注塑模热流道的技术特点与应用

1、注塑模热流道的技术特点与应用Technical Features and Application of Hot Runner Technology in Injection MoldingLiuP刘鹏LiuP刘鹏2012-12-24注塑模热流道的技术特点与应用摘要：介绍了热流道系统的结构特点和应用范围，并论述了注塑模热流道系统的发展历史及趋势TCL-legrand international Electrical(Huizhou)Co.,Ltd.B1-B3,No.39 East Hechang No.6 Road,Zhongkai Hi-tech Industrial District,Hui

2、zhou City,Guangdong,China86-752-252897586-752-2528421注塑模热流道的技术特点与应用Technial Features snd Application of Hot Runner Technology in Injection MoldingKeywords : injection Mold; Hot Runner;Application热流道是注塑工艺的一项重大改革，热流道是通过加热的方法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从而注塑机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后

3、一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需温度即可。因此，热流道工艺有时称为热集流管系统，或者称为无流道模具。在国外热流道已被广泛应用，如美国INCOE公司、DME公司、西德HASCO公司都有热流道产品，在国内仅有少数单位引进热流道加以应用。1冷流道和热流道的区别热流道系统与冷流道系统比较有如下特点：热流道注塑模具的流道尺寸可以被设计得比较长、模腔数量比较多。从而缩短制件成型周期，从而提高生产效率、利润和企业竞争能力。热流道技术解决了多模腔模具的发展问题，这一点是冷流道不可比拟的。目前国外已发展到1出216模腔。在冷流道生产中，由于熔体在流道中温度不均匀、注塑压力传递不到位而使塑料

4、熔体充模困难，生产出的成品容易出现缩水、填充不足、熔接痕、颜色不均、飞边、翘曲等现象。而热流道系统有利于压力传递，降低注射压力，减小塑件内应力（增加产品强度和刚度），并在一定程度上克服了制件因补料不足而产生的凹陷、缩孔等缺陷，达到降低废品率的目的。在透明件、薄壁件、大型塑件或更高要求的塑件生产中，热流道技术更能显示出其优势。冷流道生产中会产生大量的水口料。为降低生产成本，通常会将上一道工序中产生的水口料掺入下一道工序，如此反复使用会使塑料性能降解；采用热流道技术，生产中无水口料产生，无需反复加工的水口料掺入过程，从而减少原料损耗和降低生产成本，并使塑料制品的质量得到显著的提高。在冷流道生产中由

5、于有取出水口料的过程，导致生产过程的不连续；而热流道系统均为自动切断浇口使得整个成型过程完全自动化，缩短注塑成型周期，也省去了浇口料的挑选、粉碎和重新染色回收等工序，节省了人力，提高了机器效率及市场竞争能力。2热流道系统的结构和分类热流道系统根据热补偿方式的不同，可分为内热式热流道系统和外热式热流道系统的结构。2.1 内热式内热式热流道是在流道内部将塑料加热，塑料本身与外部形成一绝热层，因而加热效率高，热损失少，节约能源。它是通过在流道内部加热的方法，使流道内的熔料在注塑过程始终处于熔融状态。所用的加热器多是特制的棒状电热元件。单浇口内热式热流道元件。它是由喷嘴体和鱼雷体组成，在鱼雷体内装有加

6、热棒，为使尾部温度得到保证，装有一加热圈，整个流道都在加热，流道通畅性好，不受操作周期的影响，工作稳定，可得到理想的浇口冷固。为减少热量的损失，流道元件与定模板之间采用空气间隙层绝热。单浇口内热式热流道元件Single internal thermal hot runner components1-加热圈 2-喷嘴体 3-鱼雷体 4-加热棒 5-定模 6-动模 2.2外热式 它是利用外部加热的方式。使流道内部的熔料保持熔融状态。一般采用特制的加热圈或加热管，也可直接饶制。单浇口外热式热流道元件，加热圈配以热电偶控温装置，能使喷嘴内的熔料在连续注塑中维持必要的温度。为减少热量的散失，除利用一定的

7、空气间隔层绝热外，还装有反辐射套件。元件后部与定模板相配合，并有一定的环状承压面，前部的套筒与喷嘴及定模板配合要严密，防止注塑时熔料倒流，其套件及喷嘴的前端面构成模具型腔的一部分。此类热流道元件结构简单，多用于对浇口痕迹要求不高或其位置在塑件底部的中、小型制品。与外热式热流道系统相比，内热式热流道系统具有以下特点： 在外热式热流道系统中，流道板的温度只略低于塑料的加工温度，热损失大，需要采取良好的隔热措施。内热式热流道系统中，流道外壁上有凝结的塑料层，由于塑料的导热性能差，对流道板起良好的绝热作用，使得流道板的温度较低，一般只有4060。故内热式热流道系统有“冷热流道系统”之称。热流道系统的热

8、损失小。一般电功率消耗低于外热式热流道系统的50。在外热式热流道系统中,其结构组件如流道板、喷嘴、承压圈等从室温升高到工作温度会产生热膨胀。安装调试时必须预测结构中的热膨胀，在室温下有补偿的安装，才能保证在工作温度下调试成功，安装过程比较复杂。而在内热式热流道系统中，由于流道板的温度低，热膨胀低，几乎不用考虑，给设计与安装带来极大方便。在外热式热流道系统中，为防止熔体泄露，要采用良好的密封措施。另外，流道板设计、装配和注射工艺不当，都有可能导致熔体泄露，严重的会损坏模具，甚至导致停产。而在内热式热流道系统中，由于凝结层能对流道板起良好的自密封作用，产生熔体泄露的可能性很小。在外热式热流道系统中

