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塑料注射模的熱流道系統及其應用
注射模熱流道是通過加熱的辦法來保證流道和澆口內的塑料保持熔融狀態。由于在流道附近或中心設有加熱棒和加熱圈，從注射機噴嘴出口到澆口的整個流道都處于高溫狀態,使流道中的塑料保持熔融，停機后一般不需要打開流道取出凝料,再開機時只需加熱流道到所需溫度即可。該技術問世于上世紀50年代，其應用推廣雖經歷了一個較長時間，但其*仍逐年上升，上世紀80年代中期，美國的熱流道模具占注射模總數的15%~17%，歐洲為12%~15%，日本約為 10%，但到了上世紀90年代，美國生產的塑料注射模具中熱流道模具已占40%以上，在大型制品的注射模具中則占90%以上。熱流道技術的應用和推廣是推動熱塑性塑料注射成型向節能、低耗、方向發展的強勁動力，隨著塑料工業的發展,熱流道技術正不斷完善和加快其推廣與使用。
1 熱流道系統的特點
熱流道系統與普通流道系統相比較具有如下特點：
1）無澆注系統凝料 熱流道系統避免了普通澆注系統中產生的大量澆注系統凝料的問題，因而在制品成型后無需修剪，減少了二次加工，同時也省去了凝料挑選、粉碎和重新染色回收等工序，省工、省時、節能降耗。
2）節約原料、降低生產成本 普通澆注系統中要產生大量的澆注系統凝料，在生產小制品時，澆注系統凝料的重量可能超過制品重量。由于塑料在熱流道模具內一直是處于熔融狀態，制品不需修剪澆口，基本上是無廢料加工，可節約大量原材料，降低生產成本。
3） 適用樹脂范圍廣 由于熱流道溫控系統技術的不斷完善及發展，現在熱流道不僅可以用于熔融溫度較寬的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP），同時也能用于加工溫度范圍窄的熱敏性塑料，如聚氯乙烯（PVC）、聚甲醛（POM）等，對易產生流涎的聚酰胺（PA），通過選用閥式熱噴嘴也能實現熱流道成型。
4）提高產品質量 在大量采用熱流道模具進行生產的企業，注射用原料中不再大量摻雜經過反復加工已經降解了的澆注系統凝料，使產品的質量得到全面提高。同時由于澆注系統塑料保持熔融，流動時壓力損失小，易實現多澆口、多型腔模具以及大型制品的低壓注射。
5）降低廢品率 熱流道系統有利于壓力傳遞，降低注射壓力，減小塑件內應力，增加產品強度和剛度，可以在一定程度上克服了制件因補料不足而產生的凹陷、縮孔等缺陷，達到降低廢品率的目的。
6）縮短注射成型周期 因為省去了取出澆注系統凝料的工作，所以在操作上與普通流道相比，縮短了開合模行程，不僅制件的脫模和成型周期縮短，而且有利于實現自動化生產。據統計, 與普通流道相比改用熱流道后模具的成型周期一般可以縮短30%，從而提高生產效率、生產利潤和企業競爭能力。
7） 可成型較長尺寸的制品 由于制品脫模時不再帶有主流道和分流道，可以縮短模具的開模距離和合模行程，因而在同一設備上可以成型尺寸更長的制品。
8） 可用小型設備生產大尺寸制件 由于注射壓力的降低以及開模距離、合模行程減小等生產條件的改善，使得采用小型設備進行生產大尺寸制件成為可能。
9） 有利于實現自動化生產 由于采用熱流道系統技術，省去了去除料把、二次加工等后續工序，因而可以實現自動化生產。
2采用熱流道成型的塑料應具備的性質
1） 流動性隨壓力變化的敏感性大 采用熱流道成型的塑料要求在不加注射壓力時不流動，但施以很低的注射壓力即可流動。
2） 粘度隨溫度變化的敏感度小 采用熱流道成型的塑料要求在低溫下具有較好的流動性，同時在高溫時具有熱穩定性。
3）熱變形溫度高 制件在較高溫度時即可快速固化被頂出。
4）流動性好的塑料可適應大多數熱流道系統。
3熱流道系統的結構
熱流道系統一般由熱噴嘴、分流道板、模具溫度控制器和附件等幾部分組成。
3.1熱噴嘴
熱噴嘴包括開放式熱噴嘴和針閥式熱噴嘴。由于熱噴嘴形式直接決定熱流道系統選用和模具的制造，因而常相應的將熱流道系統分為開放式熱流道系統和針閥式熱流道系統。
3.2分流道板
