王權兵

（ 廣東格蘭仕微波爐電器制造有限公司，廣東 佛山528000）

在國外的塑膠模具生產中， 有一半以上應用了模內熱切技術， 甚至一些廠商的模具生產對該技術的應用高達廠80%以上。 而我們國家對這項技術的真正應用和推廣是從最近幾年才開始的，其中最先使用該技術的企業(yè)包括Midea 美的、GREE 格力等。 可以肯定，模內熱切技術的應用，不僅可以減低模具生產的人力成本，也大大提升了產品的品質。 國外的實踐應用證明，沒有應用模內熱切技術的模具企業(yè)是不具備競爭力的，這也是促使我們國家模具企業(yè)開展重視該技術的主要因素。 本文將從以下諸多方面分析模內熱切技術在模具設計中的應用。

1 模內熱切系統(tǒng)概況

1.1 技術原理。 在傳統(tǒng)的塑料模具的生產中，通常采用的是澆口凝料切割工藝，根本達不到制品外觀高質量的切割效果，主要因素在于傳統(tǒng)的切割環(huán)節(jié)在模具開啟后進行，此時的凝料早已經冷卻，不能保證制品的質量。 而模內熱切技術則完全不同，采用的注塑機在完成澆筑及保壓工序后，進入冷卻階段而且澆口凝料的位置還存在很高的溫度的時候，采用切刀對澆口凝料和制品實施切割，這時候的塑料熔體還是粘流狀態(tài)，同時迫于切刀的適當壓力，溶料被迫回流，對制品無不良影響。 模內熱切系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 模內熱切系統(tǒng)示意圖

1.2 模內熱切技術的優(yōu)勢。 1.2.1 該技術實現(xiàn)了生產機械自動化，而且達到了開模前進行制品與澆口的切割，省卻了澆口實施分離的二道工序，有效降低了人工成本，與傳統(tǒng)的切割模式比較，有明顯的利潤優(yōu)勢。 1.2.2 避免了人為對產品品質影響的缺陷。 傳統(tǒng)模具生產的冷。 切工藝是切割冷卻后的塑料件，所以無法避免刀口處的發(fā)白的負面現(xiàn)象，對制品的外觀品質有影響，同時產品的力學性能會受到應力的不良影響。 而模內熱切工藝是在模腔內保壓后對制品和澆口實施分離，而且切割的時候塑件還是溶融狀態(tài)，確保了分離后塑件的外觀品質，同時也不會受到應力的影響，制品的合格率大大提升。1.2.3 生產周期明顯縮短，生產效率顯著提升； 該技術的自動化成型工序避免了生產過程中的毫無意義的手工操作，產品的成型周期明顯縮短，生產效率大大提升。 比起傳統(tǒng)的生產工藝具備效率優(yōu)勢。1.2.4 該技術可以對不同形式的澆口的料頭實施切除， 而且確保模內成型，例如：出孔環(huán)節(jié)在開模前、局部薄厚的處理，以及驅動滑塊抽芯等新工藝，促使模具結構得以簡化，縮減了模具結構尺寸，大大降低了維護成本。

1.3 典型的模內熱切系統(tǒng)部件組成。 1.3.1 超高壓時序控制系統(tǒng)。 通過可編程邏輯控制器控制切刀的頂出和退回， 借助氣動增壓推動液壓油產生五千到一萬牛頓的高壓。1.3.2 微型超高壓油缸。 該部件制作的鋼材必須符合耐高壓、耐腐蝕的特點，參照油缸直徑的大小， 承受壓力的范圍為4 500～10 000 N 。1.3.3 高速高壓切刀。 切刀的制作材料為高速工具鋼，具備硬度高、耐磨性高和耐熱性高等特點，能夠保證切刀可持續(xù)地高頻率作業(yè)。1.3.4 輔助零件。對各主要部件進行連接的構件，比如對高壓油管、時序控制器等部件進行連接。

