热流道浇注系统应用实例

Moldflow在热流道系统中的应用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问整个流道中的塑料一直处于熔融状态，从而在完成注射，开启模具后，只需取出产品，而不必取出流道内凝固废料的先进浇注系统。

通过热流板、热嘴、及其控制系统的功能，让模具在成形时，能提高注塑件质量、加快生产速度、降低生产成本、做出高难度产品。

1、热流道组成简介热流道通常含有以下部件：热唧嘴(hot drop)，分流板(manifold)，热流道控制器(hot runner controller)以及针阀控制器(valve controller)，见下图：热流道按加热方式可分为两种：内加热式热流道和外加热式热流道；内加热式热流道的优点是：无溢料、无热膨胀、无热量损失、不会影响模具温度、加热时间短和模具稳定性高；外加热式热流道的优点是：完全的设计截面形状、低压力损失、颜色更换容易、没有温度差和容易平衡。

内加热式热流道外加热式热流道2、热流道的温度平衡状态及Moldflow解决方案2.1热流道系统的热平衡热平衡是热流道系统的核心问题之一，热流道板的主要任务是恒温地将熔体从主流道送入各个单独喷嘴。

热流道板必须处于热平衡状态，热损失必须通过加热来补偿，因此，热流道的功能就是保温。

热流道的温度平衡：在热流道的热系统中，热量通过以下三种方式传递：1)热传导：根据傅里叶定律，如果存在温度梯度ΔT=T1 - T2，一定量的热QC流过单层、平直模壁，公式为QC = λ/δ x A x ΔTQc ----- 热流，W；λ ----- 热导率， W/（m•K）；A ----- 截面积，㎡；δ ----- 壁厚，m；ΔT ----- 温度梯度，K；热流道内由于传导作用而引起的热量传递，可以区分为以下两方面：Ø 热源：分流板加热功率，喷嘴加热功率，如果有必要还有主进胶加热功率。

Ø 热耗：定位环，定位销，压力碟，空气间隙。

热流道系统浇口结构特点及应用摘要：模具工业在近些年的发展态势十分良好，而塑料注塑模的设计与制造技术也相比从前有了非常明显的进步。

结合其发展的路径，大概能够将其发展方向归结为三大类，它们分别是效率更高，精度更高以及寿命更高。

热流道技术在节约资源，减少能源消耗，提高产品的质量以及提高生产效率方面有非常重要的作用，所以人们普遍都比较重视对该方法的应用。

本文就对热流道系统浇口结构的特点与应用进行讨论，并为其提供相关的建议。

关键词：热流道系统；浇口结构；特点与应用目前，很多的国外企业已经形成了系列化的热流道模具，已经将其作为专门的商业产品来进行销售。

热流通系统在我国的应用也越来越广泛，我国的模具行业也在进行着非常重要的发展。

热塑性塑料的种类非常的丰富，而其不同的材料之间存在着一定的性能差异，所以为了保证注塑制品的质量，必须要在了解其相关性能的基础上，并结合其自身的特点，来选择不同的加工方法。

