XXXX热流道基础知识培训

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,热流道基础知识培训,SM HOT RUNNER,2011.05.01,作者：桑培超,内部资料请勿外传,什么情况下适合使用热流道？,各种包装产品应用,注塑成型品是否需要几秒的成型周期？,注塑时间（,Injection time）,是否不到一秒？,是否在浇注口很小的情况下，需要极高的注塑压力？,目前是否使用高效率的模具（,High performance mould），,同时具备快速冷却来制作薄壁容器。,_,。,如果上述任一情况适用于目前的注塑，那么客户就需要高效的多型腔的热流道系统，以提高产品生产效率和产品质量。,各种医疗产品应用,是否因不干净的小颗粒污染了医用塑料而导致产品质量问题？,是否不能使用回收原料？,是否需要认证塑料原料的纯度？,是否需要高洁净的室内注塑环境？,_,如果上述任何一种情况存在，客户就需要精密的多腔的热流道系统以改善高纯度工艺的医疗产品。,SM,的热流道系统和温控器适用于这种高要求的医用塑料原料，同时也采用了先进的热流道设计和制造方法来生产这种适用于医用产品的热流道系统。,这样可以保证医用级的高分子材料在注塑工艺中保持其优化的物理性能,。,各种技术产品应用,塑料件是否要求具备极高的品质和优良的综合性能？,塑料件是否要求极高的尺寸精度和公差？,是否使用工程塑料，高分子混合剂，以及其他添加剂？,_,如果上述情况之一存在，,SM,就能够提供优良的热流道系统来改进客户的技术产品质量，通过扩大其工艺窗口从而更有效地控制工艺参数，诸如压力，温度，时间和流量等。,热流道基本知识（一）,什么是热流道？,热流道系统是由热嘴、流道板、温控箱三大部分组成，是塑料注射成型中一种完善的进胶结构形式。,热流道的原理？,热流道系统工作原理是在塑料模具内安装加热器，利用加热和温度控制的原理使模具的浇道保持熔融状态。犹如注塑机的炮台直接延伸到产品型腔的进胶点，使产品更直接轻松的成型。,热流道的优点？,缩短加工周期，提高效率。,代替冷流道，从而不产生料把（水口料），无需再粉碎。,提高产品一致性，提高产品质量。,改善产品外观。,降低产品应力，减少产品变形。,采用阀浇口，进行分步注塑，加工制造不同规格尺寸的零件系列。,提供更多的加工程控，以便对注塑工艺进行精确调整。,热流道基本知识（二）,热流道系统的组成？,热流道系统由热喷嘴、热流道板、高精度温度控制器等组成,同一模具可装单嘴或多嘴（最多可达,148,个）。,热流道系统的性能（设计原则）？,精确控制熔体塑料温度，消除材料降解。平衡式流道设计，零件型腔均匀填充。流道无死角区域，保证快速换色，防止材料降解使压力损失降到最低。,选用热流道应注意哪些？,很多条件都是选择热嘴时考虑的因素，例如：不同的塑料特性， 制品的形状、大小、厚薄、重量，型腔排列和浇口位置，我们有数款不同形状和大小的热嘴和流道板以适应各种产品，,SMHOT,的专业工程师会替您选出最合适的款式，来满足您的需要。,国际知名品牌热流道,国产：,塑美,、麦士德、,KLN,克朗宁、江浙沪沿海地区以及广东地区的热流道品牌很多。先锐是,YUDO,在中国的子公司。,国外：,韩国 ：,YUDO HOTSYS,就是柳道万和 与 信好,日本 ：世纪,FISA,菲莎（世界唯一的弹簧自锁针阀热流道）,德国：,HASCO,哈斯高,GUNTHER,坤特,美国：,DME,INCOE,（英柯欧）,FASTHEAT,（法实特）,加拿大：,HUSKY,赫斯基,MOLD-MASTER,马斯特,新西兰：,MASTIP,荷兰 ：,SYNVENTIRE,圣万提,中国台湾： 模懋 、 长新。