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篮球即时比分热流道模具技术详解

更新时间:2020-05-08 03:44
 

  热流道模具技术 1 无流道凝料注射模具 ? 1.1 无流道凝料注射模具的特点 1 无流道凝料注射模具的概念 所谓无流道凝料模具即是在注射成型中,流道里的熔料 始终保持热的流动状态。开模时只需取出固化的制品,而不 产生流道凝料。与传统的注射模具相比,这是一种先进的注 射模具技术,是塑料注塑成形工艺发展的一个热点方向。其 最大特点是可提高材料的利用率,降低生产成本,保证制件 成形质量。 热塑性塑料的无流道凝料注塑模具,是指模具中通过采 用绝热或加热的方法,篮球即时比分,使从注塑机喷嘴到模具型腔浇口这一 段流动通道中的塑料熔体始终保持熔融状态,并可连续注入 模具型腔。 热固性塑料则是采用温流道注射模具,即通过控温使流 道中的熔料保持在设定的温度内。 2 无流道凝料模具技术的发展 无流道凝料模具也称热流道模具,热流道并非新技术,在热 塑性塑料注射模具中的应用已经有30多年的历史。早在1940年, E.R.Knowles在美国就申请了热流道技术的专利。 据估计,目前在欧洲有1/4以上的注射模具应用了热流道技术, 在美国也有1/6以上。在国外,热流道系统元件已系列化、商品化。 有预测表明,热流道技术的应用比例将逐年增长。近几年,热流 道技术还在不断的发展和完善。 在中国,热流道技术约在80年代以后才逐步有所应用,目前 尚处于开发应用阶段。在注射模具中,其应用比例仅也为2%~3 %左右。但发展前景很好,市场的潜在需求非常大。 热流道模具技术的发展有以下趋势: 1)开发研究各种新型喷嘴、热流道板及相关技术,以适应不同塑 料和制品的要求。如防泄漏、耐磨、耐高温和热平衡等。 2)微型热喷嘴及加热元件与控温技术。 3)热流道系统的三维CAD及其模拟技术。 3 无流道凝料模具的类型 4 热流道系统的基本结构 5 冷、热流道的分析比较 (a)传统的 冷流道 (c)热流道板 加两个热喷 嘴,缩小主流 道体积。与图 (a)比,减少 流道凝料60 %~70%。 (b)热流道 喷嘴取代主流 道,省去主流 道凝料。减少 流道废料约40 %,缩短成型 周期约10%。 一模八腔应用实例 (d)每腔均 用热喷嘴, 去除了冷流 道。周期 短,可成型 薄壁件。模 具成本高 6 无流道凝料注射模具的特点 (1)使用无流道凝料注射模具的益处 1)不用三板式模具,同样可以采用点浇口进料;简化了模具 结构,降低了对注射机开模行程的要求。 2)节省原材料;避免了流道凝料回收、破碎再利用的工序和 费用。 3)流道中熔体始终处于熔融状态,流动阻力小,有利于充模 和保压力的传递,改善制品表面质量和力学性能。可实现多 点浇口、多腔模具及大型、薄壁、长流程制的成型。 4)没有冷却和取出流道凝料的时间,缩短成形周期;易于自 动化生产。 5)流道中压力损失小,降低了所需的充模压力,使注射机的 锁模力减小。没有浇注系统凝料,减少了注射量,可充分发 挥注射机的能力。 6)可用针阀式浇口,控制浇口封闭时间,保证制品成型质量。 (2)使用无流道凝料注射模具的限制 1)模具结构复杂,制造费用高,维护保养较困难;热流道系统 易出故障,运行成本高。不适宜小批量生产。 2)初始生产准备时间长,模具调试要求高。 3)不适宜热敏性和流动性差的塑料及成型周期长的塑件成形。 4)流道板易产生热膨胀,对熔体泄漏及加热元件的故障较敏感。 5)温度控制要求严格,需精密的温度控制元件及系统。 (3)无流道凝料注射模具适用的塑料材料 1)熔融温度范围宽,粘度变化小,热稳定性好。(高温不易分 解, 低温流动性好) 2)熔体粘度对压力敏感。