本文对热流道系统浇口结构的特点以及其应用进行研究，从而能够为热道浇口的选择提供相关的依据。

1.热塑性塑料的分类与性能研究根据是否在熔融态到冷却的过程是否出现了结晶现象可以将热塑性塑料分为结晶形塑料与不定性塑料。

结晶性塑料所形成的晶体跟其结晶的温度有关，一般温度低的情况下形成的晶体比温度高时形成的晶体小。

但对于无定形塑料来说，不管在什么情况下，它都不会形成任何的晶体。

对于结晶型塑料来说，其自身性能的优劣取决于其制作工艺的选择，特别是在这一过程中的温度选择。

在温度较高的情况下，形成的晶体都比较的大，所以结晶型塑料的硬度都比较的大，同时其也具有良好的机械性能。

而相反，当模具的温度较低时，熔体的温度就会快速的降低，从而形成比较小的晶体，但是这样的晶体一般都比较的柔软，具有较大的伸长率。

材料的性能与制作工艺之间有着非常紧密的联系，所以在实际的制作过程中要根据实际的需求来选择相关的制作工艺。

聚合物形态变化的温度受到加工条件的影响，在这一过程中不存在固定的温度，而是存在一个温度的变化区间，而材料的性能是在这一过程中不断变化的。

引 言注射模热流道是通过加热的办法来保证流道和浇口内的塑料保持熔融状态。

由于在流道附近或中心设有加热圈和加热棒，从注射机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料始终保持熔融，每次开模取件的时不必将流道废料取出，而滞留在热流道系统中的熔料可以在下一次注塑时被注入型腔[1]。

热流道技术省去了冷流道，从而减少原料浪费，避免冷冻时间和后续加工过程，使得产品更加美观，生产效率以及经济效益都有所提高，是塑料注塑成型工艺发展的热点方向。

它的应用和推广是推动热塑性塑料注射成型向节能、低耗、高效方向发展的强劲动力，随着塑料工业的发展，热流道技术正不断完善和加快其推广使用。

热流道系统的优缺点热流道系统的优点热流道系统与普通流道系统相比较具有如下特点[2]：（1）降低生产成本，提高生产效率。

普通浇注系统中要产生大量的浇注系统凝料，在生产小制品时，浇注系统凝料的重量可能超过制品重量。

由于塑料在热流道模具内一直是处于熔融状态，制品不需修剪浇口，基本上是无废料加工，可节约大量原材料，降低生产成本。

同时在制品成型后无需修剪，减少了二次加工，同时也省去了凝料挑选、粉碎和重新染色回收等工序，省工、省时、节能降耗。

（2）适用树脂范围广。

由于热流道温控系统技术的不断完善及发展，现在热流道不仅可以用于熔融温度较宽的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)，同时也能用于加工温度范围窄的热敏性塑料，如聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)等，对易产生流涎的聚酰胺(PA)，通过选用阀式热喷嘴也能实现热流道成型。

（3）提高产品质量。

流道内压力损耗小，熔体流动性好，密度容易均匀，避免注塑件变形、飞边以及尺寸不稳定和色差等缺陷，改善制品表面质量。

精确控制塑料熔体温度，消除了材料的降解，合理的控制保压时间，较小的保压压力损失，使产品的质量得到全面提高。

（4）降低废品率。

热流道系统有利于压力传递，降低注射压力，减小塑件内应力，增加产品强度和刚度，可以在一定程度上克服了制件因补料不足而产生的凹陷、缩孔等缺陷，达到降低废品率的目的。

高速注射成型的热流道系统（热恒热流道）热恒文/小艳膨胀注射成型和物理发泡成型为塑料成型工艺实现节省成本、优化产品和成型过程提供了新的可能。

然而，即使是传统的注射成型，也常常需要较高的注射速度，以实现对材料的可靠加工，而这两种注塑技术尤其需要设定较高的标准，在此，适合的热流道系统必不可少。

何种情况下速度是重要的当需要生产具有薄壁结构的精美部件以及熔体流动路径较长的部件时，快速注射是实现可靠生产的基本条件。

当然，即便是生产大型部件，快速注射成型常常也必不可少。

在此，选用适当的热流道技术将有助于实现完美的加工以及获得优良的产品。

即使是传统的注射成型，也常常需要较高的注射速度，而在此介绍的两种注塑技术尤其需要设定较高的标准，即膨胀注射成型和物理发泡成型。

在膨胀注射成型中，熔体被压缩在螺杆的储料段或热流道中，并充当着压力的存储介质。

一般，在大约2000bar（2029kg/cm2）的压力下，塑料熔体大约能够被压缩10%，这种特性通常被用于膨胀注射成型工艺中。

然而，为了实现生产的可再现性，必须使预压缩熔体的体积保持稳定。

因此，在压缩后，螺杆必须保持在一个精确的位置上。

当阀式浇口喷嘴打开、大量的熔体流入到模具中时，它会承受较高的压力。

只有电机驱动的注塑机可以满足这一条件，它允许在系统界限范围内做出选择性的轴向定位，即使是在高压下也可保持该位置的稳定不变。

如果在膨胀注射成型中使用了热流道系统，那么高达2500bar（2536kg/cm2）的压力就会积聚在热流道系统中，并在定义的时间内保持不变，从而确保了所有的型腔均可获得均衡的压力。

