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,會嚴重損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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