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由于注射制品的結構、形狀與大小及加工生產要求，一些特種注射模必須采用熱流道技術。最近，本公司致力于織物襯里、多型腔瓶蓋和疊式注塑模的設計和生產。本文筆者對此工藝進行了扼要介紹。



1 織物襯里注塑模



汽車內飾用長條的織物襯里的聚丙烯注射件（如圖1所示）。前些年，這類制品的注射模具依賴進口。它必須用多個開關式熱流道噴嘴串接，依次逐點地自動控制注射。在較低的注射壓力下，讓織物均勻覆貼在動模上。保證織物與塑料黏結復合。制品上無熔合縫，無明顯的翹曲變形。這種在織物襯里上注射方法稱為模內復合，即IML（in-mould lamination）注塑。國內俗稱包布模。

 

圖1 聚丙烯織物襯里內飾件注射模塑

串接式注射原理見圖2。注射從一端的開關式噴嘴開始，臨近的噴嘴只有當熔料前沿經過它們時才打開。當最后的噴嘴將型腔充滿后，所有的噴嘴必須打開，以實施保壓過程。噴嘴的數目和熱流道的幾何參數應該用計算機模擬軟件建立。從型腔的一端起始完成的熔料充填，也有從中央注射點向兩側推進。由注射機螺桿運動的作用，控制這些開關式噴嘴的順序開放。也有用時間繼電器控制的。

 

圖2 串接式注射原理

a)一端噴嘴打開；b)料流前鋒到達時噴嘴依次打開；

c)所有噴嘴打開，最終充滿型腔并保壓。

在型腔被熔體充填時，從相反方向與熔料前峰相遇是不允許的。這會使織物襯里萎縮起皺。用串接式的幾個注射點，用傳輸料流的前峰，保證織物被均勻保壓在模壁上。進而，在眾噴嘴的間距和制件厚度確定后，必須對每個充填區提供相同的低壓力降。



在IML模具內，從塑料層一邊注射，織物放置在動模型腔內。脫模頂出系統和熱流道系統必須設置在定模上。



熱流道系統的開關式噴嘴由氣缸閉合，而且頂出板也用氣缸驅動，這可防止任何漏油污染織物襯里。制品的多余襯里在專用切割機床上切除。



動模上的織物襯里制品必須強化冷卻。由于織物的絕熱性能使注射制品冷卻困難。織物襯里也使注射充模的料流不對稱，導致向襯里翹曲變形。在定模的噴嘴區需加強冷卻，來抵消朝中央的翹曲變形。



聚酯PET飲水或飲料的塑料瓶蓋，生產批量很大。用高密度聚乙烯HDPE模塑，每個重2g。蓋內有緊固螺紋。蓋頂下有密封圈。瓶蓋開啟后，有緊箍環留在瓶頸上。瓶蓋與緊箍環之間有6～8注射連接點。旋蓋時扭斷連接點。



這種瓶蓋注射模，有強制頂出的脫模機構。有成型連接點的雙滑塊的側向分型機構。用針點式澆口，在瓶蓋中央的澆口痕跡很小。為提高生產率，參照進口模具，設計和生產了32腔瓶蓋注塑模。采用4×2×4 的型腔平衡布置，見圖3所示熱流道澆注系統的流動充模分析。

 

圖3 32腔HDPE瓶蓋注射澆注系統的壓力分析

澆道所消耗的塑料量超過了模塑件的重量。如果采用冷流道系統，發達的澆道凝料，需專設機構將其從定模中頂出。大量的澆道凝料需要粉碎，再次加熱熔化。而且這種回頭料的質量差，只能小份額地混進新料再次塑化注射。因此這種多型腔的注射模，必須采用熱流道技術。在提高生產率時，還能省物料，有利于壓力傳遞，也縮短了注射周期。多腔瓶蓋熱流道注塑模，用32個頂針式噴嘴；有40個溫度檢測點。熱流道系統的流道直徑用聚合物流變學原理計算。圖3所示moldflow分析結果，澆注系統包括主流道、三級分流道和點澆口的壓力損失，不到30MPa。制品質量得到保證。



3 疊式注塑模



疊式注塑模相當于二副模具疊放組合在一起（如圖4、5所示）。這種模具需要有較長的主流道，輸送熔料到模具中央的熱流道板。疊式注塑模適用于成型形狀扁平的薄壁和大批量的注塑件。

 

圖4 中央進料的疊式注射模示意圖

1-噴嘴；2-熱流道板；3-開關式主噴嘴；4-開關式主流道噴嘴

 

圖5 側向進料的疊式注射模示意圖

1-主流道熱流道板；2-開關式主流道噴嘴；3-熱分流板；4-開關式噴嘴；5-分噴嘴。

疊式注塑模有二個分型面。所需鎖模力只提高了5%～10%。但多型腔的生產，使產量成倍增加。疊式注塑模的二個分型面要同時分型；還要二套脫模機構。如果采用冷流道注塑，還要脫出流道凝料，很難實現自動化模塑生產。采用了熱流道技術后，疊式注射模才得到較多應用。



現今的疊式注塑模有二種結構類型。一種如圖4所示，主流道由模具中央注入熱流道板，再分流經噴嘴射入各型腔。它適用于中小型扁平的注塑件。單副的型腔數n =2、4…… ，整副模具有2n個型腔。另一種如圖5所示，主流道由模具一側繞道進入熱分流板，再各噴嘴注射。它適用于大型扁平的注射件，不允許從模具中央進料。



這兩種結構的疊式熱流道注塑模，在主流道輸送熔料過程中，都要流經一個分型面。必須在分型面的兩側，設置二個開關式的主流道噴嘴。在開模前，二個開關式噴嘴的閥芯關閉主流道。在模具閉合時，二個閥芯收起，主流道暢通。

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