1.4 模內熱切模具的缺點

比起傳統(tǒng)的冷切模具，雖然模內熱切模具有諸多優(yōu)勢，但其存在的缺點也是不可避免的， 總結起來有幾個方面問題。 1.4.1模具成本升高。 模內熱切構建相對價格昂貴， 會導致模具成本明顯增加。 例如相對低的產品附加值，商品的產量也很低，對于利益第一的廠商來說經濟不劃算。 尤其是對不發(fā)達國家的模具用戶，該系統(tǒng)的高價格是阻礙應用推廣的主要問題。 1.4.2 工藝設備要求高。 生產模內熱切模具的必備前提是具備精密加工機械。 模內熱切系統(tǒng)要想真正與模具進行融合， 必須有嚴格的工藝要求，否則就會在模具加工中出現(xiàn)嚴重的問題。 例如：基于油缸安裝孔平面粗糙喪失封油功能導致油缸運動受阻， 模仁與切刀配合不佳致使切刀卡死等。1.4.3 操作維修復雜。 與傳統(tǒng)的冷切模具相比， 模內熱切模具維修和操作都具備復雜性。 例如基于操作的復雜導致零件易損，影響加工正常運行，會造成很大的經濟損失。 特別是針對該模具的新用戶， 掌握操作維護要領需要很長時間。

2 根據(jù)模內熱切供應商需求精準設計方案

一個精準的設計方案， 對于模具行業(yè)的發(fā)展定位是至關重要的。 對于不同類型的產品， 模內熱切供應商要根據(jù)不同材料提供最適合的設計方案，否則就會出現(xiàn)使用中的諸多問題，例如油缸力量弱、切刀無法切斷制品、切刀回位受阻等問題。 當前相關的技術具備解決諸多問題的措施， 國內的相關企業(yè)正在看好模內熱切技術的市場前景， 有些廠家在原有的技術框架基礎上，組織企業(yè)技術人員對模內熱切全套結構實施開發(fā)和利用。 這是設計單位和廠家結合的模式，模具企業(yè)提供整套的模具結構圖形，模內熱切結構設計制造單位按照該廠家的模具要求，有針對性地進行模內熱切的結構設計，對模具中澆口模式等技術環(huán)節(jié)實施輔導性的改進以及對模具整體結構進行完善。 同時設計單位要參與模具的裝配、試模、調整和培訓等關鍵環(huán)節(jié)，直到注塑制品的質量合格為止，完全消除了用戶使用模內熱切的后顧之憂。

3 模內熱切模技術的應用綜合狀況

3.1 模內熱切塑料材料種類。 在目前的技術背景下，各種塑料材料都可以通過模內熱切模具進行加工生產。 例如：ABS/PC、PEI、PVC、PP、PE、PS、ABS、PMMA、PBT、PA、PSU、PC、POM、PET等。 也就是說，模內熱切模具可以加工所有傳統(tǒng)模具可以加工的塑料材料。

3.2 零件尺寸與重量。 模內熱切的模具不僅在尺寸上應用靈活，在制件重量上也是運用自如的。 制造最小的零件可以是0.1 g 以下，最大的部件可以在30 kg 以上。

3.3 工業(yè)領域的應用。 模內熱切模具可以在任何工業(yè)領域普遍應用，例如：包裝、建筑、辦公設備、電子，汽車，醫(yī)療，日用品，玩具等。

4 模內熱切使用實例應用分析

該零件是利用ABS 原料加工的， 零件包括澆口在內重量30 g±2 g。 該部件的外圍寬度滿足成型條件，但中間的格子成型就沒那么簡單了，為了克服格子成型難題，利用了通過多澆口的模式。 第一是為了保證成型，滿足在特定時間里注塑成型的材料；第二是有效解決熔接痕的現(xiàn)象，雖然制件是成型了，但沒有解決熔接痕跡的問題，產品缺乏必要的強度，格子里面有斷裂。 在制件成型過程中要使用模溫機，通過cae 分析利用22個進料澆口進料，充分符合成型的條件。 針對修剪22 個進料澆口，修剪外圍的八個澆口不是困難，而要想修剪中間格子里14個進料澆口就沒那么容易了，需要很多人力方可完成，會產生很大的修剪成本。 而利用模內熱切技術，周圍利用4 組，格子里為7 組。 通過兩端為方格里一組實施進料，可以選擇一個油缸實現(xiàn)降低成本。 周邊的4 組也是采用兩個進料澆口為一個油缸進料，但基于油缸的大小不等，最終要達到所有油缸一致的壓力。

結束語

眾所周知，模內熱切結構應用的成本是不菲的，應該平衡考慮對該結構進行正確選擇。 不同企業(yè)面臨的情況不同，考慮的角度也各盡不同。 模內熱切技術不僅適合新模具制造， 更有利于現(xiàn)有模具的更新改造，而且其效果是顯著的。 在目前情況下，該技術在單獨的模具制造企業(yè)里開發(fā)能力很弱，可以考慮以模內熱切結構設計單位為依托， 以合作的形式進行模具制作，這樣可以降低模具企業(yè)的風險，實現(xiàn)利益最大化。