單頭熱流道系統的塑料模具結構簡單。熔融塑料從註塑機註射到噴嘴連接板中,通過噴嘴到達噴嘴頭後註射到型腔中。需要控制尺寸D、D、L,調整噴嘴連接板的厚度使定模板壓在噴嘴連接板的端面上來控制噴嘴的軸向位移,或者直接用註塑機的噴嘴壓在噴嘴連接板的端面上來達到同樣的目的。在固定模板的適當位置設有導線槽,以便將電源線從模具中引出,並與安裝在模具上的接線座連接。
多頭熱流道系統的塑料模具結構復雜。熔融塑料由註塑機註入噴嘴連接板,通過熱流道板流向噴嘴,到達噴嘴頭,然後註入型腔。熱流道系統的噴嘴和固定模板有徑向尺寸D1和軸向尺寸限制的要求。噴頭和定模鑲塊有徑向尺寸d的要求,以保證熔融塑料不會溢流到非型腔部分,定模鑲塊的硬度要求硬化到50HRC左右。分型面與熱噴嘴軸向定位面之間的距離L必須嚴格控制,其大小應根據噴嘴在常溫下的實際距離L '加上噴嘴在模具正常工作溫度下的實際伸出量δ L來確定。為了保證噴嘴可靠地附著在熱流道板上而不使熱流道板變形,在噴嘴的頂部上方設置了壹個調整墊,它與噴嘴的軸向定位面壹起限制了噴嘴的軸向移動,有效地控制了熱流道板可能的變形。在室溫下,調整墊與熱流道板和固定模板之間的間隙控制在0.025毫米,這樣在模具加熱時,調整墊剛好被壓住。熱流道系統的定位座和定位銷共同控制熱流道板在模具中的位置。定位座和固定模板的徑向尺寸D2必須匹配,深度H必須精確控制。定位座的軸向起到支撐熱流道板的作用,並直接承受註射機的註射壓力。定位銷與熱流道板固定板有匹配要求。熱流道板和模板之間必須有足夠的空間來包裹隔熱材料。熱流道板和固定板必須有足夠的布線槽,以允許電源線從模具中引出,並與安裝在模具上的布線底座連接。噴嘴連接板與定模板之間有徑向尺寸D1的配合要求,使註塑機的註射頭與模具上的噴嘴連接板配合良好。在熱流道板附近,固定模板、熱流道板固定板和定模固定板通過螺釘連接,以增強熱流道板的剛性。
閥門式熱流道系統的塑料模具結構是最復雜的。它與普通的多頭熱流道系統塑料模具結構相同,另外增加了壹套閥針傳動裝置來控制閥針的開合運動。傳動裝置相當於壹個液壓缸。註射機的液壓裝置與模具連接形成液壓回路,實現閥針的開閉運動,控制熔融塑料向型腔的註射。首先,根據塑件的結構和使用要求,確定進料口的位置。只要塑料結構允許,定模鑲塊中的噴嘴和噴嘴頭不幹涉成型結構,熱流道系統的進料口可以放在塑料件的任何位置。傳統塑料註射成型的進料口位置通常根據經驗選擇。對於大型復雜形狀的塑件,可以通過計算機輔助分析(CAE)模擬註射成型的入口位置,分析模具各部分的冷卻效果,確定理想的入口位置。
其次,確定熱流道系統的噴頭形式。塑件和產品的使用特點是選擇噴頭形式的關鍵因素,塑件的生產批量和模具的制造成本也是選擇噴頭形式的重要因素。
第三,根據塑件的生產批次和註塑設備的噸位,確定每個模具的型腔數。
第四,噴嘴的數量由入口的位置和每個模具的型腔數量決定。如果成型壹個產品,每個模具選壹個進料口,只要有壹個噴嘴就選單頭熱流道系統;如果壹個產品壹模多腔成型,或者壹模有兩個以上的入口,就需要多個噴嘴,即選擇多頭熱流道系統,帶橫澆道的模具結構除外。
第五,根據塑件的重量和噴嘴的數量,確定噴嘴的徑向尺寸。同壹形式的噴嘴有多個尺寸系列,滿足不同重量範圍的塑料件成型要求。
第六,根據塑料結構確定模具結構尺寸,然後根據定模鑲塊和定模板的厚度尺寸選擇噴嘴標準長度系列尺寸,最後修整定模板的厚度尺寸和其他與熱流道系統相關的尺寸。
第七,根據熱流道板的形狀確定熱流道固定板的形狀,在板上布置電源線的引線槽,在熱流道板、噴嘴、噴嘴頭附近設計足夠的冷卻水回路。
第八,完成熱流道系統塑料模具設計圖。
第九,成熟的熱流道系統必須考慮到熱流道系統與塑料模具的配合程度,即熱半模的設計。熱半模是指由專業熱流道制造商為客戶加工的精密熱流道系統,具有維護簡便、匹配精度高、加工速度快等特點。,降低註射壓力和夾緊力。熱流道的壹個重要步驟是熱流道的設計理念。壹個詳細的設計概念,包括歧管和壓力板,將成為模具審核的重要組成部分。
