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熱流道
發(fā)布時間：
2020-07-21
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熱流道的技術(shù)與關(guān)注事項
熱流道的主要功能之一是使熱流道內(nèi)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(yīng)力降到最低。所以，熱流道的使用及質(zhì)素將會影響塑膠成品的最終表現(xiàn)，用戶必須徹底理解熱流道的各個組合及其設(shè)備。
封合概念
在熱流道系統(tǒng)當(dāng)中，樹脂流動時所經(jīng)過的所有配對表面都要進行封合。經(jīng)常發(fā)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(yù)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(fā)生。這一類系統(tǒng)在設(shè)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(fàn)圍之內(nèi)，各元件與總口徑深度之間的間隙。在該系統(tǒng)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(wèi)了實現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(jīng)過"預(yù)先加壓"的，冷啓動(在該系統(tǒng)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(shè)計使操作範(fàn)圍更寬，人爲(wèi)錯誤儘量減少。
注嘴設(shè)計檢討
市場上有好幾款注嘴設(shè)計，有些設(shè)計可容許更多錯誤，
所以不太容易發(fā)生泄露。下面我們來檢討一下這一類設(shè)計。
圖2a：設(shè)有主動型泄露保護特徵的實心套筒式設(shè)計 圖2b：注嘴是從分流器的背面栓接過來的。高溫螺桿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(tǒng)還是需要有冷間隙，因爲(wèi)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(tǒng)(lowcavitation system)的注嘴分流器之間進行正向封合的一個最簡單、最劃算的辦法。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(shè)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(tài)下進預(yù)先加壓，如果發(fā)生過熱意外，它也能將任何程度的熱膨脹吸收掉，防止系統(tǒng)遭受破壞。這一款設(shè)計使系統(tǒng)的操作溫度範(fàn)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(yīng)當(dāng)能夠快速而安全地將整個系統(tǒng)的溫度升高到預(yù)定點。有3種途徑可以實現(xiàn)：
從動式動力--這項功能使整個系統(tǒng)加熱到預(yù)定溫度而無須擔(dān)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(qū)域都保持監(jiān)控，使快速加熱區(qū)的溫度上升速度減慢，直到其他區(qū)域的升溫速度趕上來爲(wèi)止。這辦法能夠使一個由不同的熱質(zhì)量體(thermal mass)組成的系統(tǒng)儘快升溫到預(yù)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(shù)，控制器有足夠的靈活性來有效控制不同的質(zhì)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(shù)。操作人員不必根據(jù)質(zhì)量體的情況對某個區(qū)域進行較準(zhǔn)計量，所以可節(jié)省時間，也減少發(fā)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(fā)生短路。濕加熱器烘烤可調(diào)節(jié)電壓度和功率，從而儘快將濕氣驅(qū)散而不會令加熱器發(fā)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(tǒng)儘快啓動。不過，如果有濕氣，爲(wèi)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(jù)當(dāng)時的濕度情況，以適當(dāng)?shù)乃俾手饾u恢復(fù)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(shù)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(nèi)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(guān)係
因爲(wèi)多材料模具中具備多流道系統(tǒng)，冷流道通常不能使用了。與標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)相比較，多材料熱流道在設(shè)計上就更具挑戰(zhàn)性。以下這些設(shè)計原理有助於增加性能和保證部件質(zhì)素。
防漏設(shè)計--多材料系統(tǒng)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(fā)生泄露的風(fēng)險也會增加。象ultrasealtm這樣帶有防漏設(shè)計的熱流道就有效地消除了由於設(shè)置錯誤而造成的潛在泄露問題。
平衡式料道設(shè)計--無論多腔模具中的腔位佈局是什麼樣，部件充填料的連續(xù)一致才是質(zhì)素的保證。設(shè)計平衡式料道有一定的困難，但多層次分流器與料道的規(guī)格分析，會有助於爲(wèi)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(zhuǎn)冷半模等使多材料型模具較一部標(biāo)準(zhǔn)的單面模具更複雜、更精細(xì)。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(wèi)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(guān)重要的作用。溫度控制器對制品質(zhì)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(tǒng)及其元件起著保護作用