熱流道模具結構

熱流道系統(tǒng)一般由熱噴嘴、分流板、溫控箱和附件等幾部分組成。熱噴嘴一般包括兩種：開放式熱噴嘴和針閥式熱噴嘴。由于熱噴嘴形式直接決定熱流道系統(tǒng)選用和模具的制造，因而常相應的將熱流道系統(tǒng)分成開放式熱流道系統(tǒng)和針閥式熱流道系統(tǒng)。分流板在一模多腔或者多點進料、單點進料但料位偏置時采用。材料通常采用P20或H13。分流板一般分為標準和非標準兩大類，其結構形式主要由型腔在模具上的分布情況、噴嘴排列及澆口位置來決定。溫控箱包括主機、電纜、連接器和接線公母插座等。熱流道附件通常包括：加熱器和熱電偶、流道密封圈、接插件及接線盒等。

熱流道模具材料種類

熱流道模具已被成功地用于加工各種塑料材料。如PP，PE，PS，ABS，PBT，PA，PSU，PC，POM，LCP，PVC，PET，PMMA，PEI，ABS/PC等。 任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用熱流道模具加工。

熱流道模具尺寸與重量

用熱流道模具制造的零件最小的在0.1克以上。最大的在30公斤以下。應用極為廣泛靈活。

熱流道模具工業(yè)領域

熱流道模具在電子，汽車，醫(yī)療，日用品，玩具，包裝，建筑，辦公設備等各工業(yè)部門都得到廣泛應用。

流道模具與普通流道模具相比，具有注塑效率高、成型塑件質量好和節(jié)約原料等優(yōu)點，隨著聚合物工業(yè)的發(fā)展，熱流道技術正不斷地發(fā)展完善，其應用范圍也越來越廣泛。

熱流道是通過加熱的辦法來保證流道和澆口的塑料保持熔融狀態(tài)。由于在流道附近或中心設有加熱棒和加熱圈，從注塑機噴嘴出口到澆口的整個流道都處于高溫狀態(tài)，使流道中的塑料保持熔融，停機后一般不需要打開流道取出凝料，再開機時只需加熱流道到所需溫度即可。

熱流道注射成型法于20世紀50年代問世，經(jīng)歷了一段較長時間地推廣以后，其市場占有率逐年上升，80年代中期，美國的熱流道模具占注射模具總數(shù)的15%~17% ，歐洲為12%~15% ，日本約為10% 。但到了90年代，美國生產(chǎn)的塑料注射模具中熱流道模具已占40%以上，在大型制品的注射模具中則占90%以上。

盡管世界上有許多熱流道生產(chǎn)廠商和多種熱流道產(chǎn)品系列，但一個典型的熱流道系統(tǒng)均由如下幾大部分組成：

1． 熱流道板 （MANIFOLD）

2． 噴嘴 （NOZZLE）

3． 溫度控制器

4． 輔助零件

將在以后系列文章深入討論這些零件的種類與應用。

盡管與冷流道模具相比，熱流道模具有許多顯著的優(yōu)點，但模具用戶亦需要了解熱流道模具的缺點。概括起來有以下幾點。

熱流道模具成本上升

熱流道元件價格比較貴，熱流道模具成本可能會大幅度增高。如果零件產(chǎn)量小，模具工具成本比例高，經(jīng)濟上不劃算。對許多發(fā)展中國家的模具用戶，熱流道系統(tǒng)價格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問題之一。

熱流道模具設備要求高

制作工藝設備要求高，熱流道模具需要精密加工機械作保證。熱流道系統(tǒng)與模具的集成與配合要求極為嚴格，否則模具在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)很多嚴重問題。 如塑料密封不好導致塑料溢出損壞熱流道元件中斷生產(chǎn)，噴嘴鑲件與澆口相對位置不好導致制品質量嚴重下降等。

熱流道模具操作維修復雜

與冷流道模具相比，熱流道模具操作維修復雜。如使用操作不當極易損壞熱流道零件，使生產(chǎn)無法進行，造成巨大經(jīng)濟損失。對于熱流道模具的新用戶，需要較長時間來積累使用經(jīng)驗。

