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關鍵字： 熱流道；加熱；絕熱；發展 摘　要： 簡要介紹了熱流道模具的優缺點，總結了熱流道板和噴嘴常用的加熱方式和絕熱方式，提出了熱流道技術的發展動向。

隨著塑料原材料性能的不斷提高，塑模在模具中所占的比例日趨增大，已被廣泛應用于國民經濟各部門和日常生活中，而熱流道模具以其獨到的優勢也得到了越來越廣泛的應用。與冷流道模具相比，熱流道模具具有以下優點[1] [2]：

（1）縮短制件成型周期。由于沒有流道系統，塑件的冷卻時間和模具的開模行程都可縮短，從而可以縮短成型周期。據統計，與普通流道相比，熱流道模具的成型周期一般可以縮短30%左右。

（2）提高產品質量，減少廢品率。在熱流道模具成型過程中，塑料熔體溫度在流道系統內得到準確控制，塑料以更為均勻的狀態流入各模腔，從而可以得到高品質的零件，而且用熱流道成型的塑件澆口質量好，脫模后殘余應力低，零件變形小。市場上很多高質量的產品均采用熱流道模具生產，如手機、打印機、筆記本電腦中的許無生產廢料，這對于高價格塑料原料的應用來說，項目意義尤其重大。多塑料零件等。

（3）節省塑料原料。因熱流道模具不產生澆道凝料，所以

（4）消除后續工序，有利于生產自動化。制件經熱流道模具成型后即為成品，無需修剪澆口及回收加工澆道凝料等工序，有利于生產自動化，大幅度提高生產效率。

（5）擴大注塑成型工藝應用范圍。隨著熱流道技術的完善和發展，目前熱流道模具不僅可以用于成型熔融溫度范圍較寬的塑料，如聚乙烯、聚丙烯等，也可用于成型加工溫度范圍較窄的熱敏性塑料。而且在流道技術基礎上發展起來許多先進的塑料成型工藝，如多色共注、多種材料共注工藝、疊層模具等。

盡管與冷流道模具相比，熱流道模具具有許多無可比擬的優點，但我們也不能忽視熱流道模具的缺點。概括起來，一般的熱流道模具在使用過程中存在以下缺點[3]：

（1） 結構復雜。由于電加熱器容易產生局部過熱，易將樹脂燒焦而造成產品報廢，因而必須對熱流道進行分區多點加熱及控溫，這就導致模具結構的復雜化。

（2） 模具費用高。由于采用分區加熱，多點控溫，使得控溫裝置費用提高從而增加模具生產成本。

（3） 檢修復雜。由于溫度控制不良等因素加熱裝置極易被燒損，增加了檢修項目。而且，每次檢修往往都要將模具從注射機上卸下來，拆模后進行檢修，從而增加了生產上的輔助工時，使生產率降低；

（4） 不能從根本上解決熱流道系統中局部過熱的問題。由于熱流道系統多采用分區加熱，多點控溫，必然需要多個加熱及溫控裝置，而且這些控溫裝置自身都存在精度誤差的問題，使得熱流道系統中各個區域的實際溫度并不均勻。

（5）由于澆口和熱流道噴嘴離模腔較近，采取絕熱措施后仍不能避免熱量散失，使熱流道噴嘴兩端溫差較大，難以維持溫度的均衡，從而給注射成型帶來不利影響。

1熱流道系統的關鍵技術

我們知道，熱流道是一種采用加熱的方法使處于注射機噴嘴到模具型腔澆口間整個流道中的塑料一直處于熔融狀態，從而在完成注射后只需取出產品而不產生澆道凝料的先進澆注系統。圖1所示的為一副多型腔熱流道模具，從圖中可以看出，塑料熔體需流經主噴嘴、熱流道板、分噴嘴，最終才能到達模具型腔。所以在使用過程中如何保證塑料在主噴嘴、熱流道板和分噴嘴中一直保持熔融狀態且溫度均衡，如何對溫度較高的熱流道系統和溫度相對較低的模具型腔之間進行隔熱即為熱流道技術的關鍵。

