注塑模具熱流道技術(shù)知識點

2017-09-30 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

熱流道澆注系統(tǒng)可理解為注射成型機械的延伸。熱流道系統(tǒng)的功能是絕熱地將熱塑性熔體送到成型模具附近或直接送入模具。

熱流道能夠獨立地加熱,而在注塑模具中熱絕緣,這樣能夠單獨補償因為與“冷”模具接觸而造成的熱量損耗。熱流道模具已被成功地用于加工各種塑料材料,可以用冷流道模具加工的塑料材料幾乎都可以用熱流道模具加工。

其零件最小的在0.1克以下,最大的在30公斤以上。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(shè)備等領(lǐng)域都有著到廣泛的應(yīng)用。

一個成功的熱流道模具應(yīng)用項目需要多個環(huán)節(jié)予以保障。

其中最重要的有兩個技術(shù)因素:

一是塑料溫度的控制;

二是塑料流動的控制。

一個典型的熱流道系統(tǒng)由如下幾部分組成:

1)熱流道板(MANIFOLD);

2) 噴嘴(NOZZLE);

3) 溫度控制器;

4)輔助零件。

熱流道模具的優(yōu)點:

1)縮短制件成型周期;

2)節(jié)省塑料原料;

3)減少廢品,提高產(chǎn)品質(zhì)量;

4)消除后續(xù)工序,有利于生產(chǎn)自動化;

5)擴大注塑成型工藝應(yīng)用笵圍。

同時也存在模具成本上升、制作工藝設(shè)備要求高、操作維修復(fù)雜等缺點。

在工業(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,熱流道模具生產(chǎn)比例不斷攀升,甚至有些10人以下的小模具廠都進行熱流道模具的生產(chǎn)。但在我國熱流道技術(shù)的研究才剛剛開始,應(yīng)用范圍局限在規(guī)模企業(yè),設(shè)計能力相對空白,因而對該技術(shù)應(yīng)用的研究具有極其重要的意義。

1 熱流道系統(tǒng)的種類與應(yīng)用

在應(yīng)用熱流道技術(shù)時,澆口型式的正確選擇至關(guān)重要。澆口型式直接決定熱流道系統(tǒng)元件的選用及模具的制造與使用。因而根據(jù)澆口型式的不同可將熱流道系統(tǒng)分成熱尖式熱流道系統(tǒng)、澆套式熱流道系統(tǒng)、閥式熱流道系統(tǒng)等三大類型,每種類型的熱流道系統(tǒng)都有其重要的應(yīng)用特點與適用范圍。

在選用澆口與熱流道系統(tǒng)種類時需要考慮很多因素,其中最重要的是塑料基體種類與添加劑、零件的重量與尺寸壁厚、零件的質(zhì)量要求、工具壽命及零件產(chǎn)量要求等。

1.1 熱尖式熱流道系統(tǒng)(HOT TIP)

其工作原理就是通過位于噴嘴前端的鑲件HOT TIP與冷卻系統(tǒng)相結(jié)合,以對澆口處的塑料成型加工溫度進行精確的調(diào)整和控制。因而噴嘴鑲件HOT TIP的制造材料與形狀設(shè)計非常重要。

熱尖式(HOT TIP)熱流道系統(tǒng)可以用于加工絕大多數(shù)結(jié)晶型和非結(jié)晶型塑料如PP、PE、PS、LCP、PA、PET、PBT、PEEK、POM、PEI、PMMA、ABSPVC、PC、PSU、TPU等。一般來說,熱尖式澆口多用于中小尺寸零件的加工,尤其適用于微小零件的加工。

澆口截面直徑大多在0.5mm-2.0mm之間。澆口截面直徑的確定主要由零件重量與壁厚決定,當(dāng)然也要考慮材料與零件質(zhì)量要求。若使用截面直徑較小的澆口,注射充模階段結(jié)束后澆口封閉快、零件上澆口痕跡小、零件表面美觀質(zhì)量好。

如果澆口直徑過小,將導(dǎo)致塑料流經(jīng)澆口時剪切速率過高,會嚴(yán)重?fù)p壞塑料熔體分子鏈結(jié)構(gòu)或塑料中的添加材料,致使制品質(zhì)量不合格無法滿足使用要求。在對澆口尺寸的選擇上一慣做法是根據(jù)零件澆口處壁厚來初步確定澆口大小:澆口直徑 =(0.75-1.0)零件澆口處壁厚。加工易流塑料取較小值,加工難流動的塑料或?qū)羟忻舾械乃芰蟿t取較大值。

通常熱尖式澆口直接開在零件上,亦可將其開在冷澆道上再將冷澆口開在零件上。這就是熱流道與冷流道相結(jié)合的一種模具系統(tǒng)。在應(yīng)用熱尖式澆口制作塑料零件時,總會或多或少在零件上留下澆口痕跡。很多時侯澆口痕跡會高出零件表面,影響到零件的美觀或影響到與其它零件的裝配。所以在選擇澆口位置時,應(yīng)盡量將澆口放在零件上的凹進隱蔽處。

1.2澆套式熱流道系統(tǒng) (SPRUE GATING)

在澆套式熱流道系統(tǒng)里,塑料經(jīng)過暢通的流道(OPEN PIPE)進入模腔。澆口處塑料流動壓力損失小。澆套式熱流道系統(tǒng)比較適合于中等尺寸重量以上零件的注塑加工成型。

使用澆套式熱流道系統(tǒng)的優(yōu)點是塑料在流經(jīng)澆口充模時所經(jīng)歷的剪切速率低,零件成型后殘余應(yīng)力小,變形程度少,零件機械強度比較好。與熱尖式澆口相比,澆套式澆口尺寸要大一些,所以澆口痕跡也可能會比較大。

因此,一般情況下對于澆口美觀程度要求較嚴(yán)格的模具常采用塑料注塑成型法;而對澆口美觀程度要求不高的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件則可由澆套式熱流道系統(tǒng)制造。人們也常常將澆套式澆口與冷澆道結(jié)合使用,即把澆套式噴嘴作為主澆道,將澆套式澆口開在冷澆道上。在這種應(yīng)用中,澆套式澆口可開的大一些以利于塑料流動,因為無人在意冷澆道上的澆口痕跡大小。

與應(yīng)用熱尖式熱流道系統(tǒng)類似,澆口處塑料溫度與模具溫度的控制極為重要。需要圍繞澆口設(shè)置獨立的冷卻回路。因為澆套式澆口尺寸比較大,如果澆口處溫度控制的不好,就更容易出現(xiàn)澆口在開模后密封不住塑料流淌的問題。澆套式熱流道系統(tǒng)的噴嘴鑲件也有多種尺寸形狀及制造材料的變化,要結(jié)合欲加工的塑料種類(如結(jié)晶型塑料還是非結(jié)晶型塑料)與澆口冷卻情況等來綜合考慮。

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