熱恒熱流道技術專家對熱流道功能分解及表達

　　來源：熱恒熱流道

　　在現實生活中隨處可見功能～詞，產品的功能是設計的目的或意圖，是對于某一產品的特定的工作能力的抽象化的描述。它是～個主觀的概念，對于相同的事物和行為，不同的或相同的人，從不同的側面，處于不同的時間或環境，都會對功能有不同的表示和理解方式。功能和人們常用的“功用”、“性能”、tt能力”等概念既有聯系又有區別。因此，在產品設計的研究中，有一些學者對功能進行了定義，以求在設計中能夠統～、有效地描述和表達功能，這樣也使功能的表示能適合計算機的處理和存儲。

　　19世紀40年代，美國人L.D.Miles在他的《價值工程》一書中，首先明確地提出了功能(Function)的概念，并把功能作為他的價值工程研究的核心問題。他認為，功能是產品、工程項目或各項工作所提供的作用，以做什么的形式來描述功能。60年代，歐美各國先后開展了設計學的研究。“功能”的概念被明確地用作設計學的一個基本概念，并且成為設計的核心問題。

　　德國學者Pahl和Beitz將功能定義為：功能是為了完成一定任務而存在于輸入和輸出的系統量之間的通用的和期望的連接。相應地，用能量、物質、信息流的轉換來表達功能。德國工程師協會有關設計方法學的指導性文件把功能定義為，一個系統為完成一項任務，而對輸入、輸出和狀態參數之間的一般關系的抽象。相應地，他們將功能表示為能量、物質、信息流的轉換，用流圖來表達設計問題。這個定義廣泛地為設計研究者所接受和使用。另外一種觀點是認為功能是物體所產生的作用和效應的一種描述，即它做什么。這種定義與人們通常對產品功能的理解和描述比較相近，通常用自然語言來表達。

　　熱流道的主要功能是將自注塑機噴嘴射入的熔融塑料輸送到型腔，這個過程中需盡量保持一定的塑料溫度，盡量減小流動過程中的壓力損失，根據型腔數目將塑料熔體等分分流，無凝料，無滯留，無流涎。其他輔助功能如換色方便，承受注塑機注射壓力，塑件冷卻方便。下面具體闡述目前各功能對應的結構解模式。

　　1、保持熔體溫度。

　　熱流道系統上均勻的溫度分布是保障成功地應用熱流道技術的關鍵之一。在熱流道與模具接觸的部位會有熱量損失導致局部溫度降低，所以在分流板上布置加熱元件時要給予考慮.在熱量損失大的部位加熱元件就要集中一些。如果放一條加熱元件過長，就應改放幾個較短的加熱元件將分流板分成幾個可分別進行溫度控制的區域。在每個區域都應放置測量溫度的熱電偶，形成閉環控制。這樣用戶可根據需要來調整不同區域的濕度設置，可有利于擴大加工參數范圍。加熱元件的布置應跟隨流道形狀，盡量保證加熱元件在各處與流道有相等的距離，以有利于對整個流道有均勻的加熱。加熱元件不應橫跨過流道，以避免產生局部熱點損害塑料溶體。

　　熱流道和噴嘴分為內加熱系統和外加熱系統。內加熱系統適用于剪切不敏感的低粘度聚合物，而外加熱系統應用于高祜度的和對剪切敏感的聚合物。在內加熱系統中，加熱器位于流道的中心。熔體流過的是有適當尺寸的環形間隙。在加工高溫材料時，內加熱系統和噴嘴向模具傳達熱量較少，因此有優勢。但是如果注塑量大時，在內加熱系統的環形間隙中將產生很高的壓力損耗，并且，在環形間隙的外環區域，熔體因溫度梯度(加工溫度/模具溫度)而發生了凝固，實際的流體橫斷面常常只是設計斷面面積的30%——50%。

　　在外加熱系統中，流道由外部的加熱器加熱并保持在加工溫度。這樣，可利用暢通無阻的流道，從而有利于熔體流動。

　　外加熱系統這種設計方式由具有內部流道的環形集流管組成。集流管的設計具有與模具其它部位隔離的多種隔熱構造。優點是更好的控制溫度，但是成本比較高，設備復雜。較新的技術開發減小了集流管的尺寸，使安裝更容易。目前在多數領域，外加熱式熱流道代替了內加熱式熱流道。

　　2.流動過程壓力損失小化

　　流體在流道內流動時，因流道壁的阻力和流道轉彎等的影響，壓力必然有所損失。為了獲得有助于流體流動的流道，熔體的回轉處應盡可能地和緩。制造商們用不同的方法和工具實現這些目標。它們中的一些在多支管中采用回轉插塞，這也可以借助收縮技術實現，以確保安全、緊密地配合。另～些制造商將回轉插塞置于前側，這些通常要在此后進行機械加工。