不施压不流动,较低压力就可流动。 3)塑料的比热容低,易于熔融和固化。 4)塑料的热变形温度高,制品能迅速从模具中脱模。 理论上几乎所有的热塑性塑料都可以采用无流道注射成型。 目前应用最多的是:PE、PP、PS和ABS等材料。 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 1 绝热流道 流道中没有辅助加热装置,而是利用塑料导热性差的特 性,将流道截面尺寸设计的很大(常超过30㎜),使紧贴流 道表壁的塑料熔体因较低的模温而迅速冷凝,形成冻结层, 而流道中心部位的熔体保持熔融流动。这种系统为保持流道 畅通,流过流道的塑料熔体速度应尽量快,使得流道中熔料 被连续替换,没有足够的时间完全冻结。 绝热流道的主要特点是费用低;生产中更换物料方便; 流道直径大,压力损失小;流道凝料冻结时,打开分型面很 容易清除。但因其体积大,延长了塑料加热时间。对温度的 控制不理想,不适宜加工热敏性塑料。应用较少。 通常应用于加工精度低和要求成型周期短的制品, PE、 PP、PS类通用塑料小制品的成型。 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 (1)井坑式喷嘴 又称绝热主流道,是一种结构最简单的单型腔绝热流道。 仅适用于成型周期小于20 s 的制品。 所谓井坑式喷嘴是在注射机喷嘴和型腔浇口之间,设置了 一个主流道杯。杯内容积约为制件体积的1/3~1/4。杯壁四周 形成冻结层绝热,流道杯与模板间的气隙,也起绝热作用。 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 (1)井坑式喷嘴 图(a) 1—注射机喷嘴;2—储 料井; 3—点浇口;4— 主流道杯 图(b) 浇口尺寸 图( c) 1—弹簧;2—定位环; 3— 储料井;4—喷嘴 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 (2)多型腔绝热流道 1)主流道式浇口 多型腔绝热流道为圆形截面,直径常取Φ=16~32㎜。成型周期越长, 直径应越大。 分流道板与动模板之间的气隙,为减小接触面积。 图(a) 浇口的始端突入分流道中,使部分直浇口处于分流 道绝热皮层的保温之中。图(b)在直接浇口衬套四周增设了 加热圈,浇口衬套与动模板之间有气隙绝热,与流道板之间 有加热圈。若成型周期长,可在浇口中央插入加热棒加热。 1—主流道衬套; 2—定模固定板; 3—分流道; 4—固化绝热层; 5—分流道板; 6—直接浇口衬套; 7—动模板; 8—型芯; 9—加热圈; 10—冷却水管。 主流道式浇口多型腔绝热流道注射模 2)点浇口 点浇口成形的制件没有浇口凝料,但浇口容易冻结,仅适于成 型周期短的制品。在浇口始端引导部分设置加热探针,可对浇口加 热,能成形周期较长的制品。探针体常用导热良好的铍铜合金制造。 1—流道闭合锁板; 2—定模固定板; 3—绝热层; 4—分流道; 5—主流道衬套; 6—分型面闭合锁板; 7—流道板; 8—型芯固定板; 9—脱模板; 10—型芯; 11—动模垫板; 12—导套; 13—导柱 点浇口多型腔绝热流道注射模 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 2 热流道注射模具 热流道是在流道内部或流道周围设置加热器,使流道内的塑 料熔体始终处于熔融状态。 绝热流道每次使用前需清除流道中的固化物,而热流道只需 加热流道中固化的塑料至熔融温度,然后射空。即可从新生产。 其适用范围比绝热流道广泛,也适用于多个点浇口的较大制品成 形。 热流道系统由分流道板(manifold)和喷嘴(drop)两个基本单元 组成。