熱流道模具縮短周期

制件成型周期縮短，因沒有澆道系統(tǒng)冷卻時間的限制，制件成型固化后便可及時頂出。許多用熱流道模具生產(chǎn)的薄壁零件成型周期可在5秒鐘以下。

熱流道模具節(jié)省塑料

在純熱流道模具中因沒有冷澆道，所以無生產(chǎn)費料。這對于塑料價格貴的應用項目意義尤其重大。事實上，國際上主要的熱流道生產(chǎn)廠商均在世界上石油及塑料原料價格昂貴的年代得到了迅猛的發(fā)展。因為熱流道技術是減少費料降低材料費的有效途徑。

熱流道模具減少廢品

減少廢品，提高產(chǎn)品質量。在熱流道模具成型過程中，塑料熔體溫度在流道系統(tǒng)里得到準確地控制。塑料可以更為均勻一致的狀態(tài)流入各模腔，其結果是品質一致的零件。熱流道成型的零件澆口質量好，脫模后殘余應力低，零件變形小。所以市場上很多高質量的產(chǎn)品均由熱流道模具生產(chǎn)。如人們熟悉的MOTOROLA手機，HP打印機，DELL筆記本電腦里的許多塑料零件均用熱流道模具制作。

熱流道模具生產(chǎn)自動化

消除后續(xù)工序，有利于生產(chǎn)自動化。制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品，無需修剪澆口及回收加工冷澆道等工序。有利于生產(chǎn)自動化。國外很多產(chǎn)品生產(chǎn)廠家均將熱流道與自動化結合起來以大幅度地提高生產(chǎn)效率?！≡S多先進的塑料成型工藝是在熱流道技術基礎上發(fā)展起來的。如PET預成型制作，在模具中多色共注，多種材料共注工藝，STACK MOLD等。

一般說來，熱流道系統(tǒng)分為單頭熱流道系統(tǒng)、多頭熱流道系統(tǒng)以及閥澆口熱流道系統(tǒng)。單頭熱流道系統(tǒng)主要由單個噴嘴、噴嘴頭、噴嘴連接板、溫控系統(tǒng)等組成。單頭熱流道系統(tǒng)塑料模具結構較簡單。將熔融狀態(tài)塑料由注塑機注入噴嘴連接板，經(jīng)噴嘴到達噴嘴頭后，注入型腔。需要控制尺寸d、D、L和通過調整噴嘴連接板的厚度尺寸，使定模固定板壓緊噴嘴連接板的端面，控制噴嘴的軸向位移，或者直接利用注塑機噴嘴頂住噴嘴連接板的端面，也可達到同樣目的。在定模固定板的合適位置設置一條引線槽，讓電源線從模具內引出與安裝在模具上的接線座連接。

多頭熱流道系統(tǒng)塑料模具結構較復雜。熔融狀塑料由注塑機注入噴嘴連接板，經(jīng)熱流道板流向噴嘴后到達噴嘴頭，然后注入型腔。熱流道系統(tǒng)的噴嘴與定模板有徑向尺寸D配合要求和軸向尺寸限位要求。噴嘴頭與定模鑲塊有徑向尺寸d配合要求，保證熔融狀態(tài)的塑料不溢流到非型腔部位，并要求定模鑲塊的硬度淬硬50HRC左右。分型面到熱噴嘴軸向定位面之間的距離L必須嚴格控制，該尺寸應根據(jù)常溫狀態(tài)下噴嘴的實際距離L′加上模具正常工作溫度下噴嘴的實際延伸量ΔL確定。為了保證噴嘴與熱流道板貼合可靠，不使熱流道板產(chǎn)生變形，在噴嘴的頂部上方設有調整墊，該調整墊與噴嘴自身的軸向定位面一起限制了噴嘴在軸向的移動，且有效地控制了熱流道板可能產(chǎn)生的變形。在常溫狀態(tài)下，調整墊與熱流道板和定模固定板之間控制0.025mm 間隙以便模具受熱后，在工作溫度狀態(tài)時調整墊恰好壓緊。熱流道系統(tǒng)的定位座和定位銷一起控制了熱流道板在模具中的位置。定位座與定模板有徑向尺寸D2配合要求，而且深度h必須控制準確，定位座的軸向起著支承熱流道板的作用，直接承受注射機的注射壓力。定位銷與熱流道板固定板有配合要求。熱流道板與模板之間必須留有足夠的空隙，以便包裹隔熱材料。熱流道板和固定板必須設有足夠的布線槽，讓電源線從模具內引出與安裝在模具上的接線座連接。噴嘴連接板與定模固定板之間有徑向尺寸D1配合要求，以便注塑機的注射頭與模具上的噴嘴連接板配合良好。在熱流道板附近，將定模板、熱流道板固定板、定模固定板用螺釘連接起來，增強熱流道板的剛性。

