寧佳尉

（柳州裕信方盛汽車飾件有限公司，廣西柳州 545006）

0 引言

雖然我國的塑料制品行業(yè)經歷了漫長的發(fā)展階段，實施了一系列的技術和工藝改進，但在當下的發(fā)展條件下，綠色化和環(huán)保性成為了塑料制品行業(yè)關注的重點，相關制造企業(yè)如果要進一步提升效率、保障塑料制品的產品質量、推進節(jié)能環(huán)保目標的實現，應積極加大對熱流道技術的應用。熱流道技術最早出現在歐美國家，因為這一技術的能源消耗小、塑料材料投入低，具有經濟性和環(huán)保性特征，得到了越來越多的應用，且在未來有著巨大的技術發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 熱流道技術概述

1.1 熱流道技術

注塑工藝在塑料制品的制造中尤為重要，熱流道技術應用在注塑模具中，可以改變塑料注塑模流道澆筑系統(tǒng)，提升注塑工藝水平。熱流道成型階段，利用注射機的噴嘴將送往澆口的塑料始終保持在熔融狀態(tài)下，每次開模時不必作為廢料取出，澆筑系統(tǒng)中的部分熔料可以在下一循環(huán)的注射作業(yè)中繼續(xù)使用。熱流道技術在注塑模具中的應用優(yōu)勢表現在以下6 個方面：①物料投入量相對較少，節(jié)約物料，技術成本較低；②模具成型速率高、時間短，相關機械設備的運行效率較高；③模具表面質量和性能得以提升；④即使不利用三板式模具也可以實現點澆口；⑤自動化水平較高；⑥注塑壓力非常小，壁薄制品出現形變的概率相對較低。

1.2 熱流道系統(tǒng)組成

注塑模具中的熱流道技術由熱流道系統(tǒng)實現，噴嘴、熱分流板、熱元件和溫控器是其重要構成。隨著熱流道技術的日漸進步和應用范圍的逐步擴大，市場上有了越來越多的熱流道公司，不同公司的熱流道形式也存在著明顯差異，主要以一字形、X 和H 字形、Y 字形為主。如果以噴嘴形式作為劃分依據，熱流道模具結構以外加熱流道板、內加熱流道板為主，噴嘴作為熱流道模具中的關鍵構成，也存在著多種的形式。加熱元件在熱流道系統(tǒng)中的作用極為突出，其加熱精度、使用年限等對于注塑工藝的控制、熱流道各個工序的穩(wěn)定性有著關鍵性作用。

2 注塑模具中的熱流道技術應用

2.1 導熱與冷卻

（1）導熱。在注塑環(huán)節(jié)，熱流道系統(tǒng)可以使得注塑機和產品型腔之間的延伸膠道保持高度的銜接性。熱流道系統(tǒng)的導熱設計極為重要，導熱部位必須要有良好的導熱處理效果，例如加強塑膠熔體流道隔熱部位的隔熱設計。如果模具開模需借助氣缸來完成，氣缸受熱膨脹出現卡死的概率非常高，為有效減少這一現象，使制造工序能夠順利實施，應在模架上對氣缸開展相應的隔熱處理。熱流道供應商需以塑膠物理特性作為基準，保障合理的溫度控制。溫度控制中需考慮多方面的因素，因為導熱系數與傳熱效果之間存在著緊密聯(lián)系，在導熱系數越大的情況下，傳熱效果越有保障，溫度控制時可以通過對二者關系的把握來進行。

（2）冷卻。在熱流道所在的模胚處需要進行科學的運水設計，以提升隔熱性能，并將模具溫度控制在合理范圍內。熱流道系統(tǒng)的運水設計中，噴嘴尖端的設計非常關鍵，如果這部分運水設計效果不理想，過度的熱量集聚會使注塑殘留壓力壓著澆口部分，造成冷卻效果不佳，進而導致熔融料從此處流出，引發(fā)的流延、滴料等問題將影響正常的制作工序。為了控制問題源頭，可以在模具設計階段完善冷卻設計。因為模溫和冷卻噴嘴時的溫度需求不同，應單獨設計噴嘴的控溫結構，否則一旦出現了問題則處理難度較大，甚至會誘發(fā)嚴重的生產事故。根據熱流道技術在注塑模具中的應用現狀，在理想的運水設計條件下，一般是在噴嘴周圈進行熱流道冷卻水路的單獨設計，可以選用冷卻水套或者熱流道運水套的方式（圖1）。

