热流道注射模应用
数值仿真分析方法的研究与实践在注射模热流道温度场的应用
数值仿真分析方法的研究与实践在注射模热流道温度场的应用陈凤浙江机械与电气工程学院机械工程系邮箱：cfeng0096@yahoo.co 关键词：热流道，温度场，数值仿真分析摘要：在本文中，学习如何建立和解决数值模拟对热流道注塑模具温度场的可视化分析并在计算机上实现，最后引用相应的例子。
I 介绍热流道的温度分布不仅可以直接影响塑料的融化性能，还会影响注塑成型产品的质量和生产效率。
通过分析温度场和热流道的温度控制，控制注塑成型的过程，不仅可以减少变形，提高力学性能，还能改善外观质量，提高尺寸精度。
在注塑模具的总体设计中，温度场分析通常比采用与计算结果比较更接近实际情况，也更稳定。
但在热流道的应用中，温度的要求更高，因此有必要建立一个数学模型来分析不稳定温度场。
II 如何建立和解决温度场数学模型为了方便分析，从喷嘴到喷射流道的热流道几何模型可以视为一个沿流道中心线的轴对称体。
热流道在注射后，熔融态的热流道仍然不受任何压力。
如果忽视塑料结晶的话，则该融化基本上可以视为粘性流体在无内热源状态下的能量转换。
其温度的传导主要是通过静态而交换的。
热流道在注射成型过程中，温度现象非常复杂。
考虑温度的实际分析，热流道中有四种热量交换，主要是:熔体内部交换热量；热流道系统之间的热量交换；热流道系统内部交换热量；热流道系统和冷却剂之间交换热量。
这大大增加了分析的困难，因此是分析之前必须进行以下假设：（1）熔融状态下塑料的性能不会改变，也就是说，密度、比热容、恒定压力和熔体热导率都是常数。
（2）热流道加热器在多方面上是对称的，所以可以这么认为，流道是均匀加热，融化的周向温度沿流道是均匀分布的，融化过程是沿热流道的几何模型的中心线轴对称的。
数字模型：基于上述假设和热传导的原则，温度场的数学模型可以用傅里叶热微分方程进行如下描述:（1）在公式中，K——熔体热导率，W/(m℃)；T——熔化瞬间温度，℃；t——时间，s；ρ——熔体密度，kg/m³；C——熔化的定压比热容J/(kg℃)；x，y，z——三维坐标。
模具热流道作用
模具热流道作用
模具热流道是一种用于塑料注塑加工的技术，它的作用是将熔融的塑料材料从注塑机的喷嘴输送到模具的注塑腔中，以便形成所需的塑料制品。
模具热流道的作用主要有以下几个方面：
1. 提高注塑成型质量
模具热流道可以控制塑料材料的温度，确保塑料材料在注塑过程中的熔融状态和流动性，从而提高注塑成型质量。
热流道系统可以根据不同的塑料材料和注塑产品的要求，调整温度和流量等参数，以达到最佳的注塑效果。
2. 减少塑料材料的浪费
模具热流道可以精确控制塑料材料的流动路径和注塑时间，避免塑料材料在注塑过程中出现冷却或凝固现象，从而减少塑料材料的浪费。
此外，热流道系统还可以通过回收和再利用塑料材料，进一步降低生产成本和环境污染。
3. 提高生产效率
模具热流道可以快速加热和冷却塑料材料，从而缩短注塑周期，提高生产效率。
热流道系统还可以实现自动化控制和监测，减少人工干预和操作失误，提高生产
的稳定性和可靠性。
4. 扩大注塑产品的设计空间
模具热流道可以控制塑料材料的流动路径和填充方式，从而实现更加复杂和精细的注塑产品设计。
热流道系统可以根据产品的要求，设计不同的流道结构和喷嘴形状，以满足不同的注塑需求。
总之，模具热流道技术是塑料注塑加工中不可或缺的一项技术，它可以提高注塑成型质量、减少塑料材料的浪费、提高生产效率和扩大注塑产品的设计空间，为塑料制品的生产和应用提供了重要的支持和保障。
热流道在塑料模具行业的应用
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【 要 】 绍 了热流 道 的特 点及 其 应 用 ， 摘 介 分析 其产 品和 生 产 中 出现 的 问题 和 购 买热流道 要 注
意事 项 ， 讲述 了热 流道 系统 的发展 方 向和广 泛应 用于汽 车模具领 域 的趋 势。 关键词 ： 热流 道 ；浇 口；热喷嘴 ；针 阀 ； 型温 度 ； 流分析 成 模
６ 抽 芯滑 块 设计 的 其他 图例
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１ 热流 道 介 绍
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热流道（一）热流道的发展过程注塑模热流道是通过加热的办法来保证...