分流道板在一模多腔或者多點進料、單點進料但料位偏置時采用。分流道板的材料通常采用P20或H13。分流道板一般分為標準和非標準兩大類，其結構形式主要由型腔在模具上的分布情況、噴嘴排列方式及澆口位置決定。
3.3 模具溫度控制器
模具溫度控制器包括主機、電纜、連接器和接線公母座等。
3.4附件
熱流道附件通常包括加熱器和熱電偶、流道密封圈、接插件及接線盒等。
4 應用熱流道技術的主要技術關鍵
成功應用熱流道技術的模具需要多個環節予以保障。其中zui重要的有兩個技術因素：一是塑料溫度的控制；二是塑料流動的控制。
4.1塑料溫度的控制
在熱流道模具應用中塑料溫度的控制極為重要。許多廠家在生產過程中出現的加工及產品質量問題，其主要原因是由于熱流道系統溫度控制的不好。如使用熱針式澆口方法注射成型時產品澆口質量差問題；閥式澆口方法成型時閥針關閉困難問題；多型腔模具中的零件填充時間及質量不一致問題等。如果能應盡量選擇具備多區域分別控溫的熱流道系統，以增加使用的靈活性及應變能力則可避免上述問題。
4.2塑料流動的控制
塑料在熱流道系統中要流動平衡，澆口要同時打開使塑料同步填充各型腔，對于零件重量相差懸殊的型腔要進行流道尺寸設計平衡。否則，就會出現有的零件充模保壓不夠，有的零件卻充模保壓過度、飛邊過大、質量差等問題。熱流道流道尺寸設計要合理，尺寸太小充模壓力損失過大；尺寸太大則熱流道體積過大，塑料在熱流道系統中停留時間過長，損壞材料性能而導致零件成型后不能滿足使用要求。世界上已經有專門幫助用戶進行*流道設計的 CAE軟件如MOLDCAE。
5 熱流道系統設計的關鍵要素
由于熱流道系統的設計過程涉及面廣，往往會有多次的溝通和反復。一個良好的設計方案，才能確保熱流道系統很好的工作，達到理想的效果。概括起來，熱流道系統設計的關鍵要素包括：
1） 澆口和流道平衡
為了確保零件型腔均勻填充，必須使得流道平衡。無論單點還是多點澆口，若不能使流道平衡，那么肯定無法獲得高品質的制品。
熱流道系統的澆口和流道設置，通常會首先根據已有的類似產品或者專家知識，進行初步設計，然后在CAE軟件上進行模擬分析，模擬分析的結果反饋給設計者對流道系統進行設計改進或者確認，復雜的或重要的塑件需再次甚至多次重復這一過程。
2） 良好的加熱系統和可靠的溫控系統
剛開始注塑時，在熱流道系統中的塑料是硬的，必須盡快升溫到使塑料能在流道中流動。對中小型模具，能使塑料在15~30min以內從冷態達到操作溫度。加熱元件的布置應考慮流道的形狀，盡量保證加熱元件在各處與流道有相等的距離，且加熱元件不應橫跨過流道。熱流道系統溫度控制必須準確可靠，應充分考慮到塑料的性能，控制熔體塑料溫度。
3） 良好的機械性能
（1）耐腐耐磨性 有些塑料如PVC在成型時對模具零件具有強腐蝕性，而玻璃纖維增強塑料在成型時對模具零件會產生很大的磨損。熱流道系統相應部件必須具有足夠的耐腐耐磨能力。
（2）正確考慮熱膨脹性 必須要準確地進行熱膨脹性計算，所計算的膨脹值適用于以下兩個區域：熱流道噴嘴和模腔澆口的準確定位以及必須的強度設計。
3）機械強度 熱流道系統須具有足夠的機構強度以承受流道里巨大的塑料熔體壓力，但也必須適當。
（4）流道部分機加工須*區域 熱流道分流板上兩個直流道的相交處要光整圓滑，流道管壁需進行拋光處理，以避免出現流道死角，防止材料降解，同時也便于快速換色。
（5）恰當的密封 在熱流道系統正常工作狀況下，流道各組成部分都不應發生樹脂泄露，必須采取適當的措施防止泄露的發生，并做到能方便的觀察。
6 結束語
熱流道模塑技術發展至今，在國外已相當成熟并實現了大規模的工業化應用，在我國熱流道的推廣和應用也正處于起步、推廣和上升階段。隨著熱流道技術的日趨成熟，熱流道系統越來越受到人們的注意和青睞，熱流道模塑技術的推廣和應用，對促進模具工業本身的改革和發展具有積極的作用，其顯著的*性和性能不斷地完善無疑將會使這項技術以更快的速度在國內得到更大的推廣應用，為我國塑料模具行業整體水平的提高和發展發揮它應有的作用。
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