　　3.分流及均衡填充

　　熔融的塑料自注塑機噴嘴射出時只有一個支流，而注入型腔時則和型腔數目及澆口數目匹配。因此需采用分流裝置將塑料熔體分成相應的支數。型腔的布置盡量遵循以下兩點：

　　a)盡可能采用平衡式布置，以便設置平衡式分流道。

　　b)型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而產生溢料現象。流道可區分為自然平衡(Natural Balanced)及自然不平衡(Natural Unbalanced)流道兩大類。自然平衡指模腔大小相同，且迸澆點至各模腔的距離相等，因此塑料流動自動平衡，可同時填滿所有模腔。如對稱的圓形模腔配置(CircularCavity Layout)、H型配置(H-Style Layout)、以及x型配置(X-Style Layout)等。

　　不平衡流道指迸澆點到各模腔距離不等長，因此各個模腔填滿時間有所差異的模穴。一般需依賴對流道及澆口尺寸作不同程度設計變更，使流道漉動得以平衡。這類流道見于一般的串式模腔配置(Layout in Series)。

　　在內加熱系統中，采用內部加熱的環形流道，加熱由流道內的探針和加熱梭(分配器管)提供。利用熔融塑料的隔熱效果減少熱的傳遞和模內其他地方的損失。盡管有分配器內的環形加熱器，在加熱梭與流道壁之間還是會有塑料的凝結出現。塑料必須在隔熱壁與加熱梭之間不停的流動，這與粘流量效果加在一起，會造成系統壓力下降，因此要考慮熱流道平衡的重要性。即內加熱系統適宜加工范圍大的材料和到各澆口等距的平衡流道。這種流道是幾何平衡的，各支流上的流道直徑必須對應相等。而外加熱系統既可以按直徑進行平衡，也可以按長度進行平衡。形式比較靈活。

　　4.無滯留，無流涎

　　流道表面粗糙會使得塑料熔體滯留，造成抉色不方便，而且流道有效內徑變小，流動壓力損失增大，可能造成充模不充分，影響塑件質量和外觀。為了減少滯留，流道的粗糙度必須盡量低，而且要保證無死角區域，以便快速換色，防止材料降解。

　　熱流道技術發展至今，在結構設計上已形成多樣化，但歸納起來，可分為單點進料和多點進料兩大類。單點進料使用的熱噴嘴分內熱式和外熱式;多點進料為熱流道與熱噴嘴的組件結構。無論哪一種，其熱噴嘴都裝入定模板，注塑時熔融塑料以很大的速度經噴嘴澆口直接進入模具型腔，開模時塑件在澆口處與噴嘴中的熔料分離。要求不滾涎、不拉絲、制品上殘露痕跡很小，達到良好的切斷、成型效果。

　　澆口是塑料從熔融的粘流態變為高彈態的轉變處。每次注塑后既能使枯流態的熔料在澆口附近停滯、又能保證其達到低的成型溫度。因此，精確地控制澆口附近的溫度和正確設計澆口的尺寸，是熱流道系統的關鍵。

　　根據熱恒熱流道專家20年經驗，澆口溫度～般應控制在T。到Tr+lO～20℃的范圍內。T，為塑料的粘流溫度，即塑科的低成型溫度。由于塑料內部結構的差異，依靠控制溫度是一個方面，而重要的還是正確設計澆口的尺寸。正確的澆口結構及尺寸，保證型腔充分填充，針闥式澆口及時關閉，從而減少流涎，縮短注塑周期。熱噴嘴常采用的澆口有點澆口(不含尖點的和含尖點的)、豎澆口、閥澆口等。各澆口的形式及在塑件上殘留痕跡。

　　點澆口(不含尖點的)磨損和注塑后在組件上殘留應力小、澆口處不會快速冷凝，但較易產生流涎和拉絲現象;而含尖點的點澆口磨損量較大，殘留應力較小，冷凝速度適中，流涎、拉絲現象不明顯;豎澆口的特點，基本同于不含尖點的點澆口。只是澆口殘痕大，甚至形成小料把。需要切除：閥澆13具有澆口殘痕、殘留應力極小，并不會產生流涎、拉絲現象，也不會快速冷凝，但磨損較明顯，由于設置杠桿機構使噴嘴結構復雜化。

　　熱流道澆口的尺寸一般在0.55—O.7m之間選擇。如同其它注塑模澆口，其直徑設計得越大，對樹臘的流動越有利，但同時在制品表面所留下的料堆也越大。因此我們需要對制品的重量、結構、表面技術要求、樹脂的性能以及模具結構作綜合分析后再來決定澆口的大小。一般的經驗是，對于同一制品，熱流道澆口尺寸比用點澆口的尺寸要小。