注塑模中的熱流道技術(shù)淺析
隨著塑料原材料性能的不斷提高,塑模在模具中所占的比例日趨增大簿翔,已被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和日常生活中接骄,而熱流道模具以其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。與冷流道模具相比牺会,熱流道模具具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)縮短制件成型周期锈犯。由于沒有流道系統(tǒng),塑件的冷卻時(shí)間和模具的開模行程都可縮短铃挠,從而可以縮短成型周期邓星。據(jù)統(tǒng)計(jì),與普通流道相比应结,熱流道模具的成型周期一般可以縮短30%左右刨疼。(2)提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少?gòu)U品率鹅龄。在熱流道模具成型過程中揩慕,塑料熔體溫度在流道系統(tǒng)內(nèi)得到準(zhǔn)確控制,塑料以更為均勻的狀態(tài)流入各模腔,從而可以得到高品質(zhì)的零件迎卤,而且用熱流道成型的塑件澆口質(zhì)量好拴鸵,脫模后殘余應(yīng)力低,零件變形小蜗搔。市場(chǎng)上很多高質(zhì)量的產(chǎn)品均采用熱流道模具生產(chǎn)劲藐,如手機(jī)、打印機(jī)樟凄、筆記本電腦中的許無生產(chǎn)廢料聘芜,這對(duì)于高價(jià)格塑料原料的應(yīng)用來說,項(xiàng)目意義尤其重大缝龄。多塑料零件等磁揽。(3)節(jié)省塑料原料。因熱流道模具不產(chǎn)生澆道凝料林没,所以(4)消除后續(xù)工序伺亭,有利于生產(chǎn)自動(dòng)化。制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品婶苦,無需修剪澆口及回收加工澆道凝料等工序呀埠,有利于生產(chǎn)自動(dòng)化,大幅度提高生產(chǎn)效率辑蛔。(5)擴(kuò)大注塑成型工藝應(yīng)用范圍氛玛。隨著熱流道技術(shù)的完善和發(fā)展,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昔主,如聚乙烯蹂勺、聚丙烯等,也可用于成型加工溫度范圍較窄的熱敏性塑料字钓。而且在流道技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來許多先進(jìn)的塑料成型工藝携帘,如多色共注、多種材料共注工藝姊象、疊層模具等旨椒。
盡管與冷流道模具相比,熱流道模具具有許多無可比擬的優(yōu)點(diǎn)堵漱,但我們也不能忽視熱流道模具的缺點(diǎn)综慎。概括起來,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)雜勤庐。由于電加熱器容易產(chǎn)生局部過熱示惊,易將樹脂燒焦而造成產(chǎn)品報(bào)廢,因而必須對(duì)熱流道進(jìn)行分區(qū)多點(diǎn)加熱及控溫愉镰,這就導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化米罚。(2)模具費(fèi)用高钧汹。由于采用分區(qū)加熱,多點(diǎn)控溫录择,使得控溫裝置費(fèi)用提高從而增加模具生產(chǎn)成本拔莱。(3)檢修復(fù)雜。由于溫度控制不良等因素加熱裝置極易被燒損隘竭,增加了檢修項(xiàng)目塘秦。而且,每次檢修往往都要將模具從注射機(jī)上卸下來捌养,拆模后進(jìn)行檢修湾蝙,從而增加了生產(chǎn)上的輔助工時(shí)宝猩,使生產(chǎn)率降低螃妨;(4)不能從根本上解決熱流道系統(tǒng)中局部過熱的問題。由于熱流道系統(tǒng)多采用分區(qū)加熱孙远,多點(diǎn)控溫耐叽,必然需要多個(gè)加熱及溫控裝置,而且這些控溫裝置自身都存在精度誤差的問題友熟,使得熱流道系統(tǒng)中各個(gè)區(qū)域的實(shí)際溫度并不均勻录抖。(5)由于澆口和熱流道噴嘴離模腔較近,采取絕熱措施后仍不能避免熱量散失栓占,使熱流道噴嘴兩端溫差較大两候,難以維持溫度的均衡,從而給注射成型帶來不利影響橡彬。
熱流道系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
我們知道媳阴,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),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)橄霉。塑料熔體需流經(jīng)主噴嘴窃爷、熱流道板、分噴嘴姓蜂,最終才能到達(dá)模具型腔按厘。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)且溫度均衡钱慢,如何對(duì)溫度較高的熱流道系統(tǒng)和溫度相對(duì)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)鍵逮京。1.1熱流道系統(tǒng)的加熱1.1.1熱流道板的加熱