为了成功地实现膨胀注射成型，必须确保所有的针阀能够同时平稳地开启。

一旦针阀打开，被预压在热流道中的熔体就会爆发式地膨胀，并均匀地填满型腔，从而允许非常薄的部件充满成型。

就物理发泡成型如MuCell工艺而言，需要向系统中加入物理发泡剂，该发泡剂首先是在压力的作用下溶解于塑料熔体中。

当熔体注入型腔时，压力降低，发泡剂膨胀，从而使熔体发泡。

热流道浇注系统(hot-runner/runnerless mold)–指在浇注系统中无流道凝料–为此需要在注射模中采用绝热或加热的方法，使从注射机喷嘴到型腔入口这一段流道中的塑料一直保持熔融状态，从而在开模时只需取出塑件，而不必清理浇道凝料。

l热流道技术是应用于塑料注射模浇注流道系统的一种先进技术，是塑料注塑成型工艺发展的一个热点方向。

l它于20世纪50年代问世，经历了一段较长时间地推广以后，其市场占有率逐年上升。

l80年代中期，美国的热流道模具占注射模具总数的15%~17% ，欧洲为12%~15% ，日本约为10% 。

l但到了90年代，美国生产的塑料注射模具中热流道模具已占40%以上，在大型制品,特别是在成型盖罩、容器和外壳等类制品的生产中，注射模具占90%以上，采用热流道的达到80%。

日本的热流道模具也在逐渐普及中。

l目前，热流道加热装置在西方先进工业国已达到作为标准件出售的程度。

l现在我国热流道成型技术推广应用的程度越来越高，是今后注射模具浇注系统的一个重要发展方向。

1．热流道成型的优点①基本可实现无废料加工，节约原料；②省去除料把、修整塑件、破碎回收料等工序，因而节省人力，简化设备，缩短成型周期，提高了生产率，降低成本；③对针点浇口模具，可以避免采用三板式模具，避免采用顺序分型脱模机构，操作简化，有利于实现生产过程自动化。

④由于浇注系统的熔料在生产过程中始终处于熔融状态，浇注系统畅通，压力损失小，可以实现多点浇口、一模多腔和大型模具的低压注塑；还有利于压力传递，从而克服因补缩不足所导致的制作缩孔、凹陷等缺陷，改善应力集中产生的翘曲变形，提高了塑件质量；⑤由于没有浇注系统的凝料，而缩短了模具的开模行程，提高了设备对深腔塑件的适应能力。

2．热流道成型的缺点①模具的设计和维护较难，若没有高水平的模具和维护管理，生产中模具易产生各种故障；②成型准备时间长，模具费用高，小批量生产时效果不大；③对制件形状和使用的塑料有原则；④对于多型腔模具，采用热流道成型技术难度较高。

热流道浇注系统一、绝热流道二、加热流道热流道是指在浇注系统中无流道凝料，为此需要在注射模中采用绝热或加热的方法，使从注射机喷嘴到型腔入口这一段流道中的塑料一直保持熔融状态，从而在开模时只需取出塑件，而不必清理浇道凝料。

热流道技术是应用于塑料注塑模浇注流道系统的一种先进技术，是塑料注塑成型工艺发展的一个热点方向。

它于20世纪50年代问世，经历了一段较长时间地推广以后，其市场占有率逐年上升。

80年代中期，美国的热流道模具占注射模具总数的15%~17% ，欧洲为12%~15% ，日本约为10% 。

但到了90年代，美国生产的塑料注射模具中热流道模具已占40%以上，在大型制品,特别是在成型盖罩、容器和外壳等类制品的生产中，注射模具占90%以上，采用热流道的达到80%。

