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一、引言
與普通流道模具相比， 熱流道模具有省時(shí)省料、效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等顯著優(yōu)點(diǎn)， 但曾一度因在使用上易產(chǎn)生故障而影響其廣泛應(yīng)用。隨著模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步， 熱流道模塑在流道熔體溫度控制、結(jié)構(gòu)可靠性及熱流道元件設(shè)計(jì)制造等方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步， 這使得熱流道技術(shù)重新得到人們的重視和青睞。
圖1 熱流道系統(tǒng)
在熱流道模具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中， 有諸多值得考慮和重視的問(wèn)題， 這些問(wèn)題解決得好壞， 直接關(guān)系著熱流道系統(tǒng)的成敗和制品質(zhì)量。因此， 對(duì)熱流道系統(tǒng)的故障及其成因進(jìn)行探討， 了解熱流道模塑應(yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)， 無(wú)疑十分有助于熱流道模塑技術(shù)的成功運(yùn)用。
二、注塑模熱流道系統(tǒng)常見(jiàn)故障的分析及對(duì)策
1、澆口處殘留物突出或流涎滴料及表面外觀差
(1)主要原因
澆口結(jié)構(gòu)選擇不合理，溫度控制不當(dāng)，注射后流道內(nèi)熔體存在較大殘留壓力。
(2)解決對(duì)策
? 澆口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。通常，澆口的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，會(huì)在塑件表面留下較長(zhǎng)的澆口料把，而澆口直徑過(guò)大，則易導(dǎo)致流涎滴料現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)上述故障時(shí)，可重點(diǎn)考慮改變澆口結(jié)構(gòu)。熱流道常見(jiàn)的澆口形式有直澆口、點(diǎn)澆口和閥澆口。
主流道澆口，其特點(diǎn)是流道直徑較粗大，故澆口處不易凝結(jié)，能保證深腔制品的熔體順利注射；不會(huì)快速冷凝，塑件殘留應(yīng)力最小，適宜成型一模多腔的深腔制品，但這種澆口較易產(chǎn)生流涎和拉絲現(xiàn)象，且澆口殘痕較大，甚至留下柱形料把，故澆口處料溫不可太高，且需穩(wěn)定控制；直澆口特點(diǎn)同普通注塑基本相同，但在塑件上的殘痕相對(duì)較小；點(diǎn)澆口的特點(diǎn)是塑件殘留應(yīng)力較小，冷凝速度適中，流涎、拉絲現(xiàn)象也不明顯；可應(yīng)用于大多數(shù)工程塑料，也是目前國(guó)內(nèi)外熱流道模塑使用較多的一類(lèi)澆口形式，塑件質(zhì)量較高，表面僅留有極小的痕跡；閥澆口具有殘痕小、殘留應(yīng)力低，并不會(huì)產(chǎn)生流涎、拉絲現(xiàn)象，但閥口磨損較明顯，在使用中隨著配合間隙的增大又會(huì)出現(xiàn)流涎現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換閥芯、閥口體。
澆口形式的選擇與被模塑的樹(shù)脂性能密切相關(guān)。易發(fā)生流涎的低粘度樹(shù)脂，可選擇閥澆口。結(jié)晶型樹(shù)脂成型溫度范圍較窄，澆口處的溫度應(yīng)適當(dāng)較高，如POM、PPEX 等樹(shù)脂可采用帶加熱探針的澆口形式。無(wú)定型樹(shù)脂如ABS、PS等成型溫度范圍較寬，由于魚(yú)雷嘴芯頭部形成熔體絕緣層，澆口處沒(méi)有加熱元件接觸，故可加快凝結(jié)。
?溫度的合理控制。若澆口區(qū)冷卻水量不夠，則會(huì)引起熱量集中， 造成流涎、滴料和拉絲現(xiàn)象，因此出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)應(yīng)加強(qiáng)該區(qū)的冷卻。
?樹(shù)脂釋壓。流道內(nèi)的殘留壓力過(guò)大是造成流涎的主要原因之一。一般情況下， 注射機(jī)應(yīng)采取緩沖回路或緩沖裝置來(lái)防止流涎。
2. 材料變色焦料或降解
(1) 主要原因
溫度控制不當(dāng)； 流道或澆口尺寸過(guò)小引起較大剪切生熱； 流道內(nèi)的死點(diǎn)導(dǎo)致滯留料受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