,主要提提,DME,（北美的标准） 、,HUSKY,、,FISA,（唯一的弹簧自锁针阀） 、,MASTIP,（专攻瓶胚模热流道） 、,MOLD-MASTER,（世界上占有率最高） 、,YUDO,（亚洲市场占有率前列）,热流道分流板,SM,分流板系统采用外加热方式，在分流板两面都装有来自欧洲的进口发热管，使其充分接触分流板以保证平衡加热，分流板温度分布均匀，并有易更换维修的方便。,SM,为客户设计分流板时，都先进行电脑模拟流动分析（,mold-flow,），在设计上达到了最佳的流体力学性均衡，使分流板各出胶口的流量平衡。,SM,分流板系统采用国外名牌不锈钢材料，保证经久耐用。,SM,分流板系统有从“,1,、,2,、,3,、,4,、,6,、,8,、,12,、,16,、,24,、,32,”等不同的出胶排位系统，可满足不同客户的不同产品的需要，并为客户设计特殊分流板系统（叠层模等）,热流道热喷嘴,热流道喷嘴是热流道系统的终端，它将熔料输送到模具型腔或附加的冷流道。,塑美,技术人员在成功总结了几千套热流道系统经验的基础上又成功开发了：小直径耐磨喷嘴、弹簧喷嘴及镶铜喷嘴。,浇口种类有：点浇口、大水口、针阀浇口、侧浇口。,喷嘴特性：,1,，设计的普遍性，适合所有塑料形状和模具结构；,2,，流道中溶体温度均匀 ；,3,，可快速换色；,4,，与模具的绝缘保持良好；,5,，零件互换性好，易更换 ；,SM,所有喷嘴都采用最优质的加热圈，运用国际通用的,J,型热电偶，使探测的实际温度更精确，并可保证熔体温度分布平衡均一 ，特殊的工艺制造保证了内部流道的光洁度和无死角功能。,热流道温控器,塑美温控器优势功能及特点,1,、微电脑,PIDD,自动控制,+,电脑自动微调（,VA,软启动），全量程显示，观察方便，读数精确，,抗干扰性能好，具有自动补偿，自动保护功能；,2,、能由面板切换自动,/,手动,/,自动微调,/soft-start,之输出功能。,3,、具有开机时微电脑自动调整功率输出防止瞬间启动加热烧毁电热。,4,、具有断电、断偶声光报警和漏电保护功能。,5,、温度显示可切换摄氏,/,华氏，,控温范围,0-537,。,6,、温度控制精度达,0.1,，热电偶,J,型及,K,型（选择）。,7,、箱体采用新型铝型材设计，外观轻盈大方。,8,、温控表采用最新设计：采用宽频电源，瞬间可耐电压,10000V,，电路板采用封胶设计，,防止灰尘及铁屑引起的短路。,热流道标准零配件,SM,为客户提供最优质的热流道表准零配件，从而保证客户的使用需求，快捷及时的提供所需产品。,SM,可为您提供热流道标准零配件：加热圈、热电偶、加热管、加热棒、连接器等。,SM,的优势：,1,，质量绝对保证，原材料绝对保证，所有产品出厂之前必须经过耐压、防漏电、,老化试验。所有产品出厂后一年内出现任何质量问题保修包换。,2,，交货期绝对保证，如因特殊原因不能保证交货期我们在订货前如实告知。,3,，性价比高，我们以进口的质量卖国产的价格。,4,，技术支持好：可以提供任何温控及加热器的技术咨询。,热流道常用材料,H13( 8407/SKD61),日本叫,SKD61,瑞典叫,8407,，其具有良好耐热性，抗热疲劳性能及耐液态金属冲蚀性能，高淬透性，优良综合力学性能，较高的抗回火稳定性。,(,一般用来做热喷嘴,),718H,（,P20+Ni/2738,）,美国叫,P20+Ni,德国叫,2738,，由于加了,1%,的,Ni,，淬透性极佳，可预硬交货。,（预硬,HRC3034,）,具有良好的电火花加工性能和抛光性能。