热浇道的基础知识详解

发布时间：2007-12-30 19:17:54点击率：0

技术类别：模具技术

热浇道的基础知识详解作者：佚名文章来源：不详点击数：

热浇道知识
热浇道分类：绝热浇道、冷流道、热流道。绝热浇道的设计复杂，但效果和维护成本非常低，不会耽误工时。冷流道和热流道斑竹基本上谈到了特点。我再具体补充一些自己的看法。
热流道分类：开放式、针阀式。
开放式结构简单、对材料的局限性较高，易出现拉丝和泄露，表面质量差，在国外的高精密模具中应用较少，同一副模具可和不同厂家的针阀式混用。很多公司能自己制造。
针阀式热流道节省材料，塑件表面美观，同时内部质量紧密、强度高。现在世界上有两大类针阀式热流道（根据注射原理）:气缸式和弹簧式。气缸式依*控制器和时序控制器控制气缸推动针阀的关闭，结构较复杂，但本身设计简单。主要有DME(美国）、INCOE（美国）、MOLD-MASTER(加拿大---热流道的老大）、KY(加拿大）、世纪（日本）、信好（新加坡）、YUDO（韩国）、克朗宁（中德合资--实际中国）、贝佳（中国）等。其中日本世纪没有进入中国市场。气缸式因为其结构的特点决定模具精度要高，同时调试和维护都比较复杂，其中MOLD-MASTER堪称热流道中的劳斯莱斯----加热部分在喷嘴上。他们中的很大成本在调试和维护上，客户基本不能自己维护。弹簧式就一家--FISA(日本），大特点，依*弹簧和注射压力
的平衡控制针阀开关，装配调试和维护简单，模具精度不高，日本国内客户基本自己有维护能力，广泛应用在家电、汽车饰件、精密多腔模具中。弹簧式与气缸的差别在于不能时序控制，不能很好解决熔接痕的问题。本人就是FISA公司的上海代表，因为看到斑竹对热流道的热情才有感而发。
价位上基本上这样（中国市场价），MOLD-MASTER、INCOE、DME、KY、FISA、
信好、可朗宁、YUDO、贝佳，还有一些意大利扑精，深圳科技等的热流道也可以，我这里不是太了解。现在国外流行的叠模非热流道莫属，其实热流道模具减少了设计上的很多要求，对设计人员开发更多的模具结构提供了很大的方便。
熱澆道之原理：熱澆道模具是將傳統式模具或三板式模具的澆道與流道經常加熱，於每一成形時即不需要取出流道和澆道的一種嶄新構造。
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由模具的結構來探討其差異性：
1.為成形超大件製品：
須以熱澆道才能使塑膠流動～例如：汽車內襯板、平衡桿、…等，需要較多處同時進澆。
2.偏離射出成型機之中心的側向進澆：
　　以熱澆道方式進澆將可使模具的構造簡單，成形容易、加快成形速度、減少成形時的料頭……一舉數得。
三板模之缺點：
(1)三板方式在每次射出時，沈重的母模板須在導梢上滑動，即使新品期間堪用，模具壽命也不長。
(2)三板方式在每次頂出時，從模子取出豎澆道的移動量大於從模子取出成形品所必要的模板移動量。
3.由頂出側進澆時，或者需較長之豎澆道時使用：
　　可免除太長的料頭所產生的問題，例如：模具行程可減少、節省料頭殘留量、成形容易、不縮水、無流痕……等現象。
4.對於一些大型或是允許由中心進澆之產品：
(1)可以用熱澆道來取代三板模，以避免不必要的成形機模板的運動。\n(2)在三板模使用之方式中，須移動母模板而取出料頭，若用熱澆道成形法，開模運動可縮短卸下料頭所必要的移動，因此可增加模子厚度，傳統方式本須用大成形機方可生產時，使用熱澆道之後可改用小成形機。\n5.較難成形之物件：
　　例如：高黏度、低黏性、高成形溫度……、熱澆道系統可解決諸此問題。
　　具體的實例：金屬粉末射出、陶瓷粉末射出、塑膠磁鐵之射出、塑膠軸承之射出、熱可塑性橡膠（TPE）……等等。

6.可配合三板模之設計，減少料頭取出所需要之行程：
　　以熱澆道應用在三板模時有以下之優點：
(1)料頭容易取出，並且可減少料頭取出之行程。
(2)射料時之料流動較平均，又可分別控制各射出點的操作條件，射出較容易。
(3)節省材料費用。
7.節省材料費用及人工費用：
節省材枓方面：
(1)冷料頭所產生之成本（利息損失）。
　　簡單的例子：倘若冷料頭佔廢料率的68％而言，（在製造時1公斤的材料只能生產320g的產品，而其餘的680g為冷料頭）。
(2)僅管冷料頭尚可回收，不過基於人力的因素、回收料之混合比例……等等之因素之影響，為了維持正常的運轉，必須積存有一些冷料頭，因而造成資金的滯留。\n　　倘若以材料費用100元／公斤，其積存的廢料為500公斤時，每天所需積壓的資金將高達500×0.68×100＝34000元，因此其在利息上的損失約達每天200元左右，長期而言，金額非常可觀。
8.高速射出成形時：
　　高速射出成形不只提高成形效率，如杯子、容器……等肉厚薄之成形所不可缺乏的。
9.於使用層模（stackmold）時：
　　對於一些淺薄的、數量大的產品，例如：CD外殼、小顆粒產品，只需增加15％的鎖模力，以相同的射出時間，即可增加80％的產量。
10.環保問題與效率的問題：
　　由於熱澆道是不產生「垃圾」，因此無所謂處理「垃圾」的問題。
　　所謂的「垃圾」意味著：
(1)資源的浪費：分析塑膠射出成形的過程中──
(2)不佔儲存料頭空間，無絞碎之噪音及變質的問題。
　由於塑膠種類繁多，加上多種色澤不一，因此往往因積存料頭，必須在的土地上佔有不少空間，同時積壓了不少資金。
　同時因絞碎必須產生噪音影響安寧，較差的工作環境影響工作士氣。

