热恒知名热流道技术专家对热流道功能分解及表达.doc

热恒知名热流道技术专家对热流道功能分解及表达来源：热恒热流道在现实生活中随处可见功能词，产品的功能是设计的目的或意图，是对于某一产品的特定的工作能力的抽象化的描述。它是个主观的概念，对于相同的事物和行为，不同的或相同的人，从不同的侧面，处于不同的时间或环境，都会对功能有不同的表示和理解方式。功能和人们常用的“功用”、“性能”、tt能力”等概念既有联系又有区别。因此，在产品设计的研究中，有一些学者对功能进行了定义，以求在设计中能够统、有效地描述和表达功能，这样也使功能的表示能适合计算机的处理和存储。 19世纪40年代，美国人LDMiles在他的价值工程一书中，首先明确地提出了功能(Function)的概念，并把功能作为他的价值工程研究的核心问题。他认为，功能是产品、工程项目或各项工作所提供的作用，以做什么的形式来描述功能。60年代，欧美各国先后开展了设计学的研究。“功能”的概念被明确地用作设计学的一个基本概念，并且成为设计的核心问题。 德国学者Pahl和Beitz将功能定义为：功能是为了完成一定任务而存在于输入和输出的系统量之间的通用的和期望的连接。相应地，用能量、物质、信息流的转换来表达功能。德国工程师协会有关设计方法学的指导性文件把功能定义为，一个系统为完成一项任务，而对输入、输出和状态参数之间的一般关系的抽象。相应地，他们将功能表示为能量、物质、信息流的转换，用流图来表达设计问题。这个定义广泛地为设计研究者所接受和使用。另外一种观点是认为功能是物体所产生的作用和效应的一种描述，即它做什么。这种定义与人们通常对产品功能的理解和描述比较相近，通常用自然语言来表达。 热流道的主要功能是将自注塑机喷嘴射入的熔融塑料输送到型腔，这个过程中需尽量保持一定的塑料温度，尽量减小流动过程中的压力损失，根据型腔数目将塑料熔体等分分流，无凝料，无滞留，无流涎。其他辅助功能如换色方便，承受注塑机注射压力，塑件冷却方便。下面具体阐述目前各功能对应的结构解模式。1、保持熔体温度。 热流道系统上均匀的温度分布是保障成功地应用热流道技术的关键之一。在热流道与模具接触的部位会有热量损失导致局部温度降低，所以在分流板上布置加热元件时要给予考虑在热量损失大的部位加热元件就要集中一些。如果放一条加热元件过长，就应改放几个较短的加热元件将分流板分成几个可分别进行温度控制的区域。在每个区域都应放置测量温度的热电偶，形成闭环控制。这样用户可根据需要来调整不同区域的湿度设置，可有利于扩大加工参数范围。加热元件的布置应跟随流道形状，尽量保证加热元件在各处与流道有相等的距离，以有利于对整个流道有均匀的加热。加热元件不应横跨过流道，以避免产生局部热点损害塑料溶体。热流道和喷嘴分为内加热系统和外加热系统。内加热系统适用于剪切不敏感的低粘度聚合物，而外加热系统应用于高祜度的和对剪切敏感的聚合物。在内加热系统中，加热器位于流道的中心。熔体流过的是有适当尺寸的环形间隙。在加工高温材料时，内加热系统和喷嘴向模具传达热量较少，因此有优势。但是如果注塑量大时，在内加热系统的环形间隙中将产生很高的压力损耗，并且，在环形间隙的外环区域，熔体因温度梯度(加工温度模具温度)而发生了凝固，实际的流体横断面常常只是设计断面面积的3050。 在外加热系统中，流道由外部的加热器加热并保持在加工温度。这样，可利用畅通无阻的流道，从而有利于熔体流动。外加热系统这种设计方式由具有内部流道的环形集流管组成。集流管的设计具有与模具其它部位隔离的多种隔热构造。优点是更好的控制温度，但是成本比较高，设备复杂。较新的技术开发减小了集流管的尺寸，使安装更容易。目前在多数领域，外加热式热流道代替了内加热式热流道。2流动过程压力损失最小化流体在流道内流动时，因流道壁的阻力和流道转弯等的影响，压力必然有所损失。