閥澆口熱流道系統(tǒng)塑料模具結構最復雜。它與普通多頭熱流道系統(tǒng)塑料模具有相同的結構，另外還多了一套閥針傳動裝置控制閥針的開、閉運動。該傳動裝置相當于一只液壓油缸，利用注射機的液壓裝置與模具連接，形成液壓回路，實現(xiàn)閥針的開、閉運動，控制熔融狀態(tài)塑料注入型腔。

在世界上工業(yè)較為發(fā)達的國家和地區(qū)熱流道模具生產(chǎn)極為活躍。熱流道模具比例不斷提高。許多10人以下的小模具廠都進行熱流道模具的生產(chǎn)。從總體上講北美，歐洲使用熱流道技術時間較久，經(jīng)驗較多水平較高。在亞洲，除日本外，新加坡，韓國，中國臺灣，中國香港處于領先地位。北美，歐洲雖然模具制造水平較高，但價格較高交貨期較長。相比之下，亞洲的熱流道模具制造商在價格與交貨期上更具競爭性。而中國大陸的熱流道模具尚處于起步階段，但是正在快速增長，比例不斷提高。

節(jié)約原料、降低制品成本是熱流道模具最顯著的特點。普通澆注系統(tǒng)中要產(chǎn)生大量的料柄，在生產(chǎn)小制品時，澆注系統(tǒng)凝料的重量可能超過制品重量。由于塑料在熱流道模具內一直處于熔融狀態(tài)，制品不需修剪澆口，基本上是無廢料加工，因此可節(jié)約大量原材料。由于不需廢料的回收、挑選、粉碎、染色等工序，故省工、省時、節(jié)能降耗。

注射料中因不再摻入經(jīng)過反復加工的澆口料，故產(chǎn)品質量可以得到顯著地提高，同時由于澆注系統(tǒng)塑料保持熔融，流動時壓力損失小，因而容易實現(xiàn)多澆口、多型腔模具及大型制品的低壓注射。熱澆口利于壓力傳遞，在一定程度上能克服塑件由于補料不足而形成的凹陷、縮孔、變形等缺陷。

適用樹脂范圍廣，成型條件設定方便。由于熱流道溫控系統(tǒng)技術的完善及發(fā)展，熱流道不僅可以用于熔融溫度較寬的聚乙烯、聚丙烯，也能用于加工溫度范圍窄的熱敏性塑料，如聚氯乙烯、聚甲醛(POM)等。對易產(chǎn)生流涎的聚酰胺(PA)，通過選用閥式熱噴嘴也能實現(xiàn)熱流道成型。

另外，操作簡化、縮短成型周期也是熱流道模具的一個重要特點。與普通流道相比，縮短了開合模行程，不僅制件的脫模和成型周期縮短，而且有利于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，與普通流道相比，改用熱流道后的成型周期一般可以縮短30%。

首先，根據(jù)塑件結構和使用要求，確定進料口位置。只要塑件結構允許，在定模鑲塊內噴嘴和噴嘴頭不與成型結構干涉，熱流道系統(tǒng)的進料口可放置在塑件的任何位置上。常規(guī)塑件注射成形的進料口位置通常根據(jù)經(jīng)驗選擇。對于大而復雜的異型塑件，注射成形的進料口位置可運用計算機輔助分析(CAE)模擬熔融狀塑料在型腔內的流動情況，分析模具各部位的冷卻效果，確定比較理想的進料口位置。

