朱建春

寧波奧克斯電氣股份有限公司 浙江寧波 315191

隨著我國(guó)塑料制造產(chǎn)業(yè)不斷興起，越來(lái)越多的塑料產(chǎn)品在人們的生產(chǎn)生活中被廣泛的應(yīng)用。但是由于我國(guó)目前注塑產(chǎn)業(yè)由于缺乏關(guān)鍵技術(shù)，大多數(shù)企業(yè)的設(shè)備關(guān)鍵零部件還必須要從國(guó)外進(jìn)口，這樣就導(dǎo)致注塑行業(yè)的發(fā)展成本大增。必須要加強(qiáng)對(duì)于塑料制品的質(zhì)量進(jìn)行全面的控制保證塑料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，通過(guò)注塑工藝，能夠提高塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

1 熱流道技術(shù)在塑膠注塑模具中的應(yīng)用

1.1 導(dǎo)熱與冷卻

（1）導(dǎo)熱。熱流道系統(tǒng)的功能是銜接注塑機(jī)到產(chǎn)品型腔之間的延伸膠道。熱流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是在需要導(dǎo)熱的部位進(jìn)行導(dǎo)熱處理，如塑膠熔體的流道，在需要隔熱的部位進(jìn)行隔熱處理。例如，在需要使用氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)模具開(kāi)模動(dòng)作時(shí)，為避免氣缸受熱繼而熱膨脹導(dǎo)致卡死情況，人們需要在模架上對(duì)氣缸進(jìn)行隔熱處理。熱流道供應(yīng)商依據(jù)塑膠物性表，在熱流道溫度設(shè)定上尋找一個(gè)臨界平衡點(diǎn)。那么，如何實(shí)現(xiàn)直接有效的溫度控制呢？導(dǎo)熱系數(shù)越大，越有利于傳熱，相反，導(dǎo)熱系數(shù)越小，越不利于傳熱。不同的金屬材質(zhì)存在顯著的導(dǎo)熱系數(shù)差異。因此，使用導(dǎo)熱系數(shù)大的材質(zhì)導(dǎo)熱，使用導(dǎo)熱系數(shù)小的材質(zhì)作為隔熱介質(zhì)進(jìn)行隔熱，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的溫度控制[1]。另外，在對(duì)流道和澆口這些關(guān)鍵部位進(jìn)行溫度控制時(shí)，可以借助熱管技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度控制精度的進(jìn)一步提高?？刂坪脤?dǎo)熱，還可以減少能量消耗。

（2）冷卻。熱流道所在模胚需要設(shè)計(jì)運(yùn)水，以便實(shí)現(xiàn)隔熱的同時(shí)更好地控制模具溫度。熱咀尖端部分的運(yùn)水冷卻更是重中之重，如果這部分冷卻不佳甚至壓根沒(méi)有，則會(huì)引起熱量集中，注塑殘留壓力將壓著澆口部分冷卻不到位的熔融料流出，造成流延、滴料等嚴(yán)重后果。因此，為避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)提前在模具設(shè)計(jì)階段做好該區(qū)域的冷卻設(shè)計(jì)。在具體的模具設(shè)計(jì)中，考慮到產(chǎn)品所需要的模溫和冷卻熱咀所需要的溫度不一致，模具設(shè)計(jì)時(shí)要單獨(dú)控制熱咀溫度，否則一旦出現(xiàn)問(wèn)題，很難再進(jìn)行修改。比較理想的運(yùn)水方式是在熱咀周圈單獨(dú)設(shè)計(jì)獨(dú)立的熱流道冷卻水路，推薦運(yùn)水方式有兩種。一是做冷卻水套，水路做一圈，呈一進(jìn)一出環(huán)形，如圖1所示；二是運(yùn)用金屬3D打印技術(shù)制造熱咀的熱流道運(yùn)水套，如圖2所示。

圖1 冷卻水套

圖2 熱流道運(yùn)水套

1.2 熱量排布與強(qiáng)度控制

模具采用熱流道實(shí)現(xiàn)進(jìn)膠時(shí)，既要注意熱量的排布，保證其熱量不易散失，又要保證模架能夠承載住熱流道的巨大膨脹力和注塑張力，因?yàn)橐坏┏休d不了，熱流道借助熱嘴與熱流板接觸部分封閉實(shí)現(xiàn)封膠這一平衡就會(huì)被打破?？刂茻崃糠矫妫梢酝ㄟ^(guò)分流板自身的隔熱介質(zhì)與模板的避空位（減少接觸面積）來(lái)實(shí)現(xiàn)，封閉狀態(tài)下的空氣，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.023W（/m·K），可作為不良導(dǎo)熱體，借助避空位之間的空氣能達(dá)到既保留住熱流道系統(tǒng)熱量，同時(shí)保證模架不至于因過(guò)度受熱而膨脹的優(yōu)越效果；模具強(qiáng)度方面，可以在模板內(nèi)部設(shè)置加工支撐位，最佳設(shè)計(jì)方案是保證熱量排布的同時(shí)在分流板周圍設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的支撐位與螺絲來(lái)固定[2]。