,（一般用来做分流板）,4CR13,（,S136/2083/420,）,日本叫,S136,，德国叫,2083,，美国叫,420,，属中碳高烙型耐蚀模具材料，淬回火有较高硬度，耐蚀性和抛光性。,（一般用来做喷嘴、分流板）,4Cr13H,（,预硬模具钢）,淬火后比,3Cr13,硬度高一些、耐蚀性良好。 用途 作刃具、,喷咀,、阀座等。,4Cr13H,特性 有较强的耐硝酸及有机酸的腐蚀。,（一般用来做喷嘴、分流板）,热流道常用材料（续）,P20,（,618/40CrMo7,）,瑞典叫,618,，德国叫,40CrMo7,渗透性较好，可预硬交货。,（预硬,HRC2832,）,具有良好的电火花加工性能和抛光性。,（一般用来做分流板）,钛合金,钛合金是一种新型金属，其强度高、隔热效果好、耐蚀性强。,（一般常用来做嘴帽、隔热垫块）,热流道嘴芯,一般常用：,BECU,（高导铍铜）、,硬质合金,、,钼合金,等。,注射成型技术发展态势,世界塑料原料,1999,年突破,1.5,亿吨,，,2006,年突破达到,5,亿吨,。,2010,年更是突破达到,60,亿吨,。 在原料大幅度增长的同时， 塑料成型加工技术也取得长足进步， 典型的,热流道模具技术,必将得到长足的发展。,注射成型是低成本、大批量生产塑料制品的极好的加工方法，同时，也是开发高技术商品不可或缺的加工技术。以前，注射成型加工技术常常由塑料机械厂商和树脂厂商提出，而现在必须由成型厂商、最终的组装厂商、模具厂商、周边机器厂商等所有相关厂商合作，从各自的角度提出各种新技术，推动注塑技术的进步。在新产品开发和降低成本的激烈竞争中，为提高产品的附加价值，各生产厂商必须积极开发公司自己的最佳成型方法来成型本公司的产品，力争用个性化的技术生产个性化的产品。这些正是注射成型技术和注射成型机进步的动力。而,热流道模具技术,正是注塑成型技术进步的有力助化剂。,由此可见，,热流道,行业发展前景广阔。,概论,（1）,不断改进或涌现出的新的热塑材料对,热流道技术,提出了更高的要求：,防火剂，加强剂，稳定剂，其他各种高分子混合剂，以及弹性热塑材料，使得对,热流道,的评估和选择更复杂。,新的热塑材料需要更先进的,热流道,；,热流道,开发商必须不断的更新系统来适应这些新材料。,尤其是精小塑料件对更精密的,热流道,提出了要求,塑料件越小、越轻，生产中对塑料流体的滞流时间就越关注,对小制件、小喷嘴，精确的温控非常必要，这样才能满足不同结晶速度的热塑材料的工艺表现。,概论,（2）,对所有的非结晶材料，因为其固化速度慢，所以要求浇注口的冷却速度快（,cold gating）。,对所有易结晶材料，因为其固化速度快，所以要求从浇口到模具的隔热效果好（,hot gating），,并辅之以有效控制的冷却。这样才能既保证不过早冷却凝固，又可以在给定时间内冷却脱模。,易结晶材料的固化率高，尤其是带有添加剂，产品容易过早凝固。因此，浇注口的温度必须提高以保证在保压阶段结束之前，塑料都呈熔融状。浇注口的温度平衡从而满足特定的固化率至关重要。,塑料熔融隔热层：,好处：可绝热,坏处：给热敏感材料带来工艺问题，以及对换色不利。,热流道系统之热动力学,（1）,热流道系统在达到工艺温度后，理论上应保持该温度平衡。,达到热平衡状态后，方才开始注塑过程。,过热（,overheating），,或局部过热，导致热塑材料的热损害。,局部过冷则导致压降过大和填充困难。,理想情况下，热流道系统达到设定的工艺温度后，达到绝热状态，即没有任何热交换存在；,但是，流体流动产生剪切热，热流道与模板接触导致热损失，绝热状态难以维持。,所有的热损失，必须有稳定的热补充来保持平衡。但是，因为热损失乃局部且损失量变化不定，其局部热密度必须与局部的热控制保持一定的线性关系，即每个控制区域具有自己的热平衡。