日本的热流道模具也在逐渐普及中。

目前，热流道加热装置在西方先进工业国已达到作为标准件出售的程度。

现在我国热流道成型技术推广应用的程度越来越高，是今后注射模具浇注系统的一个重要发展方向1．热流道成型的优点①基本可实现无废料加工，节约原料；②省去除料把、修整塑件、破碎回收料等工序，因而节省人力，简化设备，缩短成型周期，提高了生产率，降低成本；③对针点浇口模具，可以避免采用三板式模具，避免采用顺序分型脱模机构，操作简化，有利于实现生产过程自动化。

④由于浇注系统的熔料在生产过程中始终处于熔融状态，浇注系统畅通，压力损失小，可以实现多点浇口、一模多腔和大型模具的低压注塑；还有利于压力传递，从而克服因补缩不足所导致的制作缩孔、凹陷等缺陷，改善应力集中产生的翘曲变形，提高了塑件质量；⑤由于没有浇注系统的凝料，而缩短了模具的开模行程，提高了设备对深腔塑件的适应能力。

2．热流道成型的缺点①模具的设计和维护较难，若没有高水平的模具和维护管理，生产中模具易产生各种故障；②成型准备时间长，模具费用高，小批量生产时效果不大；③对制件形状和使用的塑料有原则；④对于多型腔模具，采用热流道成型技术难度较高。

热尖式热流道系统（点浇口）热尖式热流道系统是一种应用最为普遍广泛的热流道系统。

各热流道供应商均提供这种系统。

虽然来自不同厂家系统上的喷嘴及喷嘴镶件之形状与尺寸有所不同，但工作原理是非常一致的。

这就是通过位于喷嘴前端的镶件HOT TIP（喷嘴头）与冷却系统相结合以对浇口处的塑料成型加工温度进行精确的调整和控制。

因而喷嘴镶件HOT TIP 的制造材料与形状设计非常重要。

各热流道供应商均在HOT TIP的开发研究上投入很大力量。

塑美热流道也正在投入大量精力研究开发HOT TIP。

热尖式热流道系统可以用于加工绝大多数结晶型和非结晶型塑料如PP，PE，PS，LCP，PA，PET，PBT，PEEK，POM，PEI，PMMA，ABSPVC，PC，PSU，TPU等。

一般说来，热尖式浇口多用于中小尺寸零件的加工，尤其适用于微小零件的加工。

浇口截面直径大多在0。

5mm — 2。

0mm之间。

浇口截面直径的确定主要由零件重量与壁厚决定，当然也要考虑材料与零件质量要求。

若使用截面直径较小的浇口，注射充模阶段结束后浇口封闭的快，零件上浇口痕迹小，零件表面美观质量好。

但浇口直径不可过小，否则塑料流经浇口时剪切速率过高，会严重损坏塑料溶体分子链结构或塑料中的添加材料，导致制品质量不合格无法满足使用要求。

一个常用的经验做法是根据零件浇口处壁厚来初步确定浇口大小：浇口直径= （0。

75 --------–1。

0）×零件浇口处壁厚。

再结合考虑其他因素。

如果是加工容易流动的塑料则可取较小値。

如果是加工难流动的塑料或对剪切敏感的塑料则取较大値。

还要考虑塑料种类与添加物等。

在实际应用中有时需要实际试模来最后确定。

塑美热流道热流道工程师会帮助用户确定最佳浇口直径。

用户可将热尖式浇口直接开在零件上，亦可将其开在冷浇道上，再将冷浇口开在零件上。

这就是热流道与冷流道相结合的一种模具系统。

在应用热尖式浇口制作塑料零件时，总会或多或少在零件上留下浇口痕迹。