热流道模具与普通流道模具相比,具有注塑效率高、成型塑件质量好和节俭原料等长处,随着聚合物产业的发展,热流道技巧正不断地发展完善,其利用范畴也越来越广泛。
热流道是通过加热的措施来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道四周或中心设有加热棒和加热圈,从注塑机喷嘴出口到浇口的全部流道都处于高温状态,使流道中的塑料保持熔融,停机后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。
热流道注射成型法是于20世纪50年代问世的,经历了一段较长时间的推广以后,其市场占领率逐年上升,80年代中期,美国的热流道模具占注射模具总数的15%~17% ,欧洲为12%~15% ,日本约为10% 。但到了90年代,美国生产的塑料注射模具中热流道模具已占40%以上,在大型制品的注射模具中则占90%以上。
热流道系统的上风
节俭原料、下降制品本钱是热流道模具最明显的特点。普通浇注系统中要产生大批的料柄,在生产小制品时,浇注系统凝料的重量可能超过制品重量。由于塑料在热流道模具内一直处于熔融状态,制品不需修剪浇口,基础上是无废物加工,因此可节俭大批原材料。由于不需废物的回收、挑选、粉碎、染色等工序,故省工、省时、节能降耗。
注射料中因不再掺进经过重复加工的浇口料,故产品德量可以得到明显地提高,同时由于浇注系统塑料保持熔融,运动时压力丧失小,因而轻易实现多浇口、多型腔模具及大型制品的低压注射。热浇口利于压力传递,在必定程度上能克服塑件由于补料不足而形成的凹陷、缩孔、变形等缺点。
实用树脂范畴广,成型条件设定方便。由于热流道温控系统技巧的完善及发展,现在热流道不仅可以用于熔融温度较宽的聚乙烯、聚丙烯,也能用于加工温度范畴窄的热敏性塑料,如聚氯乙烯、聚甲醛(POM)等。对易产生流涎的聚酰胺(PA),通过选用阀式热喷嘴也能实现热流道成型。
另外,把持简化、缩短成型周期也是热流道模具的一个重要特点。与普通流道相比,缩短了开合模行程,不仅制件的脱模和成型周期缩短,而且有利于实现主动化生产。据统计,与普通流道相比,改用热流道后的成型周期一般可以缩短30%。
热流道系统的结构
热流道系同一般由热喷嘴、分流板、温控箱和附件等几部分组成。热喷嘴一般包含两种:开放式热喷嘴和针阀式热喷嘴。由于热喷嘴情势直接决定热流道系统选用和模具的制作,因而常相应的将热流道系统分成开放式热流道系统和针阀式热流道系统。分流板在一模多腔或者多点进料、单点进料但料位偏置时采用。材料通常采用P20或H13。分流板一般分为尺度和非尺度两大类,其结构情势重要由型腔在模具上的散布情况、喷嘴排列及浇口地位来决定。温控箱包含主机、电缆、连接器和接线公母插座等。热流道附件通常包含:加热器和热电偶、流道密封圈、接插件及接线盒等。
热流道系统的分类
一般说来,热流道系统分为单头热流道系统、多头热流道系统以及阀浇口热流道系统。单头热流道系统重要由单个喷嘴、喷嘴头、喷嘴连接板、温控系统等组成。单头热流道系统塑料模具结构较简略。将熔融状态塑料由注塑机注进喷嘴连接板,经喷嘴达到喷嘴头后,注进型腔。需要把持尺寸d、D、L和通过调剂喷嘴连接板的厚度尺寸,使定模固定板压紧喷嘴连接板的端面,把持喷嘴的轴向位移,或者直接利用注塑机喷嘴顶住喷嘴连接板的端面,也可达到同样目标。在定模固定板的合适地位设置一条引线槽,让电源线从模具内引出与安装在模具上的接线座连接。
多头热流道系统塑料模具结构较复杂。熔融状塑料由注塑机注进喷嘴连接板,经热流道板流向喷嘴后达到喷嘴头,然后注进型腔。热流道系统的喷嘴与定模板有径向尺寸D配合请求和轴向尺寸限位请求。喷嘴头与定模镶块有径向尺寸d配合请求,保证熔融状态的塑料不溢流到非型腔部位,并请求定模镶块的硬度淬硬50HRC左右。分型面到热喷嘴轴向定位面之间的间隔L必需严格把持,该尺寸应根据常温状态下喷嘴的实际间隔L′加上模具正常工作温度下喷嘴的实际延伸量ΔL断定。为了保证喷嘴与热流道板贴合可靠,不使热流道板产生变形,在喷嘴的顶部上方设有调剂垫,该调剂垫与喷嘴自身的轴向定位面一起限制了喷嘴在轴向的移动,且有效地把持了热流道板可能产生的变形。在常温状态下,调剂垫与热流道板和定模固定板之间把持0.025mm 间隙以便模具受热后,在工作温度状态时调剂垫恰好压紧。热流道系统的定位座和定位销一起把持了热流道板在模具中的地位。定位座与定模板有径向尺寸D2配合请求,而且深度h必需把持准确,定位座的轴向起着支承热流道板的作用,直接蒙受注射机的注射压力。定位销与热流道板固定板有配合请求。热流道板与模板之间必需留有足够的空隙,以便包裹隔热材料。热流道板和固定板必需设有足够的布线槽,让电源线从模具内引出与安装在模具上的接线座连接。喷嘴连接板与定模固定板之间有径向尺寸D1配合请求,以便注塑机的注射头与模具上的喷嘴连接板配合良好。在热流道板四周,将定模板、热流道板固定板、定模固定板用螺钉连接起来,加强热流道板的刚性。