,热流道系统之热动力学,（2）,如何控制热传导导致的热损失：,1。减少接触面,2。将热量从热区到冷区的流动距离最大化,3。采用低传导率的隔热材料，如钛合金,如何控制热辐射导致的热损失：,1。减小热辐射面积，增大光洁度,2。采用高亮度的表面处理，如镍处理,采用均匀的滞动的空气绝缘，避免流动的空气,“,烟窗,”,效应。,分流道板材料采用,H13(1.2344)，,其传导性可以保证,1。有效的热阻以抵抗加热时的热脉冲,2。均匀的温度分布,热流道系统之热动力学,（3）,每个分流道板具有有效的独特的热能分布形式，其每个温控区的热电能不超过3000,W。,喷嘴加热线圈有两个功能：,1。负责保持所需要的热平衡状态,2。用以控制因浇注口冷却导致的周期性温度变化,J,型感温线用以监测因浇注口冷却而导致的热损失，以及浇注口的剪切摩擦所导致的热增加；可以精准地控制流道周期性的热动力特性。,热流道系统之流变学,（1）,热塑材料的流动能力取决了其微分子结构，线性高分子结构的材料要比非线性的，或有许多旁组结构的高分子材料容易流动得多；高分子量小或分子链较短的材料也比高分子量大或分子链较长的容易得多。,必须考虑,MFI，,粘度系数，因其决定了热流道大小和浇注口的几何形状。,选择热流道时，必须提供材料及其特性，塑料制件信息（大小，重量，外观，壁厚）以及工艺性能。,流体在注塑压力下流过流道时，承受剪切应力。特定的材料只能承受特定的剪切应力，否则导致塑料微分结构变化，从而导致性能变化。,流道过小或流线过长都会导致高分子结构破坏，尤其是对剪切过敏或粘性太强的材料。,剪切发生于流体截面的速度变化，即摩擦。因此内置式加热棒不是一种好的加热方式。,压力损失或压降是用以衡量流体受剪切影响的指标。因此，从注塑机浇口到模具型腔之间的压降越小，则工艺条件越好。,热流道系统之流变学,（2）,另一重要的流变目标是热流道的流道均衡。自然平衡即指相同的流动长度，相同的流道直径，相同的转弯次数，其结果是每个型腔达到均匀的填充，一致的背压，和一致的产品质量。,非自然平衡即结合不同的流道大小和浇注口直径，达到尽可能的均匀填充。,自然平衡的热流道系统优于非自然平衡的系统。在自然平衡状态下，即使塑料材料或者工艺参数等变化了，其均匀填充特性也保持不变；而非自然平衡在应对这些变化时，会导致制件质量问题，比如各型腔重量一致性差。,自然平衡的热流道会带给客户最广的工艺窗口，尤其是对多腔模具，同时保证一致的高品质产品。,分流板中的流道设计对热敏感材料的注塑工艺有直接影响；抛光性好的流道有助于减少压降；圆弧过渡的曲线杜绝死角，以及塑料降解。,产品轻，注塑量小，以及注塑周期长会极大的增加流体的滞流时间，此时需咨询材料专家，以确定关键的滞流时间。增加工艺温度会极大的减少滞流时间。,热流道系统之机械力学,（1）,模具/热流道系统表面上看为一静态机械系统，实际在注塑周期中为高动态系统。,周期性的加热和冷却以热膨胀/冷缩的形式表现出来。,模具强度不够，不足以承受该周期性的作用力，从而导致漏胶；其机械稳定性可以通过有限元分析法计算。,用以紧固模板的螺钉数量必须足够，以抵消因热膨胀和注塑压力而产生的内力。螺钉的预紧力可以防止模板因力而分离，螺钉的位置应尽可能靠近浇注点，且均匀分布。,对于某些浇注方法，比如热尖式，鱼雷（,Torpedo,）式，因有许多融胶停留于浇注区域起绝热作用，每个喷嘴近6吨的作用力作用到嘴尖和浇注口出口处，这样会损坏那些强度不足的模具。,模板中用以安装热流道系统的空间大小要有效控制，过大的金属量切除会导致模具的刚度没有足够的支撑来保证。,热流道系统之机械力学,（2）,注塑机喷嘴传递足够大的力至热流道系统。