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塑料模具 |
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热流道技术发展趋势 |
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作者：赫斯基注塑系统（上海）有限公司 来源：PT现代塑料 |
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随着技术的不断发展和应用的复杂性不断提高，客户对热流道的性能要求也越来越严格。由于原料价格的上涨和自动化的需要，客户开始寻求用直接浇注方法来制造产品，甚至是最小的产品。客户期望每一个模腔都能生产出高质量的产品——在这当中，热流道起着十分关键的作用，它把熔料从注嘴传输到模腔，同时确保在浇口质量方面保持良好的产品外观。此外，注塑成型公司还要求机器组件易于维护且更加灵活，同时希望注嘴能够灵活适应新型应用、材料和设计的需求。这些改进还有助于减少原料用量，因此可以降低成本并减轻对环境的影响。在观察热流道领域的最新发展时，这几种趋势明显受到了客户的青睐。
更佳的热均匀性
分流板是一个负责向模腔输送均质熔料的重要组件。当前的行业标准包括自然平衡流道（可以有和不具有流道分层）以及沿着流道和分流板的轮廓进行的加热。
通过在模板的外侧拍摄热图像来试图说明分流板的热均衡性是一种不准确的表示方法，因为已拆除了散热器（模板内热分流板的触点）。从模板中拆除后，分流板内部可以容易地实现极佳的热均衡，但在模板内实现这种热均衡显然要困难得多。
图1 与常规的喷嘴相比，赫斯基设计的喷嘴可以为用户节省50%的时间
因此，一些行业领先者开始弃用对称加热方法，而选用热力学方法来实现极佳的热均衡。这种加热方法采用热学分析软件，它可以同时评估热损失和热输入。该软件能够准确地预测在注塑过程中热半模内分流板流道的实际温度。使用这种方法，热点和冷点等常见问题可以通过分析分流板加以解决。这减少了塑料降解的潜在风险，加快了换色速度，同时还对保持模腔间平衡产生积极的影响。
其他两个重要因素是注嘴加热器和温度控制。由热电偶控制的注嘴已成为行业标准，事实上，很少有市场群体仍坚持使用百分比注嘴控制方式。由热电偶控制的注嘴已成为行业标准，因为它们允许注塑成型公司对工艺流程进行更佳的控制。控制器和由热电偶提供的信息还可提供通常只有通过拆卸和检查系统才能获得的热流道和模具“内幕”数据，因此非常便于排除故障。例如，某一注嘴区段不能在正常时间内达到温度设定点，或明显滞后于其他区段，则注嘴可能触及到了不应该触及的模板或浇口套镶件，因此耗用太多的热能或无法达到温度设定点。如果热电偶连接到注嘴和分流板，则这种情况可由温控器检测到。
一流的热流道制造商不断寻求更佳的解决方案来实现更准确的温度控制。赫斯基注塑系统有限公司提供的温控器不仅可以调节温度，而且还可以根据特定的热动力学和加工条件，自动更改温控器算法来适应注嘴所运行的环境。例如，视注嘴在浇口区域中是得到了良好的冷却还是只得到了有限的冷却而定，可能需要采用不同的算法。在测试过程中，这可以在注嘴处实现更接近的设定点温度——与没有自动适应功能的温控器相比，设定点偏差由±2.5℃减少到±1℃。
先进的熔料均质性
当专门处理瓶盖和消费类应用时，产品、生产质量以及换色性能是主要的考虑因素。保持最佳的熔料均质性是实现这一目标的关键所在。
分流板中的流道经过精心的设计，不仅可以保持一致的剪切率和加热曲线，同时还消除了死点。市场上某些增强型注嘴在熔料刚要进入模腔之前混合熔料。通过重新分配熔料，内部设计形成了重叠的熔料流，它们之间相互交融，促进混合。
一流热流道制造商的目标是提高生产效率，同时生产出结构性更佳的产品。通过更加均匀的原料温度分布，可带来数个方面的改善——缩短换色时间、消除流痕以及更佳的产品尺寸稳定性。进而又最大限度地减少了产品的收缩和扭曲，从而生产出精度更高的产品。
更薄的壁厚和更高的产量
在食品包装行业中，人们越来越关注更薄的壁厚和更高的产量。为了适应这种趋势，注嘴必须能够承受越来越高的压力。随着技术应用和薄壁包装行业中的产品越来越薄，需要对机器和热流道系统应用非常高的压力。当前，行业平均注塑压力大约为25000psi，但是，可承受更高注塑压力的注嘴已经上市销售。
然而，更高的压力意味着对注嘴的耐磨性有着更高的要求。这可通过调整设计、结构、尺寸或材料来实现。例如，赫斯基使用三种不同的合金制造出了一款阀针式浇口——耐磨材料用于处理内部磨损，热传导性材料用于外侧，和另一处于外侧的强度更高的材料用以避免损坏密封件。
电动阀针式浇口
传统上，热流道系统使用气动力或液压力来打开和关闭阀针式浇口。尽管这两种技术适用于特定的应用，但新型电动阀针带来了诸多益处：更佳的控制、更清洁的驱动、更紧凑的注嘴间距、更高的浇口质量和更少的维护。
在过去数年间，电动伺服马达技术已变得经济实惠。赫斯基电动阀针式浇口系统融合了气动和液压热流道技术的优势，同时使用电动伺服马达来精确打开和关闭阀针。电动同步阀针式浇口的执行系统可以满足日益增长的整个注塑单元的电动化需求，并为医疗和其它高性能应用提供独特的注塑解决方案。
电动系统可为注塑成型公司带来众多益处。电动伺服马达可以极其精确地在同一时间点打开和关闭阀针，因此提供了更高的一致性。通过与模板执行装置相结合，电动系统可以提供非常紧凑的直接浇注能力（间距低至18mm）。由于拥有集成的温控器，还可以方便地记录性能。它可以同时驱动电动伺服马达和热流道加热器，只需通过一个界面即可轻松完成设置。
随着企业对热流道的性能要求越来越高——出色的质量、更高的性能、简化的维护以及更高的灵活性，所有这一切都是推动当今热流道技术不断发展的主要因素。由于应用、材料和设计变得越来越复杂多样，热流道制造商必须认真考虑这些因素，才能在当前和将来的市场上保持竞争优势。 (end)
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(12/14/2009) |
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