热流道（一）热流道的发展过程注塑模热流道是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。
由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从注射机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需的温度即可。
热流道技术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。
本世纪1946年开始创用了热流道注塑成型法，使注塑成型能达到无流道冷凝，能自动化，质量稳定，生产效率高。
至80年代，几乎所有的塑料品种都能采用热流道技术成形。
这就大大降低了成形成本，并且也提高了塑件质量。
最初的热流道是一种把喷嘴延长以缩短主流道的形式。
其后又利用冷凝料的塑料表层有隔热作用的原理，发展成为绝热热流道，绝热喷嘴和井式喷嘴等形式，这些形式都尚存在一定的缺点。
同时对于某些易流延的塑料还不能适用。
后来由于微电子技术的进步，以及模具控温机的开发，给热流道的控温和模具的冷却以随心所欲的调制，使热流道有了很大的发展。
（二）热流道系统的技术优势发挥塑料注射模的热流道技术已越赖越广泛的被应用，累积起来的技术成果与日俱增。
为了学习掌握这门先进技术，需要正确认识热流道技术的优势，只有了解热流道的优势才能遏制次项技术的弊病。
1.技术优势：1）流道凝料不需要脱模。
整个注射过程可实现自动化。
2）对浇口系统统一精确的控制使得长流程流道成为可能；也保证了多型腔生产注塑件的一致性，提高了塑件的精度。
3）高温熔料的塑料物料，有利于压力传递，流道中的压力损失较小。
4）浇注系统可按流变学原理人工平衡；可以通过温度控制和可控喷嘴实现充模平衡；自然平衡的效果也很好。
5）与双分型面的三模板相比，流道更短。
6）保压时间更长且有效，可减少塑料制件的收缩率。
应用热流道技术明显的优点，是原材料损耗减少和易于实现注塑加工的自动化，某些大型的薄壁制件的注射，没有流道技术是困难的，甚至是不可能的。
模具热流道作用
模具热流道作用
模具热流道是塑料注塑成型中一种重要的辅助设备，它可以帮助提高生产效率，改善产品质量，降低生产成本。
模具热流道的作用主要体现在以下几个方面：
1. 提高塑件成型质量
模具热流道可以控制塑料在模腔内的流动情况，避免塑料在充模过程中出现短充、熔断、气泡、翘曲等缺陷，从而提高塑件的成型质量。
通过精确的温度控制，可以实现塑料的均匀充填和凝固，避免因温度不均匀而导致的产品缺陷。
2. 提高生产效率
模具热流道可以加快塑料的充模速度，缩短注塑周期，从而提高生产效率。
在注塑过程中，模具热流道可以使塑料保持在较高的温度，减少冷料现象的发生，加快塑料的流动速度，提高注塑速度，节约生产时间。
3. 降低生产成本
通过模具热流道的作用，可以减少废品率，提高合格品率，降低生产成本。
模具热流道可以精确控制塑料的温度，减少因温度不稳定而导致的废品产生，降低生产成本。
此外，模具热流道还可以减少对后期加工的需求，降低生产成本。
4. 扩大产品设计空间
模具热流道可以帮助设计师更灵活地设计产品结构，扩大产品设计空间。
通过模具热流道的优化设计，可以实现更复杂的产品结构，提高产品的精度和表面质量，满足客户不同的需求。
总的来说，模具热流道在塑料注塑成型中起着至关重要的作用。