为了获得有助于流体流动的流道，熔体的回转处应尽可能地和缓。制造商们用不同的方法和工具实现这些目标。它们中的一些在多支管中采用回转插塞，这也可以借助收缩技术实现，以确保安全、紧密地配合。另些制造商将回转插塞置于前侧，这些通常要在此后进行机械加工。3分流及均衡填充 熔融的塑料自注塑机喷嘴射出时只有一个支流，而注入型腔时则和型腔数目及浇口数目匹配。因此需采用分流装置将塑料熔体分成相应的支数。型腔的布置尽量遵循以下两点：a)尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。b)型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。流道可区分为自然平衡(Natural Balanced)及自然不平衡(Natural Unbalanced)流道两大类。自然平衡指模腔大小相同，且迸浇点至各模腔的距离相等，因此塑料流动自动平衡，可同时填满所有模腔。如对称的圆形模腔配置(CircularCavity Layout)、H型配置(H-Style Layout)、以及x型配置(X-Style Layout)等。不平衡流道指迸浇点到各模腔距离不等长，因此各个模腔填满时间有所差异的模穴。一般需依赖对流道及浇口尺寸作不同程度设计变更，使流道漉动得以平衡。这类流道见于一般的串式模腔配置(Layout in Series)。在内加热系统中，采用内部加热的环形流道，加热由流道内的探针和加热梭(分配器管)提供。利用熔融塑料的隔热效果减少热的传递和模内其他地方的损失。尽管有分配器内的环形加热器，在加热梭与流道壁之间还是会有塑料的凝结出现。塑料必须在隔热壁与加热梭之间不停的流动，这与粘流量效果加在一起，会造成系统压力下降，因此要考虑热流道平衡的重要性。即内加热系统最适宜加工范围大的材料和到各浇口等距的平衡流道。这种流道是几何平衡的，各支流上的流道直径必须对应相等。而外加热系统既可以按直径进行平衡，也可以按长度进行平衡。形式比较灵活。4无滞留，无流涎 流道表面粗糙会使得塑料熔体滞留，造成抉色不方便，而且流道有效内径变小，流动压力损失增大，可能造成充模不充分，影响塑件质量和外观。为了减少滞留，流道的粗糙度必须尽量低，而且要保证无死角区域，以便快速换色，防止材料降解。热流道技术发展至今，在结构设计上已形成多样化，但归纳起来，可分为单点进料和多点进料两大类。单点进料使用的热喷嘴分内热式和外热式；多点进料为热流道与热喷嘴的组件结构。无论哪一种，其热喷嘴都装入定模板，注塑时熔融塑料以很大的速度经喷嘴浇口直接进入模具型腔，开模时塑件在浇口处与喷嘴中的熔料分离。要求不滚涎、不拉丝、制品上残露痕迹很小，达到良好的切断、成型效果。浇口是塑料从熔融的粘流态变为高弹态的转变处。每次注塑后既能使枯流态的熔料在浇口附近停滞、又能保证其达到最低的成型温度。因此，精确地控制浇口附近的温度和正确设计浇口的尺寸，是热流道系统的关键。根据热恒热流道专家20年经验，浇口温度般应控制在T。到Tr+lO20的范围内。T，为塑料的粘流温度，即塑科的最低成型温度。由于塑料内部结构的差异，依靠控制温度是一个方面，而重要的还是正确设计浇口的尺寸。正确的浇口结构及尺寸，保证型腔充分填充，针闼式浇口及时关闭，从而减少流涎，缩短注塑周期。热喷嘴常采用的浇口有点浇口(不含尖点的和含尖点的)、竖浇口、阀浇口等。各浇口的形式及在塑件上残留痕迹。点浇口(不含尖点的)磨损和注塑后在组件上残留应力最小、浇口处不会快速冷凝，但较易产生流涎和拉丝现象；而含尖点的点浇口磨损量较大，残留应力较小，冷凝速度适中，流涎、拉丝现象不明显；竖浇口的特点，基本同于不含尖点的点浇口。只是浇口残痕大，甚至形成小料把。需要切除：阀浇13具有浇口残痕、残留应力极小，并不会产生流涎、拉丝现象，也不会快速冷凝，但磨损较明显，由于