在一个高质量4位开关和插座面板的生产项目中，要求模具和热流道能够满足频繁的转换颜色（由黑到白），以及制品无熔接线和具有良好平行度的要求。另外还必须适应较大的流径/壁厚比和高注射压力。
高光亮制品的注射成型与材料选择、加工工艺、模具设计和热流道系统的选择息息相关。本文以德国Merten公司生产的4位开关面板（如图1所示）为例进行说明。Merten公司致力于为全球电子开关领域提供安全电器开关。
图1 Merten公司生产的防水开关（符合IP 44电工标准）由带有不同插孔和开关的4位壁板装配而成
完美表面的重要性
4位开关面板有3种颜色可以获得：白色、电工白色和黑色（如图2所示），其进一步的设计变化可通过随后的喷涂工艺而使之具有铝质色调。为使该制品获得高质量表面，只能采用纯料生产（不得掺入回料），同时有必要使用热流道系统。对于该制品而言，是否拥有高质量表面极其重要,因为注射成型后的任何表面缺陷如熔接线，在经过喷涂后都会变得异常清晰。这就要求模具必须具有高质量的抛光表面，同时必须对浇口的类型和安装位置进行精心设计。
图2 4位壁板具有带螺孔和无螺孔的设计选择
不同熔体流汇聚在一起时的熔体温度决定了熔接线是否显著。为最大限度地消除这些影响，模具温度需要选择120℃，同时在加工过程中，熔体温度也需要保持在材料温度范围内的上限。此外，所选的热流道系统必须有能力保持加工温度的恒定。系统误差可通过热流道系统控制技术减至最小，并使用可使温度平衡分布(沿喷嘴长度)的喷嘴。热流道分流板的温度平衡需通过特殊方法保持在一个稳定的水平，以避免热传导、辐射或者对流引起热损失。这些方法包括:在分流板外层镀钛，以及在分流板的顶部和底部配置铝反射板。
该制品的生产是完全自动化的（如图3所示）。通过在定模侧更换模具嵌件和在动模侧使用小模芯，带有螺孔及不带螺孔的两块壁板能够在同一模具中生产出来。通过内侧卡口，可将壁板和底座锁在一起。卡口的脱模是通过带有一定角度的顶板来实现的。在进行开关安装时，底座与壁板通过螺丝连接。
图3 全自动的生产过程：4位壁板由机械手从模具中取出
材料、模具和热流道的要求
Merten公司在他们自己的模具工厂制造4位壁板模具。由于颜色的变化和小批量生产的要求，模具需要经常更换。为此，该模具使用了特殊的安装系统，以便于快速而方便地更换模具。
从黑色到白色，这一转换的时间必须被减至最小。通过Merten公司和热流道供应商Hasco的密切合作，热流道系统的设计完全适于生产中频繁的颜色更换。在使用另外一种颜色材料后，从第一次注射开始，仅需30个成型周期就可彻底完成颜色的转换。
Merten公司的这一产品采用了拜耳材料科技的模克隆?PC材料来制造，因为这种材料可使制品具有高机械稳定性和优良的光学表面质量（无熔接线及其他表面缺陷）。该制品的尺寸为300mm（长）×100mm（宽）×10mm（高），主壁厚为2.2mm，浇口区域尺寸为1mm（长）×4mm（宽）×1mm（高），单重为49g（包括浇道），公差为标准公差，水平度对于卡口连接非常重要。
该制品对模具大小、注塑机及生产工艺提出的要求包括：模具尺寸为246mm宽×496mm（厚）；模腔数目为1腔；因小批量生产，模具需经常更换；成型周期为36s；平衡方式为自然平衡；浇口位于辅助分流板上；采用隧道式浇口，尺寸为1.4mm；从黑色到白色的颜色转换需在30次循环之内实现。
两腔热流道分流板（型号为H4010/2/71×180，如图4所示）的流道孔具有很高的表面质量，需采用特殊的枪孔钻并按照与分流板材料相匹配的加工参数进行加工。专用钢材的使用可使分流板流道避免一些表面缺陷，从而确保获得高度光滑的表面。
图4 完整的H4010热流道系统
热流道系统的细节描述
使用该热流道系统，可保证塑料熔体能够平稳流过分流板。由于生产工艺要求高压注射，因此分流板中的流道尺寸要比类似的标准分流板更大，这一设计可使压力损失最小化。为改变熔体流动方向，分流挡板被垂直嵌入到分流板中，并消除出现的锐边及死角，这同时有益于熔体的平稳输送以及材料的快速转换。
为避免熔体在从注射机喷嘴到热流道浇口衬套过程中发生阻滞现象，浇口衬套的锥形孔尺寸从5mm被扩大到了12mm。热流道喷嘴采用了Z33201型，它带有螺丝装配的浇口衬套，能够保证熔体温度更加均匀，这对于熔体从分流板的冒口孔平稳地过渡到喷嘴孔中非常重要。过渡区采用了锥形设计，同时考虑了分流板的热膨胀，以对其尺寸进行补偿（如图5所示）。
图5 适应快速颜色变化的H4010热流道系统的结构及尺寸图
两个附属流道通过一个高温小锥形浇口向隧道式浇口供料（如图6所示）。这些隧道式浇口只存在于制品框架的一个不起眼的位置，脱模时可自动与制品分离。
图6 向隧道式浇口供料的两个喷嘴位于附属分流板上
结语
在连续几个月的高强度生产中，上述模具及热流道系统没有出现任何问题，壁板和浇口能够自动分离，产品的高表面质量令人极其满意。另外，生产壁板底座的第二副模具也采用了H4010热流道，且运行良好。(end)
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