探讨注塑模具中热流道技术的应用

宁佳尉

（柳州裕信方盛汽车饰件有限公司，广西柳州 545006）

0 引言

虽然我国的塑料制品行业经历了漫长的发展阶段，实施了一系列的技术和工艺改进，但在当下的发展条件下，绿色化和环保性成为了塑料制品行业关注的重点，相关制造企业如果要进一步提升效率、保障塑料制品的产品质量、推进节能环保目标的实现，应积极加大对热流道技术的应用。热流道技术最早出现在欧美国家，因为这一技术的能源消耗小、塑料材料投入低，具有经济性和环保性特征，得到了越来越多的应用，且在未来有着巨大的技术发展潜力。

1 热流道技术概述

1.1 热流道技术

注塑工艺在塑料制品的制造中尤为重要，热流道技术应用在注塑模具中，可以改变塑料注塑模流道浇筑系统，提升注塑工艺水平。热流道成型阶段，利用注射机的喷嘴将送往浇口的塑料始终保持在熔融状态下，每次开模时不必作为废料取出，浇筑系统中的部分熔料可以在下一循环的注射作业中继续使用。热流道技术在注塑模具中的应用优势表现在以下6 个方面：①物料投入量相对较少，节约物料，技术成本较低；②模具成型速率高、时间短，相关机械设备的运行效率较高；③模具表面质量和性能得以提升；④即使不利用三板式模具也可以实现点浇口；⑤自动化水平较高；⑥注塑压力非常小，壁薄制品出现形变的概率相对较低。

1.2 热流道系统组成

注塑模具中的热流道技术由热流道系统实现，喷嘴、热分流板、热元件和温控器是其重要构成。随着热流道技术的日渐进步和应用范围的逐步扩大，市场上有了越来越多的热流道公司，不同公司的热流道形式也存在着明显差异，主要以一字形、X 和H 字形、Y 字形为主。如果以喷嘴形式作为划分依据，热流道模具结构以外加热流道板、内加热流道板为主，喷嘴作为热流道模具中的关键构成，也存在着多种的形式。加热元件在热流道系统中的作用极为突出，其加热精度、使用年限等对于注塑工艺的控制、热流道各个工序的稳定性有着关键性作用。

2 注塑模具中的热流道技术应用

2.1 导热与冷却

（1）导热。在注塑环节，热流道系统可以使得注塑机和产品型腔之间的延伸胶道保持高度的衔接性。热流道系统的导热设计极为重要，导热部位必须要有良好的导热处理效果，例如加强塑胶熔体流道隔热部位的隔热设计。如果模具开模需借助气缸来完成，气缸受热膨胀出现卡死的概率非常高，为有效减少这一现象，使制造工序能够顺利实施，应在模架上对气缸开展相应的隔热处理。热流道供应商需以塑胶物理特性作为基准，保障合理的温度控制。温度控制中需考虑多方面的因素，因为导热系数与传热效果之间存在着紧密联系，在导热系数越大的情况下，传热效果越有保障，温度控制时可以通过对二者关系的把握来进行。

（2）冷却。在热流道所在的模胚处需要进行科学的运水设计，以提升隔热性能，并将模具温度控制在合理范围内。热流道系统的运水设计中，喷嘴尖端的设计非常关键，如果这部分运水设计效果不理想，过度的热量集聚会使注塑残留压力压着浇口部分，造成冷却效果不佳，进而导致熔融料从此处流出，引发的流延、滴料等问题将影响正常的制作工序。为了控制问题源头，可以在模具设计阶段完善冷却设计。因为模温和冷却喷嘴时的温度需求不同，应单独设计喷嘴的控温结构，否则一旦出现了问题则处理难度较大，甚至会诱发严重的生产事故。根据热流道技术在注塑模具中的应用现状，在理想的运水设计条件下，一般是在喷嘴周圈进行热流道冷却水路的单独设计，可以选用冷却水套或者热流道运水套的方式（图1）。

