注塑模中的熱流道技術(shù)
隨著塑料原材料性能的不斷提高瘾显,塑模在模具中所占的比例日趨增大涎拉,已被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門和日常生活中途茫,而熱流道模具以其獨(dú)到的優(yōu)勢也得到了越來越廣泛的應(yīng)用碟嘴。與冷流道模具相比溪食,熱流道模具具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)縮短制件成型周期。由于沒有流道系統(tǒng)娜扇,塑件的冷卻時(shí)間和模具的開模行程都可縮短眠菇,從而可以縮短成型周期。據(jù)統(tǒng)計(jì)袱衷,與普通流道相比捎废,熱流道模具的成型周期一般可以縮短30%左右。(2)提高產(chǎn)品質(zhì)量致燥,減少廢品率登疗。在熱流道模具成型過程中,塑料熔體溫度在流道系統(tǒng)內(nèi)得到準(zhǔn)確控制嫌蚤,塑料以更為均勻的狀態(tài)流入各模腔辐益,從而可以得到高品質(zhì)的零件,而且用熱流道成型的塑件澆口質(zhì)量好脱吱,脫模后殘余應(yīng)力低智政,零件變形小。市場上很多高質(zhì)量的產(chǎn)品均采用熱流道模具生產(chǎn)苦频,如手機(jī)清截、打印機(jī)、筆記本電腦中的許無生產(chǎn)廢料梧杠,這對于高價(jià)格塑料原料的應(yīng)用來說弧蜒,項(xiàng)目意義尤其重大。多塑料零件等啤都。(3)節(jié)省塑料原料砰穗。因熱流道模具不產(chǎn)生澆道凝料,所以(4)消除后續(xù)工序溃锤,有利于生產(chǎn)自動化渣么。制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品,無需修剪澆口及回收加工澆道凝料等工序灿拗,有利于生產(chǎn)自動化蛋鸡,大幅度提高生產(chǎn)效率。(5)擴(kuò)大注塑成型工藝應(yīng)用范圍瑰侥。隨著熱流道技術(shù)的完善和發(fā)展饼暑,目前熱流道模具不僅可以用于成型熔融溫度范圍較寬的塑料,如聚乙烯洗做、聚丙烯等弓叛,也可用于成型加工溫度范圍較窄的熱敏性塑料。而且在流道技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來許多先進(jìn)的塑料成型工藝,如多色共注撰筷、多種材料共注工藝陈惰、疊層模具等。
盡管與冷流道模具相比毕籽,熱流道模具具有許多無可比擬的優(yōu)點(diǎn)抬闯,但我們也不能忽視熱流道模具的缺點(diǎn)。概括起來关筒,一般的熱流道模具在使用過程中存在以下缺點(diǎn):
(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜溶握。由于電加熱器容易產(chǎn)生局部過熱,易將樹脂燒焦而造成產(chǎn)品報(bào)廢蒸播,因而必須對熱流道進(jìn)行分區(qū)多點(diǎn)加熱及控溫睡榆,這就導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。(2)模具費(fèi)用高袍榆。由于采用分區(qū)加熱栽铁,多點(diǎn)控溫,使得控溫裝置費(fèi)用提高從而增加模具生產(chǎn)成本柜步。(3)檢修復(fù)雜判原。由于溫度控制不良等因素加熱裝置極易被燒損,增加了檢修項(xiàng)目冲或。而且今天,每次檢修往往都要將模具從注射機(jī)上卸下來,拆模后進(jìn)行檢修喜即,從而增加了生產(chǎn)上的輔助工時(shí)肾轨,使生產(chǎn)率降低初禁;(4)不能從根本上解決熱流道系統(tǒng)中局部過熱的問題套芦。由于熱流道系統(tǒng)多采用分區(qū)加熱,多點(diǎn)控溫棘魏,必然需要多個(gè)加熱及溫控裝置短材,而且這些控溫裝置自身都存在精度誤差的問題,使得熱流道系統(tǒng)中各個(gè)區(qū)域的實(shí)際溫度并不均勻烹豫。(5)由于澆口和熱流道噴嘴離模腔較近搭独,采取絕熱措施后仍不能避免熱量散失,使熱流道噴嘴兩端溫差較大廊镜,難以維持溫度的均衡牙肝,從而給注射成型帶來不利影響。
熱流道系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
熱流道是一種采用加熱的方法使處于注射機(jī)噴嘴到模具型腔澆口間整個(gè)流道中的塑料一直處于熔融狀態(tài)嗤朴,從而在完成注射后只需取出產(chǎn)品而不產(chǎn)生澆道凝料的先進(jìn)澆注系統(tǒng)配椭。塑料熔體需流經(jīng)主噴嘴、熱流道板、分噴嘴股缸,最終才能到達(dá)模具型腔衡楞。所以在使用過程中如何保證塑料在主噴嘴、熱流道板和分噴嘴中一直保持熔融狀態(tài)且溫度均衡敦姻,如何對溫度較高的熱流道系統(tǒng)和溫度相對較低的模具型腔之間進(jìn)行隔熱即為熱流道技術(shù)的關(guān)鍵瘾境。
