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注塑人必看的熱流道基本知識
一、熱流道的歷史、現(xiàn)在、未來
熱流道系統(tǒng)（hot runner systems）起源于注塑工業(yè)中的無流道系統(tǒng)，作為一項先進的塑料注塑加工技術，在西方發(fā)達國家的普及使用可以追溯到上個世紀的中期甚至更早。熱流道具有許多優(yōu)點，因此，在國外發(fā)展比較快，許多塑膠模具廠所生產的模具50%以上采用了熱流道技術，部分模具廠甚至達到80%以上。在中國，這一技術在近十年才真正得以全面推廣和應用，隨著模具行業(yè)的不斷發(fā)展，熱流道在塑膠模具中運用的比例也逐步提高，但總體上還未達到國外熱流道模具的比例。
近年來，熱流道技術在中國的逐漸推廣，這很大程度上是由于我國模具向歐美公司的出口量快速發(fā)展帶來的。在歐美國家，注塑生產已經依賴于熱流道技術?？梢赃@樣說，沒有使用熱流道技術的模具現(xiàn)在已經很難出口，這也造成了很多模具廠家對于熱流道技術意識上的轉變。
圖1 圖片拍攝于廣州橡塑展期間
二、熱流道的原理
冷流道是指模具入口與產品澆口之間的部分。塑料在流道內靠注塑壓力和其本身的熱量保持流動狀態(tài)，流道作為成型物料的一部分，但并不屬于產品。所以在我們設計模具的時候既要考慮填充效果，又要考慮怎樣通過縮短、縮小流道來節(jié)省材料，理想情況是這樣，但實際應用中則很難達到兩全其美。
圖1 圖片拍攝于廣州橡塑展期間
熱流道又稱無流道是指在每次注射完畢后流道中的塑料不凝固，塑膠產品脫模時就不必將流道中的水口脫出。由于流道中的塑料沒有凝固，所以在下一次注射的時候流道仍然暢通。簡要言之，熱流道就是注塑機噴嘴的延伸。
三、熱流道模具的特點
為什么會有這種熱流道技術出現(xiàn)呢？熱流道技術又能夠帶給我們哪些好處呢？熟悉注塑工藝的工程人員都知道，常規(guī)注塑成型經常會有以下不利因素的出現(xiàn)：
a. 填充困難；b. 薄壁大制件容易變形；c. 澆道原材料的浪費；d. 多模腔模具的注塑件質量不一等。
熱流道技術的出現(xiàn)，則給這些問題提供了比較完善的解決方案，一般來講，采用熱流道有以下的好處：
1、熱流道模具優(yōu)點
■縮短制件成型周期
因沒有澆道系統(tǒng)冷卻時間的限制，制件成型固化后便可及時頂出。許多用熱流道模具生產的薄壁小零件成型周期可在5秒鐘以下。
■節(jié)省塑料原料
在全熱流道模具中因沒有冷澆道，所以無生產費料。這對于塑料價格貴的應用項目意義尤其重大。事實上，國際上主要的熱流道生產廠商均在世界上石油及塑料原料價格昂貴的年代得到了迅猛的發(fā)展。因為熱流道技術是減少廢料降低原材料費用的有效途徑。
■減少廢品，提高產品質量
在熱流道模具成型過程中，塑料熔體溫度在流道系統(tǒng)里得到準確地控制。塑料可以更為均勻一致的狀態(tài)流入各模腔，其結果是品質一致的零件。熱流道成型的零件澆口質量好，脫模后殘余應力低，零件變形小。所以市場上很多高質量的產品均由熱流道模具生產。
■消除后續(xù)工序，有利于生產自動化
制件經熱流道模具成型后即為成品，無需修剪澆口及回收加工冷澆道等工序，有利于生產自動化。國內外很多產品生產廠家均將熱流道與自動化結合起來以大幅度地提高生產效率。
■擴大注塑成型工藝應用范圍
許多先進的塑料成型工藝是在熱流道技術基礎上發(fā)展起來的。如PET預成型制造、在模具中多色共注、多種材料共注工藝、STACK MOLD等。
圖3 一出八無澆口熱流道瓶坯模具
2、熱流道模具的缺點
盡管與冷流道模具相比，熱流道模具有許多顯著的優(yōu)點，但模具用戶也需要了解熱流道模具的缺點。概括起來有以下幾點：
▲模具成本上升
熱流道元件價格比較貴，熱流道模具成本可能會大幅度增高。如果零件產量小，模具工具成本比例高，經濟上不劃算。對許多發(fā)展中國家的模具用戶，熱流道系統(tǒng)價格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問題之一。
▲熱流道模具制作工藝設備要求高
熱流道模具需要精密加工機械作保證。熱流道系統(tǒng)與模具的集成與配合要求極為嚴格，否則模具在生產過程中會出現(xiàn)很多嚴重問題。
▲操作維修復雜
與冷流道模具相比，熱流道模具操作維修復雜。如使用操作不當極易損壞熱流道零件，使生產無法進行，造成巨大經濟損失。對于熱流道模具的新用戶，需要較長時間來積累使用經驗。
四、熱流道系統(tǒng)的組成
盡管世界上有許多熱流道生產廠商和多種熱流道產品系列，但一個典型的熱流道系統(tǒng)均由如下幾大部分組成：熱流道板、噴嘴、溫度控制器、輔助零件。
圖4 熱流道分流板-熱流道溫控電纜線
一個成功的熱流道模具應用項目需要多個環(huán)節(jié)予以保障。其中最重要的有兩個技術因素：一是塑料溫度的控制；二是塑料流動特性的控制。
★塑料溫度的控制
在熱流道模具應用中塑料溫度的控制極為重要。許多生產過程中出現(xiàn)的加工及產品質量問題直接來源于熱流道系統(tǒng)溫度控制的不好。如使用魚雷式熱嘴澆口注塑成型時產品澆口質量差問題、閥式熱嘴成型時閥針完全關閉困難的問題以及多型腔模具中的零件填充時間及質量不一致的問題。如果可能，應盡量選擇具備多區(qū)域分段控溫的熱流道系統(tǒng)，以增加使用的靈活性及應變能力。
★塑料流動的控制
塑料在熱流道系統(tǒng)中要流動平衡。澆口要同時打開使塑料同步填充各型腔。對于零件重量相差懸殊的要進行澆道尺寸設計平衡。否則就會出現(xiàn)有的零件充模保壓不夠，有的零件卻充模保壓過度，飛邊過大質量差等問題。熱流道澆道尺寸設計要合理。尺寸太小充模壓力損失過大。尺寸太大則熱流道體積過大，塑料在熱流道系統(tǒng)中停留時間過長，破壞材料性能而導致零件成型后不能滿足使用要求