然后，確定熱流道系統(tǒng)的噴嘴頭形式。塑件材料和產(chǎn)品的使用特性是選擇噴嘴頭形式的關鍵因素，塑件的生產(chǎn)批量和模具的制造成本也是選擇噴嘴頭形式的重要因素。

第三，根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量和注射設備的噸位大小，確定每模的腔數(shù)。

第四，由已確定的進料口位置和每模的腔數(shù)確定噴嘴的個數(shù)。如果成形某一產(chǎn)品，選擇一模一件一個進料口，則只要一個噴嘴，即選用單頭熱流道系統(tǒng)；如果成形某一產(chǎn)品，選擇一模多腔或一模一腔二個以上進料口，則就要多個噴嘴，即選用多頭熱流道系統(tǒng)，但對有橫流道的模具結構除外。

第五，根據(jù)塑件重量和噴嘴個數(shù)，確定噴嘴徑向尺寸的大小。相同形式的噴嘴有多個尺寸系列，分別滿足不同重量范圍內的塑件成形要求。

第六，根據(jù)塑件結構確定模具結構尺寸，再根據(jù)定模鑲塊和定模板的厚度尺寸選擇噴嘴標準長度系列尺寸，最后修整定模板的厚度尺寸及其他與熱流道系統(tǒng)相關的尺寸。

第七，根據(jù)熱流道板的形狀確定熱流道固定板的形狀，在其板上布置電源線引線槽，并在熱流道板、噴嘴、噴嘴頭附近設計足夠的冷卻水環(huán)路。

第八，完成熱流道系統(tǒng)塑料模具的設計圖繪制。

絕熱流道模具是利用了塑料的特性,將流道設計得特別粗大,流道內的塑料雖然表層凝固,但其內芯仍保持熔融態(tài)(即流動態(tài)),使塑料能連續(xù)流過。單型腔的絕熱流道模通常稱為井坑式噴咀,多型腔的絕熱流道模稱絕熱分流道。熱塑性塑料用普通模具進行注射成型時,熔融塑料進入模具后,向模具散熱而凝固。

由于流道內塑料始終處于熔融狀態(tài),這就有利于壓力傳遞,在一定程度上克服了制件因補料不足而產(chǎn)生的凹陷、縮孔等缺陷。由于制品脫模時,不再取出主流道和分流道中的贅物,可以縮短開模距離和合模行程,從而縮短成型周期。從另一角度看,可以使設備成型制品的尺寸增大(沿開合模方向)。在設計模具時,充分考慮制品能自動墜落,則可實現(xiàn)全自動操作。2100433B

盡管與冷流道模具相比，熱流道模具有許多顯著的優(yōu)點，但模具用戶亦需要了解熱流道模具的缺點。概括起來有以下幾點。

熱流道系統(tǒng)模具成本上升

熱流道元件價格比較貴，熱流道模具成本可能會大幅度增高。如果零件產(chǎn)量小，模具工具成本比例高，經(jīng)濟上不劃算。對許多發(fā)展中國家的模具用戶，熱流道系統(tǒng)價格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問題之一。

熱流道系統(tǒng)設備要求高

熱流道模具需要精密加工機械作保證。熱流道系統(tǒng)與模具的集成與配合要求極為嚴格，否則模具在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)很多嚴重問題。 如塑料密封不好導致塑料溢出損壞熱流道元件中斷生產(chǎn)，噴嘴鑲件與澆口相對位置不好導致制品質量嚴重下降等。

熱流道系統(tǒng)操作維修復雜

與冷流道模具相比，熱流道模具操作維修復雜。如使用操作不當極易損壞熱流道零件，使生產(chǎn)無法進行，造成巨大經(jīng)濟損失。對于熱流道模具的新用戶，需要較長時間來積累使用經(jīng)驗。