分流道板装在定模部分,把来自注射机喷嘴的熔料传递到 型腔板,再由热喷嘴把熔料直接传递到型腔,或间接地通过一个 冷流道向多个型腔供料。喷嘴通常穿过型腔板,并与分流道板成 90°角。 热流道模具同时具有加热、测温、绝热和冷却等装置,热流 道板既被加热又被隔热,喷嘴也同样。分流道板和每个喷嘴都有 独立的加热元件和温度控制系统。热流道模具对温度控制精度要 求高,防止热平衡失调是个难题。 (1)热流道浇口的封闭 热流道模具中,浇口分别连接着保持熔融状态的流道及需要固化的制品, 且两者温度相差100℃以上。要求注射时熔体顺利通过,开模时浇口快速封 闭,以免熔体泄漏。目前常用的浇口封闭方法有: 1)靠热平衡封闭的开式浇口 浇口开闭的热平衡,是通过调节浇口套外加热圈或内加热探针的温度而 实现的。结构及温度调节方法简单,成本低。缺点是浇口处容易堵塞或拉丝, 对温度设置要求高。 2)靠热平衡封闭的侧浇口 通过模具的开启切断浇口,浇口结构和温度调节方法简单,没有拉丝。 缺点是浇口容易堵塞,适用范围受制品形状限制。 3)靠循环加热、断热封闭的浇口 需要设置与成型周期相适应的浇口加热、断热装置,结构和温度调节较 简单,浇口封闭可靠,但需要较高精度的温控系统。 4)弹簧作用阀杆封闭的浇口 利用树脂压力开启阀杆,靠弹簧作用封闭浇口,结构较简单,浇口封闭 可靠,要求弹簧的耐热性好,阀杆滑动灵活。 5)机械阀式浇口 利用气动、液压系统强制阀杆动作,从而实现浇口封闭、开启。结构动 作可靠,成形条件宽,周期短,浇口阻力小。但结构复杂,制造成本高。 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 (2)热流道的结构形式 1)延伸式喷嘴 是将普通注射机的喷嘴加长使之能与模具浇口部分直接接 触的一种特殊喷嘴,采用电热圈加热,有温度测控系统。要求 喷嘴温度高于料筒15~20℃。喷嘴口实际上为型腔的浇口,常 用直径为0.8~1.2㎜的点浇口。 因高温喷嘴直接(或间接)成型塑件,须对模具进行绝热, 以免喷嘴的高温影响塑件固化。常用气隙和塑料皮层绝热。注 射保压后应使喷嘴脱离模具,尽量减小喷嘴与模具的接触面积。 延伸式喷嘴结构简单,常用于单型腔模具。常用的有球形、 锥形等形式。 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 延伸喷嘴的结构 图(a)喷嘴伸入浇口套。 喷嘴靠凸肩定位并承力。 喷嘴与浇口套间设有增加 气隙的衬套。 图(b)喷嘴端面是型腔一 部分。带有中间衬套,开 设气隙槽,并引入冷却 水。 图(c)喷嘴须对注射座定 位,以承受压力。喷嘴前 端与孔配合,须考虑热膨 胀和飞边。 图(d)为绝热喷嘴,碗形 塑料绝热皮层,中心厚度 0.4~0.5㎜,外侧1.2~ 1.5㎜。承压凸肩上嵌 以PTFE密封垫。保证浇 口杯底部强刚度。 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 2)多型腔热流道注射模具 结构形式多,应用广泛。其特征是具有一块由加热器供热 的流道板。上接主流道,设有分流道和多个喷嘴。 主流道型浇口 多腔热流道模具结构 1—主流道衬套;2—热流道板; 3—定模固定板;4—垫块; 5—滑动压环;6—喷嘴套; 7—螺钉;8—堵头;9—止转销; 10—加热器;11—侧板; 12—主流道型浇口杯; 13—定模型腔板;14—动模型腔板。 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 3)热流道板的结构设计 要求有良好的加热和绝热设施,保证加热器安装和温度控制有 效。据浇口数量和位置,可有多种形式。 ①热流道板设计 ? 圆形分流道直径 一般5~15㎜。 ?分流道端孔细牙堵 头密封。 ?隔热用气隙或石棉 板。常用空气间隙 3~8㎜。 ?热流道板足够的强 度与刚度。 ?用中碳钢或种碳合 金钢制造。 热流道板的结构 1—加热器孔;2—分流道;3—进料喷嘴安 装孔 4)热流道板的加热方式 ? 内加热 内加热是加热大直径的 流道,在流道轴线上装有 棒加热器。流道外壁是冷 的,外围塑料冻结起绝热 作用,使加热器与模具很 好的隔离。可降低电力消 耗约50%,不存在流道板 的热膨胀问题。能较好的 消除泄漏,并能用加热探 针控制浇口末端。 内加热可能使物料滞留, 引起分解。因此不适于热 敏性塑料。另外,流道中 的充模压力大。 内加热流道与喷嘴 1—冷却水孔;2—加热喷嘴; 3—熔体通道;4—内加热器 ? 外加热 外加热的流道板悬装在模具里,常以加热棒或弯曲的加热管配置在流道 的外侧。流道板的绝热用气隙,也有用绝热片。热损失是必须考虑的问题。 流道板的热膨胀需进行补偿,防止泄漏。热喷嘴装在流道板上。外加热可使 模具的压力损失最小,流道一般为圆形大直径。外加热流道板和喷嘴适用于 热敏性和高粘度塑料,流道没有冷皮层,流道流量较大。外加热流道比内加 热的成本高。 1.2 热塑性塑料无流道凝料注射模具 (3)热流道喷嘴 喷嘴是热流道模具的关键元件。要保持喷嘴内塑料的熔融状态, 须尽可能完善的绝热,有些喷嘴还需进行内部或外部加热。而型 腔则需冷却。二者温差通常有100~200℃,因此喷嘴设计首先应 满足热平衡要求。既要避免喷嘴内冷料过多而固化堵塞,又要避 免出现塑料过热而流延或拉丝,甚至热分解。其次应考虑温差引 起的热膨胀。再次是注意熔体的泄漏,产生飞边而影响正常工作。 常用的热流道喷嘴结 构形式: ◆外加热式; ◆内加热式; ◆弹簧针阀式。 1)各种热流道喷嘴的结构形式 ? ①平喷嘴 直浇口形式 ? 点浇口形式 ? ②点浇口喷嘴 ③ 阀式喷嘴 ④特殊喷嘴 2)喷嘴的加热方式 ①外加热式喷嘴 热源来自喷嘴四周的 加热圈。喷嘴中熔体 流动阻力小,长度不 受限制。因结构约束, 喷嘴前端浇口处的温 度较低。由于存在温 差,热平衡不易控制。 外加热式喷嘴的热量 利用率较 低,加热圈周围要有 3~5㎜的绝热气隙。 ② 内加热式喷嘴 热量来自分流梭中央 的加热棒。加热棒功 率可由电压调节。分 流梭四周的熔体通道 间隙一般为3~5㎜ 为好。间隙小,流动 阻力大,散热快;间 隙大,熔体径向温差 大。若喷嘴较长时, 需用电热圈辅助外 加热。 内加热式喷嘴由于高 温锥形尖端伸入浇口, 故温度可得到有效控 制。 3)针阀式喷嘴 用一根可启闭的 针形阀芯置于喷 嘴中,使浇口成 为阀门。注射保 压阶段开启;冷 却阶段关闭。浇 口直径可增大, 避免了异物的堵 塞,还可防止浇 口熔体的流延和 拉丝。适合各种 粘度,尤其是低 粘度的塑料。 阀芯的启闭可由 熔体压力或液压 力驱动。 ①阀式喷嘴的成型特点: ? 制品表面不留浇口痕迹,浇口处表面平滑。 ? 能使用较大直径的浇口,加快型腔填充速度。 降 低注射压力,减小制品变形。 ? 防止开模时浇口出现拉丝或流延现象。 ? 注射机螺杆后退时,可防止模腔中熔料倒流。 ? 能配合顺序控制以减小制品熔接痕。 ? (4) 热流道系统的热平衡与温度控制 1)热流道系统热平衡的要求 热流道系统必须满足热平衡要求,其热量损失应有加热补 偿,理想状态下的热流道系统应是等温状态。 对热流道系统控制的要求是,保持所需温度的偏差最小。 为此,应满足以下条件: ? 加热元件功率的准确设计; ? 加热元件在系统结构中安装正确; ? 合理确定加热位置和测温点; ? 充分的绝热措施和效果。 从使用者的角度,应满足的条件为: ? 耐用性好; ? 更换容易; ? 抗损伤性、耐腐蚀好,不易泄漏; ? 