模具热流道的种类(注塑人必看的热流道基本知识)

Posted 2023-05-30

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模具热流道的种类(注塑人必看的热流道基本知识)

一、热流道的历史、现在、未来

热流道系统（hot runner systems）起源于注塑工业中的无流道系统，作为一项先进的塑料注塑加工技术，在西方发达国家的普及使用可以追溯到上个世纪的中期甚至更早。热流道具有许多优点，因此，在国外发展比较快，许多塑胶模具厂所生产的模具50%以上采用了热流道技术，部分模具厂甚至达到80%以上。在中国，这一技术在近十年才真正得以全面推广和应用，随着模具行业的不断发展，热流道在塑胶模具中运用的比例也逐步提高，但总体上还未达到国外热流道模具的比例。

近年来，热流道技术在中国的逐渐推广，这很大程度上是由于我国模具向欧美公司的出口量快速发展带来的。在欧美国家，注塑生产已经依赖于热流道技术。可以这样说，没有使用热流道技术的模具现在已经很难出口，这也造成了很多模具厂家对于热流道技术意识上的转变。

图1 图片拍摄于广州橡塑展期间

二、热流道的原理

冷流道是指模具入口与产品浇口之间的部分。塑料在流道内靠注塑压力和其本身的热量保持流动状态，流道作为成型物料的一部分，但并不属于产品。所以在我们设计模具的时候既要考虑填充效果，又要考虑怎样通过缩短、缩小流道来节省材料，理想情况是这样，但实际应用中则很难达到两全其美。

图1 图片拍摄于广州橡塑展期间

热流道又称无流道是指在每次注射完毕后流道中的塑料不凝固，塑胶产品脱模时就不必将流道中的水口脱出。由于流道中的塑料没有凝固，所以在下一次注射的时候流道仍然畅通。简要言之，热流道就是注塑机喷嘴的延伸。

三、热流道模具的特点

为什么会有这种热流道技术出现呢？热流道技术又能够带给我们哪些好处呢？熟悉注塑工艺的工程人员都知道，常规注塑成型经常会有以下不利因素的出现：

a. 填充困难；b. 薄壁大制件容易变形；c. 浇道原材料的浪费；d. 多模腔模具的注塑件质量不一等。

热流道技术的出现，则给这些问题提供了比较完善的解决方案，一般来讲，采用热流道有以下的好处：

1、热流道模具优点

■缩短制件成型周期

因没有浇道系统冷却时间的限制，制件成型固化后便可及时顶出。许多用热流道模具生产的薄壁小零件成型周期可在5秒钟以下。

■节省塑料原料

在全热流道模具中因没有冷浇道，所以无生产费料。这对于塑料价格贵的应用项目意义尤其重大。事实上，国际上主要的热流道生产厂商均在世界上石油及塑料原料价格昂贵的年代得到了迅猛的发展。因为热流道技术是减少废料降低原材料费用的有效途径。

■减少废品，提高产品质量

在热流道模具成型过程中，塑料熔体温度在流道系统里得到准确地控制。塑料可以更为均匀一致的状态流入各模腔，其结果是品质一致的零件。热流道成型的零件浇口质量好，脱模后残余应力低，零件变形小。所以市场上很多高质量的产品均由热流道模具生产。

■消除后续工序，有利于生产自动化

制件经热流道模具成型后即为成品，无需修剪浇口及回收加工冷浇道等工序，有利于生产自动化。国内外很多产品生产厂家均将热流道与自动化结合起来以大幅度地提高生产效率。

■扩大注塑成型工艺应用范围

许多先进的塑料成型工艺是在热流道技术基础上发展起来的。如PET预成型制造、在模具中多色共注、多种材料共注工艺、STACK MOLD等。

图3 一出八无浇口热流道瓶坯模具

2、热流道模具的缺点

尽管与冷流道模具相比，热流道模具有许多显著的优点，但模具用户也需要了解热流道模具的缺点。概括起来有以下几点：

▲模具成本上升

热流道元件价格比较贵，热流道模具成本可能会大幅度增高。如果零件产量小，模具工具成本比例高，经济上不划算。对许多发展中国家的模具用户，热流道系统价格贵是影响热流道模具广泛使用的主要问题之一。

▲热流道模具制作工艺设备要求高

热流道模具需要精密加工机械作保证。热流道系统与模具的集成与配合要求极为严格，否则模具在生产过程中会出现很多严重问题。

▲操作维修复杂

与冷流道模具相比，热流道模具操作维修复杂。如使用操作不当极易损坏热流道零件，使生产无法进行，造成巨大经济损失。对于热流道模具的新用户，需要较长时间来积累使用经验。

四、热流道系统的组成

尽管世界上有许多热流道生产厂商和多种热流道产品系列，但一个典型的热流道系统均由如下几大部分组成：热流道板、喷嘴、温度控制器、辅助零件。

图4 热流道分流板-热流道温控电缆线

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；二是塑料流动特性的控制。

★塑料温度的控制

在热流道模具应用中塑料温度的控制极为重要。许多生产过程中出现的加工及产品质量问题直接来源于热流道系统温度控制的不好。如使用鱼雷式热嘴浇口注塑成型时产品浇口质量差问题、阀式热嘴成型时阀针完全关闭困难的问题以及多型腔模具中的零件填充时间及质量不一致的问题。如果可能，应尽量选择具备多区域分段控温的热流道系统，以增加使用的灵活性及应变能力。

★塑料流动的控制

塑料在热流道系统中要流动平衡。浇口要同时打开使塑料同步填充各型腔。对于零件重量相差悬殊的要进行浇道尺寸设计平衡。否则就会出现有的零件充模保压不够，有的零件却充模保压过度，飞边过大质量差等问题。热流道浇道尺寸设计要合理。尺寸太小充模压力损失过大。尺寸太大则热流道体积过大，塑料在热流道系统中停留时间过长，破坏材料性能而导致零件成型后不能满足使用要求