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 一、熱流道的歷史、現在、未來(lái)

熱流道系統（hot runner systems）起源于注塑工業(yè)中的無(wú)流道系統，作為一項先進(jìn)的塑料注塑加工技術(shù)，在西方發(fā)達國家的普及使用可以追溯到上個(gè)世紀的中期甚至更早。熱流道具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此，在國外發(fā)展比較快，許多塑膠模具廠(chǎng)所生產(chǎn)的模具50%以上采用了熱流道技術(shù)，部分模具廠(chǎng)甚至達到80%以上。在中國，這一技術(shù)在近十年才真正得以全面推廣和應用，隨著(zhù)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(lái)，熱流道技術(shù)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(lái)的。在歐美國家，注塑生產(chǎn)已經(jīng)依賴(lài)于熱流道技術(shù)?？梢赃@樣說(shuō)，沒(méi)有使用熱流道技術(shù)的模具現在已經(jīng)很難出口，這也造成了很多模具廠(chǎng)家對于熱流道技術(shù)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(chǎn)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(dòng)狀態(tài)，流道作為成型物料的一部分，但并不屬于產(chǎn)品。所以在我們設計模具的時(shí)候既要考慮填充效果，又要考慮怎樣通過(guò)縮短、縮小流道來(lái)節省材料，理想情況是這樣，但實(shí)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(chēng)無(wú)流道是指在每次注射完畢后流道中的塑料不凝固，塑膠產(chǎn)品脫模時(shí)就不必將流道中的水口脫出。由于流道中的塑料沒(méi)有凝固，所以在下一次注射的時(shí)候流道仍然暢通。簡(jiǎn)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(diǎn)

為什么會(huì )有這種熱流道技術(shù)出現呢？熱流道技術(shù)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，常規注塑成型經(jīng)常會(huì )有以下不利因素的出現：

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(zhì)量不一等。

熱流道技術(shù)的出現，則給這些問(wèn)題提供了比較完善的解決方案，一般來(lái)講，采用熱流道有以下的好處：

1、熱流道模具優(yōu)點(diǎn)

■縮短制件成型周期

因沒(méi)有澆道系統冷卻時(shí)間的限制，制件成型固化后便可及時(shí)頂出。許多用熱流道模具生產(chǎn)的薄壁小零件成型周期可在5秒鐘以下。

■節省塑料原料

在全熱流道模具中因沒(méi)有冷澆道，所以無(wú)生產(chǎn)費料。這對于塑料價(jià)格貴的應用項目意義尤其重大。事實(shí)上，國際上主要的熱流道生產(chǎn)廠(chǎng)商均在世界上石油及塑料原料價(jià)格昂貴的年代得到了迅猛的發(fā)展。因為熱流道技術(shù)是減少廢料降低原材料費用的有效途徑。

■減少廢品，提高產(chǎn)品質(zhì)量

在熱流道模具成型過(guò)程中，塑料熔體溫度在流道系統里得到準確地控制。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(zhì)一致的零件。熱流道成型的零件澆口質(zhì)量好，脫模后殘余應力低，零件變形小。所以市場(chǎng)上很多高質(zhì)量的產(chǎn)品均由熱流道模具生產(chǎn)。

■消除后續工序，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化

制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品，無(wú)需修剪澆口及回收加工冷澆道等工序，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化。國內外很多產(chǎn)品生產(chǎn)廠(chǎng)家均將熱流道與自動(dòng)化結合起來(lái)以大幅度地提高生產(chǎn)效率。

■擴大注塑成型工藝應用范圍

許多先進(jìn)的塑料成型工藝是在熱流道技術(shù)基礎上發(fā)展起來(lái)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(wú)澆口熱流道瓶坯模具

2、熱流道模具的缺點(diǎn)

盡管與冷流道模具相比，熱流道模具有許多顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)，但模具用戶(hù)也需要了解熱流道模具的缺點(diǎn)。概括起來(lái)有以下幾點(diǎn)：

▲模具成本上升

熱流道元件價(jià)格比較貴，熱流道模具成本可能會(huì )大幅度增高。如果零件產(chǎn)量小，模具工具成本比例高，經(jīng)濟上不劃算。對許多發(fā)展中國家的模具用戶(hù)，熱流道系統價(jià)格貴是影響熱流道模具廣泛使用的主要問(wèn)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。熱流道系統與模具的集成與配合要求極為嚴格，否則模具在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì )出現很多嚴重問(wèn)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(chǎn)無(wú)法進(jìn)行，造成巨大經(jīng)濟損失。對于熱流道模具的新用戶(hù)，需要較長(cháng)時(shí)間來(lái)積累使用經(jīng)驗。

四、熱流道系統的組成

盡管世界上有許多熱流道生產(chǎn)廠(chǎng)商和多種熱流道產(chǎn)品系列，但一個(gè)典型的熱流道系統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(xiàn)

一個(gè)成功的熱流道模具應用項目需要多個(gè)環(huán)節予以保障。其中最重要的有兩個(gè)技術(shù)因素：一是塑料溫度的控制；二是塑料流動(dòng)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(chǎn)過(guò)程中出現的加工及產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題直接來(lái)源于熱流道系統溫度控制的不好。如使用魚(yú)雷式熱嘴澆口注塑成型時(shí)產(chǎn)品澆口質(zhì)量差問(wèn)題、閥式熱嘴成型時(shí)閥針完全關(guān)閉困難的問(wèn)題以及多型腔模具中的零件填充時(shí)間及質(zhì)量不一致的問(wèn)題。如果可能，應盡量選擇具備多區域分段控溫的熱流道系統，以增加使用的靈活性及應變能力。

★塑料流動(dòng)的控制

塑料在熱流道系統中要流動(dòng)平衡。澆口要同時(shí)打開(kāi)使塑料同步填充各型腔。對于零件重量相差懸殊的要進(jìn)行澆道尺寸設計平衡。否則就會(huì )出現有的零件充模保壓不夠，有的零件卻充模保壓過(guò)度，飛邊過(guò)大質(zhì)量差等問(wèn)題。熱流道澆道尺寸設計要合理。尺寸太小充模壓力損失過(guò)大。尺寸太大則熱流道體積過(guò)大，塑料在熱流道系統中停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，破壞材料性能而導致零件成型后不能滿(mǎn)足使用要求