它不仅可以提高产品质量和生产效率，降低生产成本，还可以扩大产品设计空间，为企业带来更多的竞争优势。
因此，对于塑料注塑企业来说，选择合适的模具热流道设备，合理设计使用模具热流道，将对企业的发展起到重要的推动作用。
注塑模具热流道
注塑模具热流道（实用版）目录一、注塑模具热流道的概念和分类1.1 热流道的定义1.2 热流道的分类二、热流道的工作原理和结构2.1 热流道的工作原理2.2 热流道的结构组成三、热流道的设计要点3.1 通道设计3.2 喷嘴设计3.3 温度控制设计四、热流道的应用优势和注意事项4.1 应用优势4.2 注意事项五、热流道系统的维护和故障排除5.1 维护方法5.2 故障排除正文一、注塑模具热流道的概念和分类注塑模具热流道是指在注塑模具中设置的用于引导熔融塑料从注塑机喷嘴到达模具腔体的通道。
热流道技术是注塑成型工艺的重要组成部分，能够提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量。
根据热流道的结构和特点，热流道可以分为以下几类：1.1 热流道的定义热流道是一种特殊的注塑模具结构，它通过在模具中设置加热装置，使熔融塑料在进入模具腔体之前保持熔融状态，从而实现连续注塑，提高生产效率。
1.2 热流道的分类热流道可以根据不同的结构特点进行分类，常见的分类如下：（1）单点热流道：只有一个喷嘴的热流道系统，适用于单腔模具。
（2）多点热流道：多个喷嘴的热流道系统，适用于多腔模具。
（3）顺序热流道：按照一定顺序依次开启喷嘴的热流道系统，适用于有特定要求的注塑成型工艺。
二、热流道的工作原理和结构2.1 热流道的工作原理热流道的工作原理是通过在模具内设置加热装置，将熔融塑料从注塑机喷嘴引入模具腔体。
在热流道系统中，熔融塑料在通道内保持熔融状态，从而实现连续注塑。
热流道系统可以根据需要对各个喷嘴进行独立控制，以满足不同生产工艺的要求。
2.2 热流道的结构组成热流道系统主要由以下几部分组成：（1）通道：连接注塑机喷嘴和模具腔体的通道，用于引导熔融塑料流动。
（2）喷嘴：将熔融塑料引入通道的部件，可以根据需要设置多个喷嘴。
（3）加热装置：用于加热通道，保持熔融塑料的熔融状态。
（4）温度控制系统：用于控制加热装置的温度，保证熔融塑料在通道内保持一定的温度。
热流道的原理及应用
热流道的原理及应用热流道系统（hot runner systems）起源于注塑工业中的无流道系统，作为一项先进的塑料注塑加工技术，在西方发达国家的普及使用可以追溯到上个世纪的中期甚至更早。
热流道具有许多优点，因此，在国外发展比较快，许多塑胶模具厂所生产的模具50%以上采用了热流道技术，部分模具厂甚至达到80%以上。
在中国，这一技术在近十年才真正得以全面推广和应用，随着模具行业的不断发展，热流道在塑胶模具中运用的比例也逐步提高，但总体上还未达到国外热流道模具的比例。
近年来，热流道技术在中国的逐渐推广，这很大程度上是由于我国模具向欧美公司的出口量快速发展带来的。
在欧美国家，注塑生产已经依赖于热流道技术。
可以这样说，没有使用热流道技术的模具现在已经很难出口，这也造成了很多模具厂家对于热流道技术意识上的转变。
热流道的原理冷流道是指模具入口与产品浇口之间的部分。
塑料在流道内靠注塑压力和其本身的热量保持流动状态，流道作为成型物料的一部分，但并不属于产品。
所以在我们设计模具的时候既要考虑填充效果，又要考虑怎样通过缩短、缩小流道来节省材料，理想情况是这样，但实际应用中则很难达到两全其美。
