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解决热流道系统漏料问题 |
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newmaker 来源：中国塑料橡胶 |
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热流道的发明和应用，为模具制造商带来了更多发展机会；从通用塑料如聚丙烯和聚乙烯，到工程塑料如聚碳酸脂以及玻璃纤维增强尼龙等，许多不同的材料都可以通过热流道系统进行加工。然而，这种技术和设备也常为模具制造商带来一些烦恼，漏料就是问题之一。
成功应用热流道系统的先决条件
赫斯基注塑系统上海有限公司热流道及模具事业部亚太区总经理迪尼士指出，要成功运用热流道系统，最关键的因素是模具制造商需按自身的需要，选择合适的热流道产品。
各种热流道系统之间的重要区别之一是熔料的加热方式，可分为内部和外部加热两种。顾名思义，内部加热系统是把加热器直接安装在熔道中，从内部加热；而外部加热系统即是在外部加热原料，使原料在没有障碍的情况下流过通道。外部加热系统解决了熔料通道中的死点问题，并使熔道内的剪切曲线更为合理。
热流道系统是注塑机注口的延伸，要均匀地将原料传送到每个注料口，最有效的方法是安装一个平衡的分流板，以确保从注射点到每一个膜腔的熔流长度和流道尺寸相等。这种机械平衡设计，能确保各个产品的均衡充填，同时可避免飞边和短射的发生。
不同的熔道尺寸会直接影响热流道的性能。不合适的熔道尺寸，会导致塑料降解，或者造成注塑件的不均匀或者充填不完整，以及换色缓慢等。模具制造商在确定熔道尺寸时，要考虑压力降、停留时间、温升、剪切速率和换色频率等因素。
在决定了系统类型之后，接着就要选择合适的浇口类型及其填充速度。浇口类型林林总总，要考虑的因素包括：允许的浇口痕迹、浇口位置和注塑的原料类型。无论是非结晶或结晶塑料，不同的浇口类型都对特定原料有所限制。大部分热流道系统都能匹配不同尺寸的热嘴，每种热嘴可提供特定的填充速度。浇口太小将会限制塑料填充，并可能产生过大的剪切导致材料降解。
漏料原因分析与对策
其中一个最让模具制造商叫苦的问题，就是热流道系统中熔料泄漏后会流到分流板槽中。这也是造成模具损坏和停用的主要原因之一。
迪尼士指出，大部分的漏料情况，并不是因为系统设计不良，而是由于未按照设计参数操作。漏料通常发生在热嘴和分流板间的密封处。根据一般热流道的设计规范，热咀处都有一个钢性边缘，确保热嘴组件的高度小于热流道板上的实际槽深。设计这个尺寸差（通常称为冷间隙）的目的，在于当系统处于操作温度时，避免热膨胀导致部件损坏。
例如，一个60mm厚的分流板和一个40mm热嘴组件（总高度为100mm）由室温升至操作温度（230℃） 后，会膨胀0.26mm。如果没有冷间隙，热膨胀会造成热嘴的边缘损坏。热流道漏料，就是发生在冷却条件下欠缺有效密封的情况。为了保障系统的密封（热嘴和分流板），必须将系统加热到操作温度，其产生的力（例如：20000lbs）足够抵销注塑压力，防止注塑压力将两个部件顶开。缺乏经验的系统操作员可能没等到温度升至操作水平，甚至忘记打开加热系统。带有冷间隙的热流道在未达到它的操作温度之前，注塑产生的表面压力便无法防止漏料。
漏料还可能在加热过度的情况下发生。由于带钢性边缘的热嘴对热膨胀的适应性差，当系统经过份加热后再降低到操作温度时，基于钢性变形的影响，其产生的密封压力无法防止泄漏。这种情况下，除了漏料会造成损坏外，还会因为压力过大对热嘴造成不可恢复的损坏，从而需要更换热嘴。
保证热嘴和分流板的载荷非常重要，模具制造商必须严格遵守热流道供应商提供的尺寸和公差才能有效防止系统漏料。
防止漏料的热嘴设计
Husky注塑系统公司就4种不同热嘴设计的分流板和热嘴的密封情况进行了对比。
四种不同热嘴设计的比较
第一种（图A）是带有钢性边缘，没有防漏功能的设计。
第二种（图B）热嘴背部固定在分流板上；将热嘴固定在分流板上的高温螺栓，可以防止冷却条件下的泄漏。这种系统仍然需要冷间隙，因为钢性边缘在常温下需要一定的膨胀空间。尽管这种方法可以主动防止热嘴到分流板的泄漏，但却无法防止过热条件下部件的热膨胀。
第三种（图C）是既经济又有效的防止热嘴与分流板间泄漏的方式，适用于模腔数较少的系统。通过螺栓固定在分流板上的热嘴与分流板一起运动。这种设计对热嘴有最小长度要求，对模腔间距也有限制。
第四种（图D）的热嘴边缘采用弹性而非钢性设计，弹性边缘在冷却条件下提供预载，并防止系统损坏。如果意外加热过度，它还可以吸收热膨胀，使操作范围扩大到±110℃。
如何发现漏料
迪尼士说，要发现热流道是否漏料相当困难，因为从模具外面无法看到。但系统操作员可以从一些细微处观察到漏料的发生。
首先，塑胶注入，但未到达模腔。在设置全新的热流道时，操作员应该清楚熔道中可包含多少次的注塑量。例如，如果熔道可包含3次注塑量（每次注射量为熔道/模腔的容量），3次注射后模腔内应该已经有熔料。如果没有，则代表熔料很有可能已经泄漏到了分流板槽。
在操作过程中，另一种显示漏料的迹象是部分模腔或产品充料不完全，这是因为注射的部分熔料泄漏到分流板槽中，造成了产品注塑不充分。在注塑机的控制介面上，这种情况显示为工艺参数的突然变化。
如果操作员怀疑有漏料的情况存在，则应该立即关闭注塑机等待系统冷却后进行检查。清理系统并查出漏料原因后，应仔细检查所有部件，因为过热的温度或清理过程都可能对部件产生损坏。(end)
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(12/20/2005) |
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