图1 热流道运水套

2.2 热量排布与强度控制

在注塑模具中利用热流道技术做进胶处理，应从综合性角度出发，尽可能保障热量排布的合理性，通过科学的热量排布设计来减小热量散失，同时使模具具有较大的承载力，能够抵御热流道的膨胀力与注塑张力。一旦模具无法承受作用力，将无法达到预期的封胶处理效果。热流道技术的热量控制也尤为重要，一般借助分流板自身的隔热介质和模板避空位来将热量控制在合理范围内。在封闭条件下，空气导热系数为0.023 W/（m·K），这一特性使空气完全可以作为不良导热体加以利用，经由避空位之间的空气隔热，保留热流道系统中的热量，模具也不会由于过多受热而引起严重的膨胀或者其他问题。在模具内部科学设计支撑位，加强模具强度，在满足热量排布要求的前提下，在分流板周围通过一定的支撑位和螺丝来保障固定效果。

2.3 进胶平衡与流动顺畅

塑胶流体在热流道系统中达到全部型腔的完全平衡状态，才能使产品各个型腔保持填充的同步性。自然平衡式分流道是每个分流道的长度、尺寸、断面形状等都完全相同，而随着当下热流道技术的不断进步，流道分层方式已然取代了常规的自然平衡式分流道，新型分流道的出现，克服了角度差异所引起的进胶不平衡问题。为使流道顺畅，尤其要保障流道各个转角部位的光滑性，光滑处理可以减小压力损失，有效消除熔融料滞留于流道中引起的热分解现象。拐角处理方式也呈现出多样化趋势，为保持热流道系统中拐角处理的效果，可以从多种处理方式的综合对比中选择最恰当的处理技术。

3 热流道塑料模具技术发展前景

3.1 元件微型化和标准化

塑料制品行业的发展迅猛，尤其是塑料模具在当下及未来的发展中呈现出元件微型化的特征，热流道技术是加快这一趋势的主要技术。在热流道技术下，喷嘴模型得以减小，有利于促进一模多腔体、多浇口充模的发展目标，带动塑料制品领域的工艺变革，进一步提升生产效率的同时保障产品质量。元件微型化发展趋势在20 世纪末期就已经引起重视，在当下已然取得了一定的成果，很多生产厂家都开发出了复式喷嘴和多浇口喷嘴。

3.2 更精准的温控技术

塑料制品的制作过程中，温度控制非常关键，会影响到塑料制品的整体质量。在将热流道技术应用于注塑模具中时，应采取更为精准的温控技术，积极对制造过程各环节的温度加以控制，尤为要注重流道和浇口的温度管理。当下随着热流道技术在塑料制品行业的广泛应用，温控技术也呈现出多样化的发展趋势，例如热管技术的出现，提高了制作过程中的温度控制精度。经由对温度分布情况的全面把控，可以密切监测到塑料制品的受热分布，从根本上实现产品的生产质量和效益目标。

3.3 更广泛的进行使用

与其他的塑料模具技术相比，热流道技术兼具多方面的技术优势，整体投入量相对较少，资源节约明显，且生产效率高，产品质量好，未来必将得到更广泛的应用。但热流道技术在我国的起步较晚，为保障技术普及率，在未来的发展中应将热流道技术与其他注塑技术有效结合使用，保障成型工艺的多样性和先进性，并加大在热流道技术方面的创新，针对技术应用中可能出现的问题来进行优化，提升热流道技术的应用价值。

4 结束语

现阶段的塑料产品需求日渐增加，刺激了塑料制品行业的技术创新，越来越多的塑料制品企业采用了热流道技术，这一技术的先进性明显，且具备节约资源、控制成本、可自动化生产等多方面的优势，在未来的市场空间非常大。热流道技术在当下的应用环境中尚存在一些问题，未来发展中同样要注意技术改进，提升热流道技术的总体水平。