注塑模具热流道技术知识点

2017-09-30 by:CAE仿真在线来源:互联网

热流道浇注系统可理解为注射成型机械的延伸。热流道系统的功能是绝热地将热塑性熔体送到成型模具附近或直接送入模具。

热流道能够独立地加热,而在注塑模具中热绝缘,这样能够单独补偿因为与“冷”模具接触而造成的热量损耗。热流道模具已被成功地用于加工各种塑料材料,可以用冷流道模具加工的塑料材料几乎都可以用热流道模具加工。

其零件最小的在0.1克以下,最大的在30公斤以上。热流道模具在电子、汽车、医疗、日用品、玩具、包装、建筑、办公设备等领域都有着到广泛的应用。

一个成功的热流道模具应用项目需要多个环节予以保障。

其中最重要的有两个技术因素:

一是塑料温度的控制;

二是塑料流动的控制。

一个典型的热流道系统由如下几部分组成:

1)热流道板(MANIFOLD);

2) 喷嘴(NOZZLE);

3) 温度控制器;

4)辅助零件。

热流道模具的优点:

1)缩短制件成型周期;

2)节省塑料原料;

3)减少废品,提高产品质量;

4)消除后续工序,有利于生产自动化;

5)扩大注塑成型工艺应用笵围。

同时也存在模具成本上升、制作工艺设备要求高、操作维修复杂等缺点。

在工业较为发达的国家和地区热流道模具生产极为活跃,热流道模具生产比例不断攀升,甚至有些10人以下的小模具厂都进行热流道模具的生产。但在我国热流道技术的研究才刚刚开始,应用范围局限在规模企业,设计能力相对空白,因而对该技术应用的研究具有极其重要的意义。

1 热流道系统的种类与应用

在应用热流道技术时,浇口型式的正确选择至关重要。浇口型式直接决定热流道系统元件的选用及模具的制造与使用。因而根据浇口型式的不同可将热流道系统分成热尖式热流道系统、浇套式热流道系统、阀式热流道系统等三大类型,每种类型的热流道系统都有其重要的应用特点与适用范围。

在选用浇口与热流道系统种类时需要考虑很多因素,其中最重要的是塑料基体种类与添加剂、零件的重量与尺寸壁厚、零件的质量要求、工具寿命及零件产量要求等。

1.1 热尖式热流道系统(HOT TIP)

其工作原理就是通过位于喷嘴前端的镶件HOT TIP与冷却系统相结合,以对浇口处的塑料成型加工温度进行精确的调整和控制。因而喷嘴镶件HOT TIP的制造材料与形状设计非常重要。

热尖式(HOT TIP)热流道系统可以用于加工绝大多数结晶型和非结晶型塑料如PP、PE、PS、LCP、PA、PET、PBT、PEEK、POM、PEI、PMMA、ABSPVC、PC、PSU、TPU等。一般来说,热尖式浇口多用于中小尺寸零件的加工,尤其适用于微小零件的加工。

浇口截面直径大多在0.5mm-2.0mm之间。浇口截面直径的确定主要由零件重量与壁厚决定,当然也要考虑材料与零件质量要求。若使用截面直径较小的浇口,注射充模阶段结束后浇口封闭快、零件上浇口痕迹小、零件表面美观质量好。

如果浇口直径过小,将导致塑料流经浇口时剪切速率过高,会严重损坏塑料熔体分子链结构或塑料中的添加材料,致使制品质量不合格无法满足使用要求。在对浇口尺寸的选择上一惯做法是根据零件浇口处壁厚来初步确定浇口大小:浇口直径 =(0.75-1.0)零件浇口处壁厚。加工易流塑料取较小值,加工难流动的塑料或对剪切敏感的塑料则取较大值。

通常热尖式浇口直接开在零件上,亦可将其开在冷浇道上再将冷浇口开在零件上。这就是热流道与冷流道相结合的一种模具系统。在应用热尖式浇口制作塑料零件时,总会或多或少在零件上留下浇口痕迹。很多时侯浇口痕迹会高出零件表面,影响到零件的美观或影响到与其它零件的装配。所以在选择浇口位置时,应尽量将浇口放在零件上的凹进隐蔽处。

1.2浇套式热流道系统 (SPRUE GATING)

在浇套式热流道系统里,塑料经过畅通的流道(OPEN PIPE)进入模腔。浇口处塑料流动压力损失小。浇套式热流道系统比较适合于中等尺寸重量以上零件的注塑加工成型。

使用浇套式热流道系统的优点是塑料在流经浇口充模时所经历的剪切速率低,零件成型后残余应力小,变形程度少,零件机械强度比较好。与热尖式浇口相比,浇套式浇口尺寸要大一些,所以浇口痕迹也可能会比较大。

因此,一般情况下对于浇口美观程度要求较严格的模具常采用塑料注塑成型法;而对浇口美观程度要求不高的内部结构件则可由浇套式热流道系统制造。人们也常常将浇套式浇口与冷浇道结合使用,即把浇套式喷嘴作为主浇道,将浇套式浇口开在冷浇道上。在这种应用中,浇套式浇口可开的大一些以利于塑料流动,因为无人在意冷浇道上的浇口痕迹大小。

与应用热尖式热流道系统类似,浇口处塑料温度与模具温度的控制极为重要。需要围绕浇口设置独立的冷却回路。因为浇套式浇口尺寸比较大,如果浇口处温度控制的不好,就更容易出现浇口在开模后密封不住塑料流淌的问题。浇套式热流道系统的喷嘴镶件也有多种尺寸形状及制造材料的变化,要结合欲加工的塑料种类(如结晶型塑料还是非结晶型塑料)与浇口冷却情况等来综合考虑。

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