热流道模核心技术.doc

4热流道模核心技术
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我们知道，热流道是一种采用加热的方法使处于注射机喷嘴到模具型腔浇口间整个流道中的塑料一直处于熔融状态，从而在完成注射后只需取出产品而不产生浇道凝料的先进浇注系统。图1所示的为一副多型腔热流道模具，从图中可以看出，塑料熔体需流经主喷嘴、热流道板、分喷嘴，最终才能到达模具型腔。所以在使用过程中如何保证塑料在主喷嘴、热流道板和分喷嘴中一直保持熔融状态且温度均衡，如何对温度较高的热流道系统和温度相对较低的模具型腔之间进行隔热即为热流道技术的关键。
1.1 热流道系统的加热
1.1.1 热流道板的加热
（1） 加热功率的计算
热流道板的加热功率计算公式[4]如下：

式中：N为加热功率，T为热流道板所需升高的温度，G为热流道板的重量，t为升温时间，习惯上以1小时为准，但近年来为提高生产效率对中小型模具可改为0.5小时，为热效率，一般取0.2～0.3。
（2） 加热方式
热流道板的加热方式主要有两种，即内加热式和外加热式。
外加热式是从流道外部对流道进行加热，一般是在与流道平行的方向上开设加热孔，内插加热棒或安装加热圈，如图2所示。这种加热方式间接加热流道中的塑料，不会产生局部过热现象，流道内熔体的流动阻力小，流道容易加工，加热装置容易购买，出现故障后容易维修更换，但热效率较低。
内加热式是将加热棒设置在流道中，从流道内部对塑料进行加热，如图3所示。这种加热方式与外加热方式相比，热效率较高，但容易出现局部过热的现象，而且熔体的流动阻力增大，需使用高压成型，塑件可能会产生较大的内应力。
（3）喷嘴的加热

喷嘴的加热功率计算较热流道板的加热功率计算复杂得多，目前尚无定论，一般由经验公式计算。喷嘴的加热方式主要有无加热式、外加热式和内加热式。
无加热式喷嘴是指不用加热器加热喷嘴，而是由热流道板的热量使喷嘴内的塑料保持熔融状态，如图4所示。这种喷嘴一般使用导热性好的铍铜制作，而且长度不能太长，一般以40mm为限。
外加热式喷嘴在喷嘴的外周装有加热圈，如图5所示。这种加热方式不会产生局部过热的现象，但在模具型腔板的背面必须开槽以便装入加热圈，而且加热圈的大小也会受到限制。
内加热式喷嘴在喷嘴内插入加热棒，如图6所示。这种喷嘴的热效率高，喷嘴前端的温度较容易控制，浇口不会固化，但由于加热棒的直径小，使瓦密度增大，致使加热棒的寿命缩短。
1.2 热流道系统与模具之间的绝热

为保持热流道系统中的塑料在加工过程中一直处于熔融状态，如前所述，必须采用各种加热方式对热流道系统进行加热，因此热流道系统的温度相对较高。但为得到合格的塑料制品，模具的温度必须低于塑料的玻璃化温度，模具的温度相对较低。所以在设计热流道模具时，必须充分考虑注射机模板和模具底板之间、流道板和模具底板之间、流道板和型腔板之间、喷嘴和型腔板之间的绝热。
注射机模板和模具底板之间，一般采用6～10mm的石棉板绝热。流道板和型腔板、模具底板之间常采用3～8mm的空气间隙进行绝热，如图1所示。所有与热流道板接触的承压部件必须控制在最小的数量内，而且最好使用导热性低的材料制造。喷嘴和型腔板之间常采用塑料熔体，如图4、5所示，或空气间隙进行绝热，如图6所示。
2 发展动态   
热流道技术是应用于注塑工业的一项先进技术，在国外已有很广泛的应用。但在我国，该项技术还处于起步和推广阶段。如前文所述，热流道系统中仍存在诸多问题，如能从以下几个方面得到改进，将会使热流道技术更加完善，从而得到更为广泛的应用。
使热流道系统元件标准化，简化和降低热流道系统的维修费用。
引进新型加热技术，如热管技术[5]，使热流道系统内的温度更加均匀。
提高温控技术，使控温更为精确。
延长核心元件的使用寿命。