热流道

发布时间：

2020-07-21

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熱流道的技術與關注事項

熱流道的主要功能之一是使熱流道內的塑膠熔體在模塑周期的注射、保壓和冷卻階段保持正確的加工溫度;其次是比較和緩的輸送塑膠熔體，使壓力和施加於其上的剪切應力降到最低。所以，熱流道的使用及質素將會影響塑膠成品的最終表現，用戶必須徹底理解熱流道的各個組合及其設備。

封合概念

在熱流道系統當中，樹脂流動時所經過的所有配對表面都要進行封合。經常發生泄露的地方，就是注嘴與分流器之間的封合點。對於未有預壓的注嘴(在未加溫下沒有得到實際封合)，這樣的情況最容易發生。這一類系統在設計上留有冷間隙--冷間隙是指在室溫下、在分流器板與墊模板範圍之內，各元件與總口徑深度之間的間隙。在該系統升溫至操作溫度期間，這個間隙容許元件進行一定程度的膨脹。爲了實現封合，這一操作溫度必須達到，才能形成足夠的表面壓力，去承受著將兩個元件撞開來的注射力。帶有冷間隙的熱流道系統如果未完全達到操作溫度，就不會有足夠的表面壓力來防止泄露。

其中一個解決辦法是將一套片簧(disc spring)裝在注嘴的底部。在該系統達到操作溫度之前，這些片簧將分流器牢靠地封合在注嘴上;如果發生過熱，片簧就會將過量的熱力膨脹吸收掉，從而避免過量膨脹造成元件奕形和泄露。鑒於注嘴是經過"預先加壓"的，冷啓動(在該系統達到操作溫度之前注射樹脂)就不會造成泄露。換言之，就是彈簧設計使操作範圍更寬，人爲錯誤儘量減少。

注嘴設計檢討

市場上有好幾款注嘴設計，有些設計可容許更多錯誤，

所以不太容易發生泄露。下面我們來檢討一下這一類設計。

圖2a：設有主動型泄露保護特徵的實心套筒式設計圖2b：注嘴是從分流器的背面栓接過來的。高溫螺杆將注嘴栓接到分流器上，並在冷狀條件下進行正向封合。不過，該系統還是需要有冷間隙，因爲在操作溫度下，注嘴的實心套筒需要有一定的膨脹空間。這種方法能對注嘴和集料管進行正向封合，但它並不能保護元件免受過熱引起的熱膨脹影響。

圖2c：這是用於低模腔系統(lowcavitation system)的注嘴分流器之間進行正向封合的一個最簡單、最划算的辦法。旋入分流器裏的注嘴與正在膨脹的分流器一起移動。在這款設計中，注嘴的最小長度和距隔都有一定限制。圖2d：在這一款中，注嘴上所附的不是實心套筒，而是一枚彈簧。這枚彈簧在狀態下進預先加壓，如果發生過熱意外，它也能將任何程度的熱膨脹吸收掉，防止系統遭受破壞。這一款設計使系統的操作溫度範圍更寬，達到了+/-200℉。

溫度控制的重要性

快速、安全的啓動和操作

一個有效的溫度控制器應當能夠快速而安全地將整個系統的溫度升高到預定點。有3種途徑可以實現：

從動式動力--這項功能使整個系統加熱到預定溫度而無須擔心要補償較大的冷分流器。將較小的注嘴加熱，從而使加熱器的壽命更長。從動式動力對每個區域都保持監控，使快速加熱區的溫度上升速度減慢，直到其他區域的升溫速度趕上來爲止。這辦法能夠使一個由不同的熱質量體(thermal mass)組成的系統儘快升溫到預定溫度，無須延長較小元件的加熱時間。

寬帶控制--寬帶控制的指：用一套參數，控制器有足夠的靈活性來有效控制不同的質量體(即較大的分流器和較小的注嘴)的溫度，無須操作人員另行輸入其他參數。操作人員不必根據質量體的情況對某個區域進行較准計量，所以可節省時間，也減少發生錯誤的機會。

溫加熱器烘烤--鑒於加熱器會吸收濕氣，所以在啓動時，加熱器容易發生短路。濕加熱器烘烤可調節電壓度和功率，從而儘快將濕氣驅散而不會令加熱器發生短路。如果加熱器是乾燥的，控制器也知道將電源立即接上，使系統儘快啓動。不過，如果有濕氣，爲了能夠安全迅速地將濕氣烘乾，控制制器會採用降壓電源，然後再根據當時的濕度情況，以適當的速率逐漸恢復到原先的功率。

加熱器的保護

加熱器的啓動方式有兩種：電壓式比例及時間式比例。雖然電壓式與時間式比例將相同數量的動力傳給加熱器，但它們傳送動力的方法卻是不同的，這一差異會影響加熱器的使用壽命。時間式比例是以脈衝方式傳送動力，每次以100%的動力來震動加熱器，使加熱器元件內部的溫度偏離增大。這樣會使加熱器元件迅速老化。則電壓式比例則是更頻繁地使用較小的能量脈衝，讓加熱器元件較少與極端溫度接觸，減少熱震動和熱疲勞，從而延長加熱器的使用壽命。

多材料成型與熱流道的關係

因爲多材料模具中具備多流道系統，冷流道通常不能使用了。與標準系統相比較，多材料熱流道在設計上就更具挑戰性。以下這些設計原理有助於增加性能和保證部件質素。

防漏設計--多材料系統有多個分流器;很多情況下，每個分流器都有它自己的操作溫度。這就使操作複雜化，並且由於熱膨脹程度各不相同，發生泄露的風險也會增加。象ultrasealtm這樣帶有防漏設計的熱流道就有效地消除了由於設置錯誤而造成的潛在泄露問題。

平衡式料道設計--無論多腔模具中的腔位佈局是什麽樣，部件充填料的連續一致才是質素的保證。設計平衡式料道有一定的困難，但多層次分流器與料道的規格分析，會有助於爲多材料型模具確定出合理的熔體流道佈局。

板的牢固性--模具的合模沿口(shut-off)、移動部件、旋轉冷半模等使多材料型模具較一部標準的單面模具更複雜、更精細。板的牢固性在減少合模沿口的磨損、避免過早須要模具翻新方面起著重要作用。配合吩流器形狀的安裝袋位爲模具提供最大支承。

用熱流道進行注塑時，溫度控制對注塑成功與否起著至關重要的作用。溫度控制器對制品質素和加工效率都有影響--在啓動和操作期間，它還對熱流道系統及其元件起著保護作用