歧管用於確保熔體通道能夠以最有效的方式排列。在理想情況下,熔體通道以對稱的方式設計,並且所有向下通道的流動長度和圈數是相同的。在多腔模具或非對稱模具的情況下,熔體通道可以包括人工長度和轉向點,以便系統可以適當地平衡。這個概念有助於設計師和熱流道設計師,可以確保最佳的歧管設計。
為了控制需要三個註射口的零件上的接縫線,需要解決塑性流動平衡問題。通過詳細的歧管設計,可以評估流量平衡和歧管布局,確保下行流道能夠滿足客戶的模架需求。最終結果是將壹個直接註射口和兩個冷熱註射口結合在壹個型腔模具上(圖3)。
此外,應采用壓板技術,以確保客戶要求的關閉高度和關鍵功能可以設計出來。由於熱流道噴嘴包含在噴嘴中,模具設計師還應確認註射口的接近度和冷卻是否能滿足熱流道制造商的要求。
評價熱流道的主要因素包括:流量平衡和歧管熱量分布;渠道規模;高壓應用中歧管材料的強度:註射口的大小;冷卻和註射口的接近;能夠抵抗磨損和腐蝕的樹脂成分。
熱流道是壹種復雜而優越的模具零件。在模具生產項目中,CAE計算機輔助工程分析、樹脂測試、設計理念都可以由熱流道供應商完成。在項目開始時,如果熱流道供應商參與工作,那麽設計師可以進壹步優化最終產品。目前國內外熱流道模具的主要發展趨勢可以概括如下。
元件小型化,實現小型產品的多腔多澆口填充。通過減少噴嘴空間,可以在模具上設置更多的型腔,提高產品的產量和註塑機的利用率。90年代,Master公司研發的噴頭可以小到15.875mm;;哈斯基公司研發的多澆口噴嘴,每個噴嘴有四個澆口,澆口距離可近至9.067mm;Osco公司開發的組合式復合噴嘴,每個噴嘴有12個澆口探針,可用於成型48腔模具。針對小零件的空間限制,MoldMaters公司在2001年開發了壹種小零件用噴嘴,包括壹體式加熱器、針尖和熔體通道,體積直徑小於9mm,澆口距離僅為10mm,可成型成型重量為1~30g的產品。謝利熱流道公司開發的微型熱流道系統,澆口間距接近8.00毫米,特別適用於較小的電子產品。
目前,用戶對模具設計和制造周期的要求越來越短。熱流道部件標準化不僅有利於減少設計工作的重復和模具成本,而且對於易損件的更換和維修也非常方便。據悉,Polyshot開發了壹套快換熱流道模具系統,特別適用於註射壓力70kN的小型註射機。Husky、Presto、Moldmasters的噴嘴、閥桿、分流板都是標準型,方便快速更換和交付模具。國外交付模具只需要四周,國內做模具最快也要兩周。
提高了熱流道模具設計的整體可靠性。現在國內外各大模具公司都非常重視熱流道板的設計以及熱噴嘴連接處的壓力分布、溫度分布和密封的研發。疊層熱流道註射模的開發和利用也是壹個熱點。疊層模具可以有效增加型腔數量,但對註射機合模力的要求只需增加10%~15%。疊層熱流道模具在國外壹些發達國家已經工業化使用。疊層式熱流道模具在國內註塑行業已經得到了廣泛的應用,如壹次性餐具、瓶蓋、瓶蓋的防盜扣和手柄等小批量產品。例如,國內的謝利熱流道公司在疊層熱流道的設計、制造和使用方面積累了豐富的經驗。
改進熱流道元件材料的目的是提高噴嘴和熱流道的耐磨性,用於成型敏感材料。如果噴嘴由諸如鉬和鈦的延展性合金材料制成,則可以通過金屬粉末的註射成型和燒結來制造熱流道元件。
開發精確的溫度控制系統。在熱流道模具成型中,開發更精確的溫度控制裝置來控制熱流道板和澆口中熔融樹脂的溫度,是防止樹脂過熱降解和產品性能下降的有效措施。
為* * *註使用熱流道。通過支管和熱噴嘴元件的有效組合設計,* * *註射成型可以與熱流道技術相結合,從而形成3層、5層甚至更多的復合塑料制品。比如Kortec開發了熔體輸送系統和* * *註射噴嘴;Incoe的多出口、多腔註射支管生產線可用於多物料、多組分註射。