二、熱澆道與模具業
　　由於時代的巨輪不斷的、快速的，而且很殘酷的往前快速邁進，加上我國內近來的幾項福利政策業已開始：「全民健保」、「國民年金」……等相關實施，不只使得以人力為主的模具業成本大增，更糟糕的是人力市場難求，模具業普遍缺人的現象……令人心憂！因此在有限的人力資源之下，如何提高您的模具利潤以應付日益增加的成本，乃是目前大家面臨的主要問題，提高精密度，自動化製模……，固然是一種很好辦法，不過需要投入大量資金購買設備、訓練人員……，針對以上情況，簡單，容易達成的方式，莫過於對「熱澆道之使用」做透徹的瞭解。

三、塑膠材料特性之介紹
　　射出成形之加工就是（溶化）→（流動）→（成形）→（固化結晶化）的工程。
　　因此對於塑料的特性，就格外重要了。例如：溶解溫度、壓力、黏度、比熱……等都必須予以重視。由於塑料之領域非常廣闊，於此無法深入其間，不過我們將針對其常識部份加以說明。
1.可塑化
　　塑膠之所以能夠成形加工，是由於它在溫度與壓力的作用下產生變形，依受熱的溫度不同，可分為四種狀態，即玻璃狀態、高彈性狀態、可塑化狀態、分解狀態，如圖示：

玻璃狀態：0～T1，分子在凍結狀態，硬且脆，遇壓力則易破裂。
高彈性狀態：T1～T2，因外力可變形，未達溶化狀態不易成形。
可塑化狀態：T2～T3，可隨意加工成形。
分解狀態：T3，塑膠開始裂解，出現氣體分解物，甚至達燒焦狀態。

2.成形條件：
(註)以下為一般形塑料之成形條件
　對於每一種不同塑料，其相對的成形區域或有不同，不過其過程分析皆相同。因此對於優秀的模具設計者而言，應確實了解每一種塑料之成形區域及加工特性。

3.熔化塑膠的流動性
　　一般的流體（例如：水、油……）其流動狀態，皆依照牛頓定義進行。而塑膠熔液看似普通的流體，其實乃是非牛頓流體。例如：在牛頓流體中，雖然剪斷應力有變化，但其粘度卻不變。而塑膠熔液，當剪斷應力發生變化時，粘度也有明顯的變化產生。例如：在牛頓流體中，壓力從1增加到了10的時候，則流出量增加了10倍。以塑膠熔液來做同樣的實驗，當壓力從1增加到10，其流出量可能增加了100倍，或500倍，甚至1000倍（依照不同的塑膠而定）。
　　因此在這種非牛頓流動中，壓力增大則流動抵抗減小。因此射出成形時，雖然澆口相當狹小，但卻很容易填充於模穴內，至於牛頓流體，再加分類有兩種，如圖：
射出成形是將塑膠溶液採用高速度使其產生變形的一種加工法，因塑膠溶液有壓縮性，在高速的流動下，容易引起彈性的壓力變動。這個現象，當流動阻力有急速變化時，即可看出這種彈性的壓力變動變生後，流體前端的擴散方向極為混亂不安定。但是採用高速填充時，塑膠溶液又像是非壓縮性的現象。這種彈性的壓力變動（不安定的脈動）是因何而起的？以下分析如圖所示：
【當塑膠溶液之流動類似層流狀態時，即模穴在正常且安定的狀態下填充】
　　在圖中，富有壓縮性的塑膠溶液以螺旋狀的彈簧表示，敘想在彈簧施加壓力，使往管子中央移動時，當用一樣的速度使彈簧由左往右移動的活動，這是理想的層流狀態，由於射出壓力與阻力在平衡狀態時，彈簧的移動很平滑。【如C】
　　可是在某些情況，必需以急速填充時，射出壓力及速度也就異常的增高。因此富有彈性的塑膠溶液（彈簧），頭一瞬間時承受過程的壓縮，第二瞬間時引起強大的阻力，其原因是壓力的起伏變動和流動體前端的亂流所發生的，這種流動狀況稱為彈性亂流。

4.塑膠材料之選擇：
　　設計製品之初即應選擇所用塑料，但大都未將模具併入考慮。但可能的話，所<

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