阀浇口热流道系统塑料模具结构最复杂。它与普通多头热流道系统塑料模具有雷同的结构,另外还多了一套阀针传动装置把持阀针的开、闭运动。该传动装置相当于一只液压油缸,利用注射机的液压装置与模具连接,形成液压回路,实现阀针的开、闭运动,把持熔融状态塑料注进型腔。
热流道塑料模具设计程序
首先,根据塑件结构和应用请求,断定进料口地位。只要塑件结构答应,在定模镶块内喷嘴和喷嘴头不与成型结构干涉,热流道系统的进料口可放置在塑件的任何地位上。惯例塑件注射成形的进料口地位通常根据经验选择。对于大而复杂的异型塑件,注射成形的进料口地位可应用盘算机帮助分析(CAE)模仿熔融状塑料在型腔内的运动情况,分析模具各部位的冷却后果,断定比拟幻想的进料口地位。
然后,断定热流道系统的喷嘴头情势。塑件材料和产品的应用特征是选择喷嘴头情势的关键因素,塑件的生产批量和模具的制作本钱也是选择喷嘴头情势的重要因素。
第三,根据塑件的生产批量和注射设备的吨位大小,断定每模的腔数。
第四,由已断定的进料口地位和每模的腔数断定喷嘴的个数。假如成形某一产品,选择一模一件一个进料口,则只要一个喷嘴,即选用单头热流道系统;假如成形某一产品,选择一模多腔或一模一腔二个以上进料口,则就要多个喷嘴,即选用多头热流道系统,但对有横流道的模具结构除外。
第五,根据塑件重量和喷嘴个数,断定喷嘴径向尺寸的大小。目前雷同情势的喷嘴有多个尺寸系列,分辨满足不同重量范畴内的塑件成形请求。
第六,根据塑件结构断定模具结构尺寸,再根据定模镶块和定模板的厚度尺寸选择喷嘴尺度长度系列尺寸,最后修整定模板的厚度尺寸及其他与热流道系统相干的尺寸。
第七,根据热流道板的外形断定热流道固定板的外形,在其板上安排电源线引线槽,并在热流道板、喷嘴、喷嘴头四周设计足够的冷却水环路。
第八,完成热流道系统塑料模具的设计图绘制。
热流道系统的发展方向
目前,热流道系统存在一些缺点,如模具结构复杂、加热器组件易损坏、制作用度高、需要较精密的温度把持装置、成型树脂必需干净无杂物、树脂调换及换色较艰苦、维修保养较复杂等,不过这些缺点正在逐渐被克服。当前,国内外热流道模具的重要发展趋势可回纳为以下几个方面。
元件的小型化,以实现小型制品的一模多腔和大型制品多浇口充模。通过缩小喷嘴空间,可在模具上配置更多型腔,提高制品的产量和注射机的利用率。在90年代,Master公司开发的喷嘴最小可至15.875mm;Husky公司开发的多浇口喷嘴,每个喷嘴有4个浇口,浇口距可近至9.067mm;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。MoldMaters公司针对小型制件的空间限制,在2001年开发了用于小制件的喷嘴,含整体加热器、针尖和熔体通道,体积直径小于9mm,浇口距仅为10mm,可成型重量为1~30g 的制品。
热流道元件的尺度化、系列化。当前,用户请求模具设计和制作周期越来越短,将热流道元件尺度化不仅有利于减少设计工作的重复和下降模具的造价,并且十分便于对易损零部件的调换和维修。据报道,Polyshot公司已开发出快换热流道模具系统,尤其适于注射压力为70kN的小型注射机。Husky、Presto 和Moldmasters等公司的喷嘴、阀杆和分流板都作为尺度型便于快速调换和交付模具,现在国外只需4 周即可交付模具。
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的设计和热喷嘴相连接部分的压力散布、温度散布、密封等标题的研究开发极为器重。叠层热流道注射模的开发和利用也是一个热点。叠式模具可有效增加型腔数目,而对注射机合模力的请求只需增加10%~15%。叠式热流道模具在国外一些发达国家已用于产业化。
改良热流道元件材料的目标在于提高喷嘴和热流道的耐磨性和用于敏感材料成型。如应用钼钛等韧性合金材料制作喷嘴,以金属粉末注射成型经烧结制成热流道元件已成为可能。
开发准确的温控系统。在热流道模具模塑中,开发更精密的温控装置,把持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下降的有效措施。
将热流道用于共注。通过支管和热喷嘴元件的有效组合设计可使共注成型与热流道技巧相联合,由此成型3层、5层甚至更多层的复合塑料制品。http://www.horsefast.com
热流道
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