热流道浇注系统

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。

3．热流道成型模具的设计原则①用于热流道成型的塑料最好具有下述性质：a.热稳定性好，适宜成型加工的温度范围宽，粘度随温度改变而变化很小，在较低的温度下具有较好的流动性，在高温下不易热分解；b.对压力敏感，不加注射压力时熔料不流动，但施以很低的注射压力即可流动。

这一点可以在内浇口加弹簧针形阀(即单向阀)控制熔料在停止注射时不流延；c.固化温度和热变形温度高，制件在比较高的温度下即可快速固化顶出，以缩短成型周期；d.比热容小既能快速冷凝，又能快速熔融；e.导热性能好能把树脂所带的热量快速传递给模具，加速固化l原理上讲，只要模具设计与塑料性能相符合，几乎所有的热塑性塑料都可采用热流道注射成型；l目前应用的最多的是PE、PP、PS、PVC、ABS 和PAN（聚丙烯腈）等。

②流道和模体必须实行热隔离，在保证可靠的前提下应尽量减少模具零件与流道的接触面积，隔离的方式可视情况选用空气绝热和绝热材料(或熔体本身)绝热，也可两者兼用。

③热流道板材料最好选用稳定性好、膨胀系数小的材料。

④合理选用加热元件，加热元件要通过计算确定，热流道板加热功率要足够。

⑤在需要的部位配备温度控制系统，以便根据工艺要求，监测和调节工作状况，保证热流道工作在理想状态。

⑥热流道模具增加了加热元件和温度控制装置，模具结构复杂，因此发生故障的概率也相应增大，所以在设计时应考虑装拆检修方便。

4、热流道模具的分类Ø绝热流道模具Ø加热流道模具——（常用）二、加热流道– 在流道内或流道的附近设置加热器，利用加热的方 法使注射及喷嘴到浇口之间的浇注系统处于高温状 态，让浇注系统内的塑料在成型生产过程中一直处 于熔融状态，保证注射成型的正常进行。

– 开车前只需要把浇注系统加热到规定温度，流道中 的凝料就会熔融，注射就可开始，而不像绝热流道 那样在使用前或使用后必须清除流道中凝料，因此 加热流道浇注系统的应用比绝热流道广泛。

1、单型腔加热流道 – 最简单的加热流道，它是延长了注射机喷嘴后 与模具上浇口部位直接接触的一种喷嘴。

– 喷嘴自身装有加热器，型腔采用点浇口进料。

– 为了避免喷嘴的热量过多的向低温的型腔模板 传递，使温度难以控制，必须采取有效的绝热 措施，常用的有塑料绝热和空气绝热。

浇口套l塑料绝热层 延伸式喷嘴 加热器喷嘴的球面与模具留有不大的间 隙，在第一次注射时该间隙就被 充满，固化后起绝热作用；l间隙最薄处在浇口附件，厚度约 0.5mm，太厚易凝固；其余不宜 超过1.5mm；l l l浇口直径一般为0.75 ～1.2mm 浇口不易堵塞，应用范围广； 由于绝热间隙存料，不宜用于热 稳定性差、容易分解的塑料 塑料层绝热的延伸式喷嘴l喷嘴与模具之间、浇口套于型腔 模板之间，除了必要的定位接触 外，都留有约1mm的间隙，间 隙就被空气充满，起绝热作用；浇口套延伸式喷嘴 加热器l由于与喷嘴接触的浇口附近的型 腔壁很薄，为了防止被喷嘴顶坏 或变形，故喷嘴与浇口套之间也 应设置环形支撑面；l浇口直径一般为0.75 ～1.2mm空气绝热的延伸式喷嘴2、多型腔加热流道 – 根据对分流道加热的方法不同，又可分为Ø Ø外加热式； 内加热式。

（1）外加热式加热流道 – 可分为主流道型和点浇口型两种，比较常用的 是点浇口型。

– 为了防止注射生产中浇口固化，必须对浇口部 分进行绝热。

限位螺钉 加热器孔 螺塞 钢球l热流道板喷嘴用铍铜制造二级喷嘴二级浇口套点浇口型外加热流道垫块二级喷嘴 二级浇口套l脱模后塑件上会有 一小段浇口凝料， 须经后加工去除堵头主流道型外加热流道l主流道型和点浇口型的多腔加热分流道模具的共同特点 是在模具内必须设有热流道板，用加热器加热，保持流 道内塑料完全处于熔融状态。

l其形式根据型腔的数量与布置而定，可以是圆形，也可 以是X形。

二级喷嘴 （nozzle） 热流道板 （manifold）l主流道和分流道截面多为圆形，直径约5～15 mm，均设在热流道板内。

l分流道内壁应光滑，分流道端孔需采用比孔径大 的细牙管螺纹塞和铜制密封垫圈（或PTFE密封 垫圈）堵住，以免塑料熔体泄露。

l热流道板上钻有孔，孔内插入管式加热器，使流 道内塑料在工作过程中始终保持熔融状态。

l热流道板利用绝热材料(石棉水泥板等)或空气间 隙层与模具其余部分隔热。

（2）内加热式加热流道 – 在喷嘴与整个流道中都设有内加热器。

– 与外加热式热流道相比，由于加热器安装在流 道的中央部位，流道中的塑料熔体可以阻止加 热器直接向分流道板或模板散热，因此其热量 损失小； – 缺点是塑料容易产生局部过热现象。