(1)加熱功率的計(jì)算熱流道板的加熱功率計(jì)算公式[4]如下:式中:n為加熱功率,t為熱流道板所需升高的溫度镰惦,g為熱流道板的重量迷守,t為升溫時(shí)間,習(xí)慣上以1小時(shí)為準(zhǔn)娩伴,但近年來為提高生產(chǎn)效率對中小型模具可改為0.5小時(shí)百睹,為熱效率,一般取0.2~0.3厘举。(2)加熱方式熱流道板的加熱方式主要有兩種阳框,即內(nèi)加熱式和外加熱式。外加熱式是從流道外部對流道進(jìn)行加熱屋赌,一般是在與流道平行的方向上開設(shè)加熱孔旦氓,內(nèi)插加熱棒或安裝加熱圈,如圖2所示瓜坎。這種加熱方式間接加熱流道中的塑料汛刻,不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象,流道內(nèi)熔體的流動阻力小瞪歹,流道容易加工瘾色,加熱裝置容易購買,出現(xiàn)故障后容易維修更換蛇热,但熱效率較低梗爸。內(nèi)加熱式是將加熱棒設(shè)置在流道中,從流道內(nèi)部對塑料進(jìn)行加熱讹蘑,如圖3所示末盔。這種加熱方式與外加熱方式相比,熱效率較高座慰,但容易出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象陨舱,而且熔體的流動阻力增大,需使用高壓成型版仔,塑件可能會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力游盲。(3)噴嘴的加熱噴嘴的加熱功率計(jì)算較熱流道板的加熱功率計(jì)算復(fù)雜得多,目前尚無定論蛮粮,一般由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算益缎。噴嘴的加熱方式主要有無加熱式、外加熱式和內(nèi)加熱式。
無加熱式噴嘴是指不用加熱器加熱噴嘴链峭,而是由熱流道板的熱量使噴嘴內(nèi)的塑料保持熔融狀態(tài)畦娄,這種噴嘴一般使用導(dǎo)熱性好的鈹銅制作,而且長度不能太長弊仪,一般以40mm為限熙卡。
外加熱式噴嘴在噴嘴的外周裝有加熱圈,這種加熱方式不會產(chǎn)生局部過熱的現(xiàn)象冠八,但在模具型腔板的背面必須開槽以便裝入加熱圈选曼,而且加熱圈的大小也會受到限制。內(nèi)加熱式噴嘴在噴嘴內(nèi)插入加熱棒串题,這種噴嘴的熱效率高失傍,噴嘴前端的溫度較容易控制,澆口不會固化宽舱,但由于加熱棒的直徑小民沈,使瓦密度增大,致使加熱棒的壽命縮短荸脂。
熱流道系統(tǒng)與模具之間的絕熱
為保持熱流道系統(tǒng)中的塑料在加工過程中一直處于熔融狀態(tài)浸速,如前所述,必須采用各種加熱方式對熱流道系統(tǒng)進(jìn)行加熱奕辖,因此熱流道系統(tǒng)的溫度相對較高就灸。但為得到合格的塑料制品,模具的溫度必須低于塑料的玻璃化溫度鲫肿,模具的溫度相對較低泡嘴。所以在設(shè)計(jì)熱流道模具時(shí),必須充分考慮注射機(jī)模板和模具底板之間逆济、流道板和模具底板之間酌予、流道板和型腔板之間、噴嘴和型腔板之間的絕熱纹腌。注射機(jī)模板和模具底板之間霎终,一般采用6~10mm的石棉板絕熱。流道板和型腔板升薯、模具底板之間常采用3~8mm的空氣間隙進(jìn)行絕熱,所有與熱流道板接觸的承壓部件必須控制在最小的數(shù)量內(nèi)击困,而且最好使用導(dǎo)熱性低的材料制造涎劈。噴嘴和型腔板之間常采用塑料熔體,或空氣間隙進(jìn)行絕熱發(fā)展動態(tài)
熱流道技術(shù)是應(yīng)用于注塑工業(yè)的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)阅茶,在國外已有很廣泛的應(yīng)用蛛枚。但在我國,該項(xiàng)技術(shù)還處于起步和推廣階段。如前文所述蹦浦,熱流道系統(tǒng)中仍存在諸多問題扭吁,如能從以下幾個(gè)方面得到改進(jìn),將會使熱流道技術(shù)更加完善跃恍,從而得到更為廣泛的應(yīng)用袱黎。使熱流道系統(tǒng)元件標(biāo)準(zhǔn)化,簡化和降低熱流道系統(tǒng)的維修費(fèi)用态置。
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