(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束莫,g為熱流道板的重量懒棉,t為升溫時(shí)間,習(xí)慣上以1小時(shí)為準(zhǔn)麦箍,但近年來為提高生產(chǎn)效率對(duì)中小型模具可改為0.5小時(shí)漓藕,為熱效率陶珠,一般取0.2~0.3。(2)加熱方式熱流道板的加熱方式主要有兩種享钞,即內(nèi)加熱式和外加熱式揍诽。外加熱式是從流道外部對(duì)流道進(jìn)行加熱,一般是在與流道平行的方向上開設(shè)加熱孔泄楷,內(nèi)插加熱棒或安裝加熱圈竖枚,如圖2所示。這種加熱方式間接加熱流道中的塑料眠荒,不會(huì)產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象路棍,流道內(nèi)熔體的流動(dòng)阻力小,流道容易加工薄称,加熱裝置容易購(gòu)買攀叼,出現(xiàn)故障后容易維修更換,但熱效率較低丐忠。內(nèi)加熱式是將加熱棒設(shè)置在流道中要嘿,從流道內(nèi)部對(duì)塑料進(jìn)行加熱,如圖3所示坦推。這種加熱方式與外加熱方式相比或腔,熱效率較高,但容易出現(xiàn)局部過熱的現(xiàn)象擅揖,而且熔體的流動(dòng)阻力增大蔚便,需使用高壓成型,塑件可能會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力豌蟋。(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)雜得多廊散,目前尚無定論,一般由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算夺饲。噴嘴的加熱方式主要有無加熱式奸汇、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往声,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)擂找,這種噴嘴一般使用導(dǎo)熱性好的鈹銅制作,而且長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)浩销,一般以40mm為限贯涎。
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(huì)產(chǎn)生局部過熱的現(xiàn)象慢洋,但在模具型腔板的背面必須開槽以便裝入加熱圈塘雳,而且加熱圈的大小也會(huì)受到限制。內(nèi)加熱式噴嘴在噴嘴內(nèi)插入加熱棒普筹,這種噴嘴的熱效率高败明,噴嘴前端的溫度較容易控制丰搞,澆口不會(huì)固化,但由于加熱棒的直徑小讼狗,使瓦密度增大稚铡,致使加熱棒的壽命縮短。
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)硝闸,如前所述旺哀,必須采用各種加熱方式對(duì)熱流道系統(tǒng)進(jìn)行加熱,因此熱流道系統(tǒng)的溫度相對(duì)較高硼挡。但為得到合格的塑料制品恤朝,模具的溫度必須低于塑料的玻璃化溫度,模具的溫度相對(duì)較低版绢。所以在設(shè)計(jì)熱流道模具時(shí)棕虫,必須充分考慮注射機(jī)模板和模具底板之間、流道板和模具底板之間败旋、流道板和型腔板之間录切、噴嘴和型腔板之間的絕熱。注射機(jī)模板和模具底板之間仁连,一般采用6~10mm的石棉板絕熱。流道板和型腔板阱穗、模具底板之間常采用3~8mm的空氣間隙進(jìn)行絕熱饭冬,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?jī)?nèi),而且最好使用導(dǎo)熱性低的材料制造揪阶。噴嘴和型腔板之間常采用塑料熔體昌抠,或空氣間隙進(jìn)行絕熱發(fā)展動(dòng)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),在國(guó)外已有很廣泛的應(yīng)用鲁僚。但在我國(guó)炊苫,該項(xiàng)技術(shù)還處于起步和推廣階段。如前文所述冰沙,熱流道系統(tǒng)中仍存在諸多問題侨艾,如能從以下幾個(gè)方面得到改進(jìn),將會(huì)使熱流道技術(shù)更加完善拓挥,從而得到更為廣泛的應(yīng)用唠梨。使熱流道系統(tǒng)元件標(biāo)準(zhǔn)化,簡(jiǎn)化和降低熱流道系統(tǒng)的維修費(fèi)用侥啤。
引進(jìn)新型加熱技術(shù)当叭,如熱管技術(shù),使熱流道系統(tǒng)內(nèi)的溫度更加均勻弦蜀。
提高溫控技術(shù)室午,使控溫更為精確班域。
延長(zhǎng)核心元件的使用壽命。
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