（2）解決對(duì)策
?溫度的準(zhǔn)確控制。為了能準(zhǔn)確迅速地測(cè)定溫度波動(dòng)， 要使熱電偶測(cè)溫頭可靠地接觸流道板或噴嘴壁， 并使其位于每個(gè)獨(dú)立溫控區(qū)的中心位置， 頭部感溫點(diǎn)與流道壁距離應(yīng)不大于10mm為宜，應(yīng)盡量使加熱元件在流道兩側(cè)均布。
溫控可選用中央處理器操作下的智能模糊邏輯技術(shù)， 其具備溫度超限報(bào)警以及自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，能使熔體溫度變化控制在要求的精度范圍之內(nèi)。
? 修正澆口尺寸。應(yīng)盡量避免流道死點(diǎn)， 在許可范圍內(nèi)適當(dāng)增大澆口直徑， 防止過(guò)甚的剪切生熱。內(nèi)熱式噴嘴的熔體在流道徑向溫差大， 更易發(fā)生焦料、降解現(xiàn)象， 因此要注意流道徑向尺寸設(shè)計(jì)不宜過(guò)大。
3. 注射量短缺或無(wú)料射出
（1）主要原因
流道內(nèi)出現(xiàn)障礙物或死角； 澆口堵塞； 流道內(nèi)出現(xiàn)較厚的冷凝層。
（2） 解決對(duì)策
?流道設(shè)計(jì)和加工時(shí)， 應(yīng)保證熔體流向拐彎處壁面的圓弧過(guò)渡， 使整個(gè)流道平滑而不存在流動(dòng)死角。
?在不影響塑件質(zhì)量情況下， 適當(dāng)提高料溫，避免澆口過(guò)早凝結(jié)。
?適當(dāng)增加熱流道溫度， 以減小內(nèi)熱式噴嘴的冷凝層厚度， 降低壓力損失， 從而利于充滿(mǎn)型腔。
4 .漏料嚴(yán)重
(1) 主要原因
密封元件損壞； 加熱元件燒毀引起流道板膨脹不均； 噴嘴與澆口套中心錯(cuò)位， 或者止漏環(huán)決定的熔體絕緣層在噴嘴上的投影面積過(guò)大， 導(dǎo)致噴嘴后退。
(2) 解決對(duì)策
? 檢查密封元件、加熱元件有無(wú)損壞， 若有損壞， 在更換前仔細(xì)檢查是元件質(zhì)量問(wèn)題、結(jié)構(gòu)問(wèn)題，還是正常使用壽命所導(dǎo)致的結(jié)果。
?選擇適當(dāng)?shù)闹孤┓绞?。根?jù)噴嘴的絕熱方式， 防止漏料可采用止漏環(huán)或噴嘴接觸兩種結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意使止漏接觸部位保持可靠的接觸狀態(tài)。
在強(qiáng)度允許范圍內(nèi)， 要保證噴嘴和澆口套之間的熔體投影面積盡量小， 以防止注射時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的背壓使噴嘴后退。采用止漏方式時(shí)， 噴嘴和澆口套的直接接觸面積要保證由于熱膨脹造成的兩者中心錯(cuò)位時(shí)， 也不會(huì)發(fā)生樹(shù)脂泄露。但接觸面積也不能太大， 以免造成熱損失增大。
5.熱流道不能正常升溫或升溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)
(1) 主要原因
導(dǎo)線通道間距不夠， 導(dǎo)致導(dǎo)線折斷； 裝配模具時(shí)導(dǎo)線相交發(fā)生短路、漏電等現(xiàn)象。
(2) 解決對(duì)策
選擇正確的加工和安裝工藝， 保證能安放全部導(dǎo)線， 并按規(guī)定使用高溫絕緣材料， 定期檢測(cè)導(dǎo)線破損情況。
6. 換料或換色不良
(1) 主要原因
換料或換色的方法不當(dāng)； 流道設(shè)計(jì)或加工不合理導(dǎo)致內(nèi)部存在較多的滯留料。
(2) 解決對(duì)策
? 改進(jìn)流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工方式。設(shè)計(jì)流道時(shí)， 應(yīng)盡量避免流道死點(diǎn)， 各轉(zhuǎn)角處應(yīng)力求圓弧過(guò)渡。在許可范圍內(nèi)，流道尺寸盡量小一些，這樣流道內(nèi)滯留料少、新料流速較大， 有利于快速清洗干凈。加工流道時(shí)， 不論流道多長(zhǎng)， 必須從一端進(jìn)行加工， 如果從兩端同時(shí)加工， 易造成孔中心的不重合， 由此必然會(huì)形成滯留料部位。一般外加熱噴嘴由于加熱裝置不影響熔體流動(dòng)， 可以較容易地清洗流道， 而內(nèi)加熱噴嘴易在流道外壁形成冷凝層， 故不利于快速換料。
?選擇正確的換料方法。熱流道系統(tǒng)換料、換色過(guò)程一般由新料直接推出流道內(nèi)的所有滯留料，再把流道壁面滯留料向前整體移動(dòng)， 因此清洗比較容易進(jìn)行。相反，若新料粘度較低，就容易進(jìn)入滯留料中心， 逐層分離滯留料， 清洗起來(lái)就較為麻煩。倘若新舊兩種料的粘度相近時(shí)， 可通過(guò)加快新料注射速度來(lái)實(shí)現(xiàn)快速換料。若滯留料粘度對(duì)溫度較為敏感， 可適當(dāng)提高料溫來(lái)降低粘度，以加快換料過(guò)程。