9、，为了减小热损失，流道板被安置在垫板的空腔里，模具工作时由垫板和承压圈承压，模具的刚度受损。内热式热流道系统的流道板与其他模板是贴合的，所以整幅模具的刚度好，而且可以降低模具的总体高度。3热流道注塑模具的应用范围及关键技术3.1 塑胶材料种类热流道模具已被成功地用于各种塑料材料。如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）、聚对笨二甲酸丁二醇酯（PBT）、尼龙（PA）、聚砜（PSU）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、液晶聚合物（LCP）、聚氯乙烯（PVC）、聚对笨二甲酸乙二醇酯（PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚醚亚胺（PEI）、ABS/PC等。

10、任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用热流道模具加工。3.2 零件尺寸与质量 用热流道模具制造的零件最小的在0.1g以下。最大的在30kg以上。应用极为广泛灵活。3.3 工业领域热流道模具在电子，汽车，医疗，日用品，玩具，包装，建筑，办公设备等各工业部门都得到广泛应用。 3.4 热流道系统的关键技术 热流道系统的关键技术：一是浇口和流道平衡；二是良好的机械结构和性能；三是良好的加热系统和可靠的温控系统。 4 注塑模热流道系统发展历史及趋势 热流道技术在食品包装塑料容器生产方面主要应用在瓶用瓶胚、瓶盖注塑模具中。这项技术在一些工业较为发达国家的研究应用比我国早几十年。早在1940年12月，K

11、nowles就取得了热流道技术的专利权，20世纪6070年代在欧美等西方先进国家迅速推广，并得到进一步的提高。20世纪80年代初期，随着“乐”产品进入中国市场，KRUPP以及HUSKY等国外注塑机配套多模腔热流道注塑模具开始出现在我国塑料容器加工制造业中，国内对热流道技术开始有了初步的接触和认识。由于从国外引进的多模腔热流道模具价格昂贵(按每模腔折价约为市场价格的45倍)，直到20世纪90年代初，多模腔热流道注塑模具在国内仍没有普及，除了价格因素外，另外一个极重要的原因是因为当时国内机加工的水平、硬件设施和国产金属材料的物化性质都很难达到相应的技术要求。尽管如此，国内的技术人员和企业家们还是充

12、分意识到热流道的重要性，投入了大量的人力、物力，认真地研究，并设计出国产1出4模腔以内的热流道注塑模具。近几年来，国内在该技术引进吸收及应用方面有了较大的进展，国产注塑模具也由单模腔（或少模腔）发展到目前1出32腔、1出48腔等多模腔热流道注塑模具，为提高产品质量和降低生产成本起到了重要的作用。目前国产的瓶用瓶胚、瓶盖的多模腔热流道注塑模具除供应国内中小企业之外，还大量出口销往东南亚以及非洲等地区。目前，热流道系统存在一些缺陷，如模具结构复杂、加热器组件易损坏、制造费用高、需要较精密的温度控制装置、成型树脂必须清洁无杂物、树脂更换及换色较困难、维修保养较复杂，需要把整幅模具拆开等，可喜的是这些

13、缺陷正在逐渐克服，热流道模具的应用正处于大发展的阶段。当前，国内外热流道模具的主要发展趋势可归纳为以下几个方面：1）元件的小型化。通过缩小喷嘴空间，可在模具上配置更多型腔，以实现小型制品的一模多腔和大型制品多浇口充模，提高制品的产量和注射机的利用率。在20世纪90年代，Master公司开发的喷嘴最小可至15.87mm；Husky公司开发的多浇口喷嘴，每个喷嘴有四个浇口，浇口间距可近至9.076mm;Osco公司开发的组合复式喷嘴，每个喷嘴有12个浇口探针，可用于48腔模具的成型。在2001年Mold-Master公司针对小型制件的空间限制开发了用于小型制件的喷嘴，可成型质量为130g的制品。

14、2）元件的标准化、系列化。用户要求模具的设计和制造周期越来越短，所以要满足用户的需求，只有将热流道元件标准化才能减少设计工作的重复性和降低模具造价，并且便于对易损零部件的维修和更换。据报道，Husky、Presto和Mold-Master等公司的喷嘴、阀杆和分流板都作为标准型便于快速更换和交付模具。Polyshot公司已开发出快换热流道模具系统，尤其适合于注射压力为70kN的小型注射机。3）开发和利用叠层热流道注射模。叠层模具可有效增加型腔数量，叠层式热流道模具在国外一些发达国家已用于工业化生产。4）热流道模具设计整体可靠性提高。如今国内外各大模具公司对热流道板地设计和热喷嘴连接部分的压力分布、温度分析、密封等问题的研究开发极为重视。5）温控系统精确化。在热流道模具模塑中，开发更精密的温控装置，控制热流道板和浇口中的熔融树脂的温度，是防止树脂过热降解和产品性能降低的有效措施。6）核心元件的使用寿命延长。提高喷嘴和热流道的耐磨性和用于敏感材料成型，如使用