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塑料模具 |
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热流道叠模：降低成本的解决方案 |
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newmaker 来源：PT现代塑料 |
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使用叠模对于注射成型扁平制品来说意义非凡，因为它可以帮助模塑商大大降低生产成本。然而基于叠模自身的特点，模塑商要想用好叠模，必须考虑机器的注射能力及热流道系统的配置问题，特别是选择正确的热流道分流板系统是成功使用叠模的关键。
在接到设计任务时，很多模具设计者忽略了叠模，因为他们不太了解这门技术。实际上，与常规的单面模具相比较，叠模使注射机的产量提高了1倍。因为叠模可使塑料熔体分配到两个独立的模具分型面上。
通常，热流道叠模技术拥有3个独到的优势：
1.产量增大1倍
增加更多的模腔而不增大模具的尺寸，即叠模能够通过在第一层模腔的平行方向上添加第二层模腔来保持现有模具和机器的尺寸。叠模的充模、保压和冷却时间与单面模具一样，只是模具的开闭会增加成型周期。
2.降低制品价格
制品的价格由机器的每小时花费决定，而这种花费又直接与机器的锁模力相关。在模腔数目相同的条件下，叠模所需的锁模力仅为单面模具的一半。例如，以8+8腔叠模取代16腔单面模具，所需的注塑机吨位可减小一半，也就是模具更小，机器也更小。这意味着在同样的产量下，使用叠模可以减少注塑机的使用成本。将8+8腔叠模使用300t注射机与16腔单面模具使用600t注射机相比，设备的每小时花费可降低43%。
3.效率及自动化程度的改善
叠模能够在一次注射中及在1台机器上使用同样的参数来完成多组分部件的成型与装配。然而，单面模具在生产这类制品时却需要同步使用多台机器，致使成型后的操作变得更加复杂。
叠模的基本特征
叠模的特点是有两个分型面或者分型线。叠模比单面模具要求的锁模力低，是因为两侧模腔的凸模表面抵消了相互之间的作用力。
估算锁模力有一个经验性方法，即制品成型面积与熔体压力的乘积，再乘以系数1.1所得的数值即为所需的锁模力。使用此锁模力，就可在不增加设备模板尺寸的前提下，以双倍的模腔进行生产。大多数叠模两个分型面的模腔数目相等。例如，带有8+8热流道的2+2腔格栅模具，每个成型周期内可以成型4个相同的部件。
一些叠模的两个分型面内的型腔数目不一致，这种叠模在1个成型周期内可以成型1个制品的多个部件，而且每一个部件都可具有不同的形状和大小。
叠模也能够被用来进行多组分注射，如软硬组分成型或多色成型。不过，3级叠模不像2级叠模那样常见。
当叠模打开顶出制品时，模具分型面也会由模具的中央模块即定模和动模之间的机械连接装置打开（大多数情况下同步）。这种能够移动模具中央模块的机械连接装置可以是以下系统的任意一种：齿轮齿条运动系统、谐波杠杆系统、液压推挽系统及螺旋齿轮系统。
热流道系统
除了中央模块运动系统，叠模的关键部分是热流道系统。塑料熔体从机筒被注射到模具中央模块中，一般是通过热浇道杆注入。热浇道杆可引导熔体从机器喷嘴经过定模和第一个模具分型面最后流至热流道分流板。热流道分流板位于叠模的中央模块内。
相对简单的浇道杆有一个缺陷，就是在每个成型周期内，当模具打开进行顶出时，浇道杆会与机器喷嘴发生分离。而这一分离动作可能会对制品的脱模造成不利的影响，特别是应用机械手的生产线尤其如此，因为浇道杆一直保留在第一个分型面的内侧。因此，更好的可将熔体输送到模具中央模块的方法，像无浇道杆的浇口到浇口式的熔体输送设计得以被开发出来，并受到很多用户的青睐。
无浇道杆式熔体输送设计之所以变得越来越流行，是因为这种设计克服了浇道杆影响脱模的弊端。无浇道杆熔体输送的基本原理是喷嘴到喷嘴的熔体输送。
当模具分型面闭合时，两个喷嘴前端产生一个熔体通道。当模具闭合时，两个喷嘴分离。这种在200MPa压力下的无泄漏连接或密封，是由带有特别设计的分流板系统的叠模完成的。在模具分型面的锁模力作用下，熔体输送喷嘴的前端互相接触，并在熔体通道之间形成连接。在注射时，通过阀针的开闭，通道可以开放或者闭合。而在模具打开时，输送喷嘴的表面非常干净，绝对没有粘连或者滴料的现象发生。
图1 该柳条箱的底座和4个侧壁是一次注射成型的。充模、保压、冷却和翘曲分析在设计阶段就得到了精确的模拟。通过改善成型周期，塑料件的质量和产量得到了优化（图片由Mold Hotrunner Solutions公司提供）
图2 叠模热流道系统
在24/7生产线上，叠模要求具有熔体输送功能，而且这种功能必须能够经受数百万次的成型考验。
由于模腔覆盖成型区域的中心表面的设计不容许采用中央浇道杆，因此这样的热流道必须采用一个偏置的分流板来迂回引导熔体进入模具的外侧，然后熔体再从侧面经过第一条分型线进入中央模块。因为只有这样的设计，才能使熔体在从喷嘴进入模腔的过程中获得更进一步的均匀分布。
结语
通常，扁平制品更适合用叠模生产，而厚部件需要较深的模腔，从而增加了开合模行程及叠模高度，因此不适于用叠模生产。另外，对机筒注射能力的检验也是十分重要的，这关乎着一次注射成型周期内，机筒是否能够射出足够的熔体来充满所有的模腔。总之，对于注塑薄壁制品和大表面部件来说，采用热流道叠模系统无疑是最为理想的选择。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(9/17/2009) |
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