模具設計步驟精)于快速清洗干凈。加工流道時 ， 不論流道多長 必須一端進行加工 , 如果從兩端同時加 工 , 易造成孔中心的不重合 ， 由此必然會形成滯留料部位。一般外加熱噴嘴由于加熱裝置 不影響熔體

23、流動 ， 可以較容易地清洗流 , 而內(nèi)加熱噴嘴易在流道外壁形成冷凝層 ， 故 不利于快速換料 選擇正確的換料方法。熱流道系統(tǒng)換料、換色過程一般由新料直接推出 流道內(nèi)的所有滯留料 ， 再把流道壁面滯留料向前整體移動 , 因此清洗比較容易進行。相反 , 若新料粘度較低 , 就易進入滯留料中 , 逐層分離滯留料 , 清洗起來就較為麻煩 .若新 舊兩種料的粘度相近時 , 可通過加快新料注射速度來實現(xiàn)快速換料。若滯留料粘度對溫度較 為敏感 可適當提高料溫來降低粘度 ， 以加快換料過程。 3 選和應用熱流道的注意事項 為盡可能排除或減少使用中的故障 在選擇和應用流道系統(tǒng)時應注意以下事。 3。 1 加熱方式的選擇 （1 內(nèi)加熱方式內(nèi)熱式噴嘴結(jié)構(gòu)較為復雜 , 造價較高 , 零件更換困難 , 對電熱元件要求較高。把加熱器安放在流道中間 會產(chǎn)環(huán)形流動 增容體摩擦面積 , 壓力降可能有外熱式噴嘴 倍之多但由于內(nèi)加熱的加熱元件設在噴嘴內(nèi)的魚雷體中 , 熱全部供給物 料 ， 熱損失小 ， 可節(jié)約電能。若采用點澆口 魚雷體尖端保持在澆口中心 ， 利于注 射后澆口切斷并因澆口凝結(jié)晚而使塑件殘留應力較低。 （2 加熱方式。采用外熱式噴嘴 ， 可以消除冷膜 ， 降壓力損失。同時由于其結(jié)構(gòu)簡單 , 加工方便 , 及熱電安裝于噴嘴 中部使溫控準確等優(yōu)點 , 目前在生產(chǎn)中獲得了普