1.3 進(jìn)膠平衡，流動(dòng)順暢

塑膠流體在熱流道系統(tǒng)中要確保每個(gè)型腔達(dá)到完全平衡，能夠控制產(chǎn)品的各個(gè)型腔同步填充，否則就會(huì)出現(xiàn)沖壓不同，無(wú)法保證產(chǎn)品的一致性。進(jìn)膠平衡方面，通常采用自然平衡式分流道，即保證各個(gè)分流道長(zhǎng)度、尺寸和斷面形狀完全一致。發(fā)展到近期，其逐漸演變?yōu)榱鞯婪謱臃绞健＿@樣可以避免角度不同而造成進(jìn)膠不平衡，特別是針對(duì)多型腔產(chǎn)品進(jìn)膠平衡能提供完美的方案。流道順暢方面，要保證流道轉(zhuǎn)角處得到光滑處理，這樣可以減小壓力損失，避免出現(xiàn)熔融料因滯留流道內(nèi)而熱分解的情況。

2 熱流道的應(yīng)用注意事項(xiàng)

2.1 塑料對(duì)熱流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響

能夠采用熱流道系統(tǒng)進(jìn)行注塑成型的塑料材質(zhì)種類是多樣的。熱流道在生產(chǎn)使用過(guò)程中的折舊消耗與塑料材質(zhì)自身的剪切性與磨損性直接相關(guān)，如果PP材質(zhì)基本上沒(méi)有磨損，POM與尼龍材質(zhì)剪切有風(fēng)險(xiǎn)，在出熱流道方案時(shí)需要注明塑料種類及型號(hào)，以便在熱流道設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)塑料物性表來(lái)分類對(duì)待、處理和選擇（如決定采用閥針式系統(tǒng)還是非針閥系統(tǒng)）。當(dāng)模具的熱流道系統(tǒng)加工完畢并完成在模具上的安裝時(shí)，生產(chǎn)階段不能隨意更換注塑材料，原因有二。一是熱流道溫度不一樣會(huì)導(dǎo)致熱流道熱膨脹尺寸不一樣，會(huì)導(dǎo)致模板凹陷、壓力碟碎裂、分流板漏膠的后果；二是因不同塑料的流動(dòng)性不一樣，熱流道的設(shè)計(jì)參數(shù)也不一樣，熱流道是針對(duì)特定塑膠材質(zhì)的物性表而設(shè)計(jì)的。當(dāng)模具的熱流道系統(tǒng)加工完畢并完成在模具上的安裝時(shí)，也不能隨意更換塑料顏色，除非出熱流道方案已明確提出換色需求[3]。為了實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)的換色效果，熱流道廠家需要提前在結(jié)構(gòu)上做特殊處理，如不提前說(shuō)明，后續(xù)可能會(huì)影響模具的正常使用。

2.2 熱流道在注塑模具生產(chǎn)中使用的注意事項(xiàng)

塑膠原料要保證干凈無(wú)雜質(zhì)，防止鐵屑等異物進(jìn)入系統(tǒng)而堵塞澆口；要保持冷卻水路運(yùn)作正常，確保模板無(wú)漏水現(xiàn)象；要隨時(shí)觀測(cè)溫控器功率變化，正常功率波動(dòng)不超過(guò)2%；生產(chǎn)中如果需要臨時(shí)停機(jī)，要將熱流道溫度調(diào)整到保溫狀態(tài)；如果在生產(chǎn)中需要關(guān)閉某一點(diǎn)，不能直接關(guān)閉，需要將溫度降低到120℃左右，以防止溫度過(guò)低、膨脹不足，造成漏料。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文對(duì)熱流道技術(shù)在注塑模具中的應(yīng)用進(jìn)行分析，能夠明確熱流道技術(shù)的主要原理，并且與傳統(tǒng)的冷流道技術(shù)相比較，說(shuō)明熱流道技術(shù)的整體優(yōu)勢(shì)，并且在未來(lái)發(fā)展的過(guò)程中，熱流道技術(shù)不僅能夠保證產(chǎn)品品質(zhì)得到增強(qiáng)，減少機(jī)器運(yùn)行的能耗，保證模具注塑更加的穩(wěn)定，提高產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化的效果，促進(jìn)熱流道注塑技術(shù)的全面發(fā)展。