线)加热器的类型 热流道模具常用的加热器有: ? 喷嘴加热常用线圈和带式线圈加 热器; ? 流道板加热常用棒式和管式加热 器。 常用加热元器件 (a) 加热棒;(b)加热圈;(c)螺旋式加热器 2)加热器的类型 3) 热流道系统的温度控制 ? 准确的温度控制是实现热流道系统自动工作的关键因素。常用的 方法是用温控表控制接触器。 ? 其控制原理是通过判断模具温度的高低来控制加热元件的开合。 当模具温度低于设定值时,接触器闭合,全部电压加在加热元件上, 其温度快速上升;当温度达到设定值时,接触器断开。 ? 热电偶安装在流道附近。热电偶测温的滞后性使其温控精度较低。 而脉冲调宽式热流道温控系统的输出控制器件选用大功率双向可控 硅输出,工作稳定,性能可靠,加热元件使用寿命长。 各种测温热电偶 (6)无流道凝料模具的应用实例 1.3 热固性塑料无流道凝料注射模具 热固性塑料的无流道凝料注射成型用温流道注射模具。 1 成型原理 温流道注射成型时要使流道内的塑料象在注射机料筒内一样始终保 持熔融状态。为此,须在模具的流道处独立设置一个低温区,温度大致 在105~110℃范围。温流道板采用热水或热油循环保温,经测温和调温系 统带走或补充热量。模具型腔是高温区,温度在145~180℃左右。物料注 入型腔后在受热与承压条件下交联固化,生成网状结构的不熔不溶物质。 低温区与高温区之间的绝热是温度控制的关键,它们之间通常用石棉水 泥板或环氧玻纤板绝热。同时还需对定模固定板和动模固定板绝热。气 隙绝热也是常用的隔热手段。温流道板和喷嘴四周均有气隙。喷嘴处于 高、低温的界面,应该用导热性差的合金钢制造,也可用PI等高强度塑 料镶于喷嘴口,喷嘴的上端需通过调温介质维持低温。 温流道注射成型要求物料在流道中保持良好的流动性,且对压力敏 感,进入高温型腔后又能快速固化。 温流道注射成型可节省15%~35%的原料,且能一模多件生产,是 很有前途的成型工艺。但它对温度控制要求严格,技术难度大,模具成 本高。 1.3 热固性塑料无流道凝料注射模具 2 温流道注射模具的结构 1)多型腔温流道 注射模具 1—动模固定板;2—推板; 3—推杆固定板;4—推杆; 5—绝热板;6—加热棒; 7—动模垫板;8—动模板; 9—凹模镶块;10—型芯; 11—定模板;12—水孔; 13—温流道板; 14—定位环;15—隔热板; 16—定模固定板; 17—侧板;18—锁模板; 19—绝热板;20—喷嘴。 多型腔温流道注射模具的结构 1.3 热固性塑料无流道凝料注射模具 2)单型腔温主流道注射模具 对于一模一腔的热固性塑料注射模,可专门设计和制造由调温介质控制 温度的喷嘴替代原注射机喷嘴,延伸到模具中。 延伸式喷嘴直接同浇口相接,成型后塑件上留下疤痕。喷嘴四周有气隙 绝热,注射保压后喷嘴离开模具。喷嘴温控严格,过冷过热均会使物料固化。 隔套式喷嘴当注射发生故障时能很方便地去除固化物。 1.3 热固性塑料无流道凝料注射模具 3 模具设计要点 1)温流道板与模板之间必须有良好的绝热措施,防止流道板温 度升高,产生故障。 2)模温须准确控制,允许在5℃范围内波动。流道板与各喷嘴应 分别控温。 3)温流道应采用圆形截面,以利于熔体保温和填充流动,一般 直径为6~8㎜。有纤维填料时应取较大值。流道不应有死角和凹 槽等滞料区。流道表面粗糙度应与型腔一致,最好镀铬以保证耐 磨性。 4)喷嘴孔径一般不小于4㎜,并带有0.5°~1°的倒锥,便于浇 口脱模。 5)温流道板上应分设分型面,并配有挂钩式的开合锁板,以备 从流道内取出固化物的需要。 6)流道容积应比一次注射塑料的总体积小,防止塑料熔体在流 道内停留时间过长而固化。

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