热流道又称无流道是指在每次注射完毕后流道中的塑料不凝固，塑胶产品脱模时就不必将流道中的水口脱出。
由于流道中的塑料没有凝固，所以在下一次注射的时候流道仍然畅通。
简要言之，热流道就是注塑机喷嘴的延伸。
热流道模具的特点目的：解决常规注塑成型经常会有的不利因素a. 填充困难；b. 薄壁大制件容易变形；c. 浇道原材料的浪费；d. 多模腔模具的注塑件质量不一等。
■缩短制件成型周期因没有浇道系统冷却时间的限制，制件成型固化后便可及时顶出。
许多用热流道模具生产的薄壁小零件成型周期可在5秒钟以下。
■节省塑料原料在全热流道模具中因没有冷浇道，所以无生产费料。
这对于塑料价格贵的应用项目意义尤其重大。
事实上，国际上主要的热流道生产厂商均在世界上石油及塑料原料价格昂贵的年代得到了迅猛的发展。
热流道模具优缺点与使用方法
喷嘴
热流道喷嘴与流道板组装
三.热流道模具的正确使用
1.模具安装
模具在机床上安装完成后， 再接温控仪。连接温控仪 时必须先保证其总开关关闭 和各段分开关关闭。（注 意放置在干燥低温位置）
各段开关
总开关
2.温度的设置
连接好温控仪后，根据 不同材料设置合适的温 度。温度上升慢的为热 流道板。
调节升高或降低
数字调节不同位 确认或 菜单键
充模慢或者易冷 嘴的一模可以设 置较高的温度
流道板温度 （开机时表现 为升温较慢）
3.故障处理
当模具加热系统出 现故障时,在温控系 统的显示窗口会出 现相应的报警: E1:温度超出范围 E2:热电偶断线或 没接 E3：热电偶接反 E4:加热圈断开或 没接 E5:可控硅击穿
3.故障处理
如发现有上述故障发生，则需停机，通知 相关人员进行处理。
如上图所示，当其中的一个热嘴出现故障 不能生产时，通知相关人员后可关闭其中出 现故障的一段加热器后继续生产，但相应的 熔胶量及注塑工艺等需做相应调整。
4.模具使用注意事项
1）不能在开模情况下且喷嘴未退时熔胶或射胶，否 则可能导致模具加热板在受到挤出压力的挤压下产 生缝隙，出现漏胶。
热流道模具的使用
一.热流道模具优、缺点
1.热流道模具优点
❖可无料把，减少修边，易于自动化生产， 提高工作效率。 ❖减少注射量，减少熔胶、注射时间，缩 短成型周期。 ❖减少注塑压力损失，使产品更容易充满， 提高产品可加工性。
一.热流道模具优、缺点
2.热流道模具缺点
❖模具贵，制造维修成本高。 ❖结构复杂，维修难度大。 ❖喷嘴孔小，堵塞后不易清理，不易使用 破碎料。
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浅谈热流道注射模的应用
摘要：本文针对热流道注射模的结构说明，阐述了热流道模具在注射成型中的优缺点，为设计热流道模具的工作人员提供参考。
关键词：热流道注射模；注射成型；优缺点；参考
on the application of hot runner injection mold
xu yonglin
abstract: this paper describes the structure of hot runner injection mold, hot runner mold described the advantages and disadvantages in the injection molding, hot runner mold design staff to provide reference.