1.1 熱流道系統的加熱

1.1.1 熱流道板的加熱

（1） 加熱功率的計算

熱流道板的加熱功率計算公式^[4]如下：

式中：N為加熱功率，T為熱流道板所需升高的溫度，G為熱流道板的重量，t為升溫時間，習慣上以1小時為準，但近年來為提高生產效率對中小型模具可改為0.5小時， 為熱效率，一般取0.2～0.3。

（2） 加熱方式

熱流道板的加熱方式主要有兩種，即內加熱式和外加熱式。

外加熱式是從流道外部對流道進行加熱，一般是在與流道平行的方向上開設加熱孔，內插加熱棒或安裝加熱圈，如圖2所示。這種加熱方式間接加熱流道中的塑料，不會產生局部過熱現象，流道內熔體的流動阻力小，流道容易加工，加熱裝置容易購買，出現故障后容易維修更換，但熱效率較低。

內加熱式是將加熱棒設置在流道中，從流道內部對塑料進行加熱，如圖3所示。這種加熱方式與外加熱方式相比，熱效率較高，但容易出現局部過熱的現象，而且熔體的流動阻力增大，需使用高壓成型，塑件可能會產生較大的內應力。

（3）噴嘴的加熱

噴嘴的加熱功率計算較熱流道板的加熱功率計算復雜得多，目前尚無定論，一般由經驗公式計算。噴嘴的加熱方式主要有無加熱式、外加熱式和內加熱式。

無加熱式噴嘴是指不用加熱器加熱噴嘴，而是由熱流道板的熱量使噴嘴內的塑料保持熔融狀態，如圖4所示。這種噴嘴一般使用導熱性好的鈹銅制作，而且長度不能太長，一般以40mm為限。

外加熱式噴嘴在噴嘴的外周裝有加熱圈，如圖5所示。這種加熱方式不會產生局部過熱的現象，但在模具型腔板的背面必須開槽以便裝入加熱圈，而且加熱圈的大小也會受到限制。

內加熱式噴嘴在噴嘴內插入加熱棒，如圖6所示。這種噴嘴的熱效率高，噴嘴前端的溫度較容易控制，澆口不會固化，但由于加熱棒的直徑小，使瓦密度增大，致使加熱棒的壽命縮短。

1.2 熱流道系統與模具之間的絕熱

為保持熱流道系統中的塑料在加工過程中一直處于熔融狀態，如前所述，必須采用各種加熱方式對熱流道系統進行加熱，因此熱流道系統的溫度相對較高。但為得到合格的塑料制品，模具的溫度必須低于塑料的玻璃化溫度，模具的溫度相對較低。所以在設計熱流道模具時，必須充分考慮注射機模板和模具底板之間、流道板和模具底板之間、流道板和型腔板之間、噴嘴和型腔板之間的絕熱。

注射機模板和模具底板之間，一般采用6～10mm的石棉板絕熱。流道板和型腔板、模具底板之間常采用3～8mm的空氣間隙進行絕熱，如圖1所示。所有與熱流道板接觸的承壓部件必須控制在最小的數量內，而且最好使用導熱性低的材料制造。噴嘴和型腔板之間常采用塑料熔體，如圖4、5所示，或空氣間隙進行絕熱，如圖6所示。

2 發展動態   

熱流道技術是應用于注塑工業的一項先進技術，在國外已有很廣泛的應用。但在我國，該項技術還處于起步和推廣階段。如前文所述，熱流道系統中仍存在諸多問題，如能從以下幾個方面得到改進，將會使熱流道技術更加完善，從而得到更為廣泛的應用。

使熱流道系統元件標準化，簡化和降低熱流道系統的維修費用。

引進新型加熱技術，如熱管技術[5]，使熱流道系統內的溫度更加均勻。

提高溫控技術，使控溫更為精確。

延長核心元件的使用壽命。

參考文獻

[1] 馬國亭.模具制造，2005.(2):5

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