圖1 熱流道運水套

2.2 熱量排布與強度控制

在注塑模具中利用熱流道技術做進膠處理，應從綜合性角度出發(fā)，盡可能保障熱量排布的合理性，通過科學的熱量排布設計來減小熱量散失，同時使模具具有較大的承載力，能夠抵御熱流道的膨脹力與注塑張力。一旦模具無法承受作用力，將無法達到預期的封膠處理效果。熱流道技術的熱量控制也尤為重要，一般借助分流板自身的隔熱介質和模板避空位來將熱量控制在合理范圍內。在封閉條件下，空氣導熱系數為0.023 W/（m·K），這一特性使空氣完全可以作為不良導熱體加以利用，經由避空位之間的空氣隔熱，保留熱流道系統(tǒng)中的熱量，模具也不會由于過多受熱而引起嚴重的膨脹或者其他問題。在模具內部科學設計支撐位，加強模具強度，在滿足熱量排布要求的前提下，在分流板周圍通過一定的支撐位和螺絲來保障固定效果。

2.3 進膠平衡與流動順暢

塑膠流體在熱流道系統(tǒng)中達到全部型腔的完全平衡狀態(tài)，才能使產品各個型腔保持填充的同步性。自然平衡式分流道是每個分流道的長度、尺寸、斷面形狀等都完全相同，而隨著當下熱流道技術的不斷進步，流道分層方式已然取代了常規(guī)的自然平衡式分流道，新型分流道的出現，克服了角度差異所引起的進膠不平衡問題。為使流道順暢，尤其要保障流道各個轉角部位的光滑性，光滑處理可以減小壓力損失，有效消除熔融料滯留于流道中引起的熱分解現象。拐角處理方式也呈現出多樣化趨勢，為保持熱流道系統(tǒng)中拐角處理的效果，可以從多種處理方式的綜合對比中選擇最恰當的處理技術。

3 熱流道塑料模具技術發(fā)展前景

3.1 元件微型化和標準化

塑料制品行業(yè)的發(fā)展迅猛，尤其是塑料模具在當下及未來的發(fā)展中呈現出元件微型化的特征，熱流道技術是加快這一趨勢的主要技術。在熱流道技術下，噴嘴模型得以減小，有利于促進一模多腔體、多澆口充模的發(fā)展目標，帶動塑料制品領域的工藝變革，進一步提升生產效率的同時保障產品質量。元件微型化發(fā)展趨勢在20 世紀末期就已經引起重視，在當下已然取得了一定的成果，很多生產廠家都開發(fā)出了復式噴嘴和多澆口噴嘴。

3.2 更精準的溫控技術

塑料制品的制作過程中，溫度控制非常關鍵，會影響到塑料制品的整體質量。在將熱流道技術應用于注塑模具中時，應采取更為精準的溫控技術，積極對制造過程各環(huán)節(jié)的溫度加以控制，尤為要注重流道和澆口的溫度管理。當下隨著熱流道技術在塑料制品行業(yè)的廣泛應用，溫控技術也呈現出多樣化的發(fā)展趨勢，例如熱管技術的出現，提高了制作過程中的溫度控制精度。經由對溫度分布情況的全面把控，可以密切監(jiān)測到塑料制品的受熱分布，從根本上實現產品的生產質量和效益目標。

3.3 更廣泛的進行使用

與其他的塑料模具技術相比，熱流道技術兼具多方面的技術優(yōu)勢，整體投入量相對較少，資源節(jié)約明顯，且生產效率高，產品質量好，未來必將得到更廣泛的應用。但熱流道技術在我國的起步較晚，為保障技術普及率，在未來的發(fā)展中應將熱流道技術與其他注塑技術有效結合使用，保障成型工藝的多樣性和先進性，并加大在熱流道技術方面的創(chuàng)新，針對技術應用中可能出現的問題來進行優(yōu)化，提升熱流道技術的應用價值。

4 結束語

現階段的塑料產品需求日漸增加，刺激了塑料制品行業(yè)的技術創(chuàng)新，越來越多的塑料制品企業(yè)采用了熱流道技術，這一技術的先進性明顯，且具備節(jié)約資源、控制成本、可自動化生產等多方面的優(yōu)勢，在未來的市場空間非常大。熱流道技術在當下的應用環(huán)境中尚存在一些問題，未來發(fā)展中同樣要注意技術改進，提升熱流道技術的總體水平。