所传递的力只需足够大即可，以避免漏胶。,另一个设计原则是保证热流道系统能够不受阻碍地自由热膨胀。分流板以中心定位环定位，两端自由膨胀。此方法可保证每个喷嘴完美地保持在喷嘴定位孔中心，这样对一致的浇口尺寸至关重要。,如下方法可以优化的浇口功能：,1。模具中浇口中心与喷嘴孔中心的同心度,2。精确加工的喷嘴孔，以利喷嘴精准地坐落其中,3。一致的喷嘴头高度,喷嘴的双向热膨胀的原点位于喷嘴头与喷嘴头座的接触面上，该位置可用以计算朝向型腔板和分流道锁模板的热膨胀。,热流道系统之机械力学,（3）,热流道设计必须考虑到足够的抗腐蚀性。比如：,PVC,分离出氦气（,Halogens）,POM,分离出甲醛（,Formaldehydes,）,PET,分离出一种芳香剂乙缩醛（,Acetaldehgdes,）,大部分情况下，一些填充剂和增强剂（如,GF, Ceramics）,会加大该腐蚀剂的严重性。,如何保护热流道系统不受腐蚀影响：,1。使用防腐性能好的模具钢和合金，如铬，镍，钛等,2。表面硬化处理，如氮化，氮化钛,3。采用高速钢,4。表面升级涂层处理，如涂镍,塑料材料,(1),材料一般分为非结晶材料与易结晶材料，二者又可按工艺温度和其固化温度的差别分为不同的结晶程度之材料：,1。易结晶材料的温差特性为小于50度,PA66:,工艺温度285度-固化温度255度=30度,POM:,工艺温度200度-固化温度180度=20度,2。对于非结晶材料的温差特性为大于100度,ABS:,工艺温度250度-固化温度110度=140度,PC:,工艺温度300度-固化温度150度=150度,在相同的冷却时间内，非结晶材料在浇口处的冷却速度必须要比易结晶材料快得多，在某种程度上，该冷却速度也受到下述因素的影响：,1。喷嘴尖处的温度,2。喷嘴尖和模具钢体之间的绝热层,3。喷嘴尖本身,塑料材料,(2),塑料材料特性表,塑料材料/分子结构,非结晶体,半结晶体,结晶体,分子重量,低,中,高,熔融流动指数（,MFI）,高，润滑剂,中,低,加强剂，填充剂,无,低百分比,高百分比,添加剂，阻燃剂,无,有,热、剪切敏感性,不可行,可接受,倾向于,固化率,慢,中,快,塑料材料,(3),塑料材料特性表,塑料材料/分子结构,非结晶体,半结晶体,结晶体,塑料件,每射出量,低,中,高,壁厚/流线长度比,小,中,大,公差范围,大,平均,小,浇口外观质量,很好,好,一般,塑料材料,(4),塑料材料特性表,塑料材料/分子结构,非结晶体,半结晶体,结晶体,注塑工艺,温度窗口,广,中,窄,注射速度,低,中,高,产生的压降,高,一般,低,保压影响,小,大,浇注方法（,Gating）,（1）,流体流经分流板和喷嘴，并通过浇注口流至型腔，导致巨大的剪切率，因而导致大的压降，摩擦热和应力。,小口径的浇口比大口径的浇口冷却断胶快，因而成型周期要短。,浇注口大小选择最先考虑下述因素：,1。材料特性,2。塑料件大小情况,3。工艺要求,通过试模，再对浇注口进行优化,每单位周期的材料填充率由制件所需的填充速度所决定；但必须保证剪切率不得超过最大的许用剪却率。,浇注口必须有足够的冷却，浇注口熔融体的温度越低，制件越易断开而脱模。,冷却固化不够的浇口导致抽丝，流涎等。,浇注方法（,Gating）,（2）,出浇口处流体的流动形式决定塑料件的收缩性及其他性质：,1。中心位浇口产生涡旋形流体形式分布，对圆形对称体有利,2。侧边位浇口，尤其是对加有玻纤的制件，可形成顺着结晶方向的流形,对于针阀式浇口，针阀的前端部必须足够冷，这样在脱模时不至于使塑料件粘附于针阀之前端；但也不能使针阀顶端过冷，这样周边的熔融料会固化而影响到下一次注塑。,精确的温度控制至关重要。,