key words: hot runner injection mold;injection molding;advantages and disadvantages;reference
引言：
热流道注射成型技术在塑料成型上算是一项重大的技术革新，它合理的将注塑机喷嘴到模具型腔这段流道的塑料熔体保持了一
定的温度，塑料保持着溶融状态，使反复成型塑件的过程中避免废料的形成，大大的节约了生产成本，提高生产效率。
一、热流道模具在我国的发展现状
作为一项先进的注塑加工技术，热流道技术在欧美国家的普及使用可以追溯到上个世纪的中期甚至更早。
而在我国，这一技术的真正推广不过是近十来年时间。
近些年来，随着一些欧美公司到我国来采购模具，带动了热流道技术在我国的逐渐推广，曾经在第六
届东莞国际机械、原料、橡塑胶及包装展览会上，就出现了许多我国的热流道供应商，但这仅仅是热流道模具在我国的开始，在技术和应用方面还有很大的发展空间，通过网络调研表明，我国的热流道模具仅占注射模的10﹪左右，而在欧美国家这项技术几乎占到注射模的80﹪左右。
热流道技术在我国的普及率之所以很低，其原因是多方面的。
客户对这一技术持有观望的态度，有些客户甚至根本不了解它，这其中的很大部分原因在于供应商的宣传不够。
热流道其实是一个非常好的技术，但我国目前的情况是，大多数的客户并不了解热流道，他们不懂得热流道将为他们带来怎样的价值。
供应商首先应该让客户明白，使用热流道是帮助他们赢利，不仅能使他们的产品更加美观，原材料得到节约，生产效率更高，而且还可以使模具的使用寿命至少提高5倍。
通过一段时间的技术发展，加大对热流道模具的宣传，未来我国的注射模的技术特点是以热流道模具技术为主体。
二、热流道模具的结构特点
热流道注射模又称无流道注射模，是利用加热或绝热的方法，使从注塑机喷嘴到行腔入口这一段流道中的塑料一直保持熔融状态，从而使开模时只需取出塑件，不需取出流道凝料的一种塑料注射模，其结构见图1所示。
图1 热流道模具结构示意图
热流道模具的结构特点就是为了使流道中熔体保持熔融状态，在整个浇注系统中都设计了加热装置，浇注系统的主流道设计加热
装置，再到分流道至浇口进行二次加热，为了使热量不要表现在模具外表面，在加热装置的外层设计隔热板（块），降低模具的外部温度。
三、热流道模具的优缺点
在我国大力推广热流道模具的同时，我们要正确的认识热流道模具的优缺点，确保塑件实现低成本、高效率生产。
1、优点
1节约材料、能源和劳动力塑件的浇注系统凝料占材料消耗的比例较大。
对这些凝料的二次利用，使经过粉碎、挤出、切料后掺入新鲜塑料重新成型塑件，容易带进异物造成污染，使二次成型的塑件性能降低。
2改善塑件质量使用热流道系统，在型腔中温度及压力比较均匀，塑件应力小，密度均匀。
3缩短成型周期采用热流道模具没有凝料，不需要使用三板模，使所需的开、闭模行程减小。
省去了注射成型过程中取出浇口的工序，使操作简化，有利于实现自动化生产。
4使能量损耗减到最小热流道温度与注射机喷嘴温度相等，避免了原材料在流道内的表面冷凝料现象，从而减小注塑机的温度和压力调试。
5自动化安全生产没有普通的流动，注塑成型可以实现自动化生产。
热射嘴采用标准、系列化设计、配有各种可供选择的喷嘴头，具有很好的互换性。
热流道模具具有上述优点以外，但热流道模具配件结构复杂，温控要求严格，需要精密的温控系统，制造成本高，不适合小批量生产。
归纳起来主要有以下几点：
1整体模具闭合高度加大因加装热流道板等，模具整体高度有所增加，需要选择行程较大的注塑机。
2热流失难以控制热流道最大的问题就是热射嘴和热流道板的热量损耗，是一个需要解决的重大难题。
3存在热胀冷缩热胀冷缩是在设计时需要严密考虑的问题
4模具制造的成本增加热流道模具的标准件价格较高，制造难度较大。
5产品更换颜色比较困难
6行腔的排位受到一定程度的限制由于热流道模具零部件已经标准化，所以在模具排位时需要考虑标准件的尺寸。
7对所选用的塑料有一定的要求通常热流道模具所选用的塑料有：pe、abs、pom、pc、hips、ps、pp。
结束语
随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料注射模具的发展，将高于其他类型模具发展速度，这使得热流道注射模的市场普及化进程加快，使生产塑料制品和制造注射模具的商家们重新定位塑料注射模的设计方案。
1、吴光明．塑料模具设计[m]．北京：机械工业出版社，2011．
2、章飞．行腔模具设计与制造[m]．北京：化学工业出版社，2008．
作者简介：胥永林 (1975.5—) 男本科广东科技学院讲师、工程师研究方向：机电
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。