锥形头lll二级喷嘴 加热器延伸到浇口的 定模板 中心易冻结处，这样 加热器 即使注射生产周期较 长，仍能达到稳定的 鱼雷体 连续操作； 圆锥形的喷嘴头部与 型腔之间留有0.5mm 的绝热层为塑料做充 满，加热器的尖端从 注射 喷嘴前端的伸出，深 入浇口中部，离型腔 约0.5mm； 电源引线接头 鱼雷体的尖端呈针形， 冷却水道 延伸到浇口的中心处 ， 即使加工周期长和流 喷嘴内部安装棒状加热器的内加热式热流道 动性差的问题，也得 到解决3、阀式浇口热流道（外加热） – 对于注射成型熔融粘度很低的塑料，为避免浇 口的流涎和拉丝现象，可采用阀式浇口热流道。

定模座板 热流道板 喷嘴体 弹簧多 型 腔 阀 式 浇 口 热 热 流 道定模型腔板 二级喷嘴 加热器 绝热外壳 针阀活塞杆定位圈 浇口套 加热器注射注射图 单型腔弹簧阀式浇口热流道模具 4－喷嘴头 5－针形阀 6－加热线圈骨架 7－聚四氟乙烯碗形隔 热圈8－加热线圈 9－绝热套骨架 10－绝热圈 11－定位环 12－绝热环 13－绝热垫圈 14－弹簧 15－鱼雷Ø在注射与保压过程中，浇口处针阀在熔体压力作用下打开，塑料熔体通过喷嘴进入型腔；Ø保压结束后，在弹簧的作用下针阀将浇口关闭，型腔内的塑料就不能倒流，喷嘴内的塑料也不会流涎Ø通过针阀的不断开启，能减少浇口处的冻结时间，同时还可以准确控制补塑时间。

Ø这种针形阀式浇口可以在高温高压下快速封闭浇口，能降低塑件的内应力，减少内应力开裂和翘曲变形，增加塑件尺寸的稳定性Ø这种形式的热流道，实际上也是多型腔外加热流道的一种形式，同样也需要热流道板，只是在喷嘴处采用了针阀控制浇口进料的形 式而已。

热流道系统热流道组成分流板（Manifold）– 在一模多腔或者多点进料、单点进料但料位偏置时采用 – 材料：常用P20或H13（美国牌号，相当于3Cr2Mo、4Cr5MoSiV1） – 一般分为标准和非标准两大类，其结构形式主要由型腔 在模具上的分布情况、喷嘴排列及浇口位置来决定。

喷嘴（Nozzle）热喷嘴的种类a)开放式热喷嘴（Open Nozzle）b)针阀式热喷嘴（Valve Nozzle）开放式热流道系统（Open Nozzle System)l开放式结构简单、对材料的局限性较高（根据不同的塑胶，选择不同结构的tip嘴尖），易出现拉丝和泄露，表面质量差，在国外的高精密模具中应用较少，同一副模具可和不同厂家的针阀式混用。

很多公可以自己制造。

针阀式热流道系统（Valve Nozzle System)•针阀式热流道节省材料，塑件表面美观，同时内部质量紧密、强度高。

•现在世界上有两大类针阀式热流道（根据注射原理）:气缸式和弹簧式。

–依靠控制器和时序控制器控制气缸推动针阀的关闭，结构较复杂，但本身设计简单。

–主要厂商–气缸式因为其结构的特点决定模具精度要高，同时调试和维护都比较复杂，其中MOLD-MASTER 堪称热流道中的劳斯莱斯----加热部分在喷嘴上。

他们中的很大成本在调试和维护上，客户基本不能自己维护。

MOLD-MASTER(加拿大，最贵）DME(美国）INCOE （美国）HUSKY(加拿大）世纪（日本）YUDO （韩国）HOT SYS(信好韩国）HASCO （德国）气缸式针阀热流道气缸式针阀热嘴外观图气缸式针阀热嘴剖视图弹簧式针阀热流道–依靠弹簧和注射压力的平衡控制针阀开关，装配调试和维护简单，模具精度不高。

–厂商只有一家--FISA(日本），日本国内客户基本自己有维护能力–广泛应用在家电、汽车饰件、精密多腔模具中。

–弹簧式与气缸的差别在于不能时序控制，不能很好解决熔接痕的问题。

针阀式浇口热流道系统–模具结构最复杂。

它与普通多头热流道系统塑料模具有相同的结构，另外还多了一套针阀传动装置控制针阀的开、闭运动。

–该传动装置相当于一只液压油缸，利用注射机的液压装置与模具连接，形成液压回路，实现阀针的开、闭运动，控制熔融状态塑料按一定顺序注入型腔。