圖2 熱流道系統(tǒng) 圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)
三、選擇和應(yīng)用熱流道的注意事項(xiàng)
為盡可能排除或減少使用中的故障， 在選擇和應(yīng)用熱流道系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。
1. 加熱方式的選擇
(1) 內(nèi)加熱方式。內(nèi)熱式噴嘴結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 造價(jià)較高， 零件更換困難， 對(duì)電熱元件要求較高。把加熱器安放在流道中間， 會(huì)產(chǎn)生環(huán)形流動(dòng)， 增大容體摩擦面積， 壓力降可能有外熱式噴嘴3倍之多。但由于內(nèi)加熱的加熱元件設(shè)在噴嘴內(nèi)的魚(yú)雷體中， 熱量全部供給物料， 故熱損失小， 可節(jié)約電能。若采用點(diǎn)澆口，魚(yú)雷體尖端保持在澆口中心，利于注射后澆口切斷并因澆口凝結(jié)晚而使塑件殘留應(yīng)力較低。
(2) 外加熱方式。采用外熱式噴嘴， 可以消除冷膜， 降低壓力損失。同時(shí)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，以及熱電偶安裝于噴嘴中部使溫控準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)， 目前在生產(chǎn)中獲得了普遍應(yīng)用。但外熱式噴嘴熱損失較大，不如內(nèi)熱式噴嘴節(jié)能。
2. 澆口形式的選擇
澆口的設(shè)計(jì)和選擇直接影響塑件質(zhì)量。在應(yīng)用熱流道系統(tǒng)時(shí)， 應(yīng)根據(jù)樹(shù)脂的流動(dòng)性能、成型溫度以及產(chǎn)品質(zhì)量要求來(lái)選用合適的澆口形式， 以防止出現(xiàn)流涎、滴料、漏料和換色不良等現(xiàn)象。
3. 溫度控制方式
當(dāng)澆口形式確定后， 熔體溫度波動(dòng)的控制將對(duì)塑件質(zhì)量起關(guān)鍵作用。很多時(shí)候出現(xiàn)的焦料、降解或流道阻塞現(xiàn)象大都是溫度控制不當(dāng)造成的， 尤其是熱敏性塑料， 往往要求能迅速準(zhǔn)確地反應(yīng)溫度波動(dòng)情況。
為此， 應(yīng)該合理地設(shè)置加熱元件， 防止出現(xiàn)局部過(guò)熱， 確保加熱元件與流道板或噴嘴的配合間隙， 盡量減小熱損失， 同時(shí)應(yīng)盡量選擇較為先進(jìn)的電子溫控器，以滿(mǎn)足溫控要求。
4 .熱流道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定后的計(jì)算內(nèi)容
(1) 各分流道的溫度和壓力平衡計(jì)算。熱流道系統(tǒng)的目的就是將從注塑機(jī)噴嘴中注入的熱塑料，以相同的溫度通過(guò)熱流道并以均衡的壓力將熔體分配到模具的各個(gè)澆口， 故應(yīng)對(duì)各流道加熱區(qū)的溫度分布以及流入各澆口的熔體壓力進(jìn)行計(jì)算。
(2) 熱膨脹引起的噴嘴和澆口套中心偏移量計(jì)算。即應(yīng)保證熱(膨脹的) 噴嘴和冷(沒(méi)有膨脹) 澆口套的中心線能準(zhǔn)確定位對(duì)準(zhǔn)。
(3) 熱損失計(jì)算。內(nèi)加熱的流道是由冷卻的模套包圍和支撐的， 所以應(yīng)盡量準(zhǔn)確地計(jì)算由于熱輻射和直接接觸(傳導(dǎo)) 所導(dǎo)致的熱損失量， 否則，實(shí)際的流道通徑會(huì)因流道壁冷凝層的加厚而變小。
5. 流道板的安裝
應(yīng)充分考慮絕熱和承受注射壓力兩方面的問(wèn)題。通常在流道板和模板間設(shè)置墊塊和支撐件， 這一方面可承受注射壓力， 以免流道板變形而產(chǎn)生漏料現(xiàn)象， 另一方面還可減小熱損失。
6. 熱流道系統(tǒng)的保養(yǎng)
對(duì)于熱流道模具， 使用中定期進(jìn)行熱流道元件的預(yù)防性保養(yǎng)是十分重要的， 這項(xiàng)工作包括電氣測(cè)試、密封元件和連接導(dǎo)線的檢查以及元件臟物的清洗工作等。
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來(lái)源：jmrwy
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