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应用热流道技术的特种注射模

供稿:工控网 2007/6/6 8:54:00

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由于注射制品的结构、形状与大小及加工生产要求,一些特种注射模必须采用热流道技术。最近,本公司致力于织物衬里、多型腔瓶盖和叠式注塑模的设计和生产。本文笔者对此工艺进行了扼要介绍。  一、织物衬里注塑模  汽车内饰用长条的织物衬里的聚丙烯注射件(如图1所示)。前些年,这类制品的注射模具依赖进口。它必须用多个开关式热流道喷嘴串接,依次逐点地自动控制注射。在较低的注射压力下,让织物均匀覆贴在动模上。保证织物与塑料黏结复合。制品上无熔合缝,无明显的翘曲变形。这种在织物衬里上注射方法称为模内复合,即IML(in-mould lamination)注塑。国内俗称包布模。

图1
图1 聚丙烯织物衬里内饰件注射模塑

串接式注射原理见图2。注射从一端的开关式喷嘴开始,临近的喷嘴只有当熔料前沿经过它们时才打开。当最后的喷嘴将型腔充满后,所有的喷嘴必须打开,以实施保压过程。喷嘴的数目和热流道的几何参数应该用计算机模拟软件建立。从型腔的一端起始完成的熔料充填,也有从中央注射点向两侧推进。由注射机螺杆运动的作用,控制这些开关式喷嘴的顺序开放。也有用时间继电器控制的。
图2
图2 串接式注射原理

a)一端喷嘴打开;
  b)料流前锋到达时喷嘴依次打开;
  c)所有喷嘴打开,最终充满型腔并保压。  在型腔被熔体充填时,从相反方向与熔料前峰相遇是不允许的。这会使织物衬里萎缩起皱。用串接式的几个注射点,用传输料流的前峰,保证织物被均匀保压在模壁上。进而,在众喷嘴的间距和制件厚度确定后,必须对每个充填区提供相同的低压力降。  在IML模具内,从塑料层一边注射,织物放置在动模型腔内。脱模顶出系统和热流道系统必须设置在定模上。  热流道系统的开关式喷嘴由气缸闭合,而且顶出板也用气缸驱动,这可防止任何漏油污染织物衬里。制品的多余衬里在专用切割机床上切除。  动模上的织物衬里制品必须强化冷却。由于织物的绝热性能使注射制品冷却困难。织物衬里也使注射充模的料流不对称,导致向衬里翘曲变形。在定模的喷嘴区需加强冷却,来抵消朝中央的翘曲变形。  聚酯PET饮水或饮料的塑料瓶盖,生产批量很大。用高密度聚乙烯HDPE模塑,每个重2g。盖内有紧固螺纹。盖顶下有密封圈。瓶盖开启后,有紧箍环留在瓶颈上。瓶盖与紧箍环之间有6-8注射连接点。旋盖时扭断连接点。
这种瓶盖注射模,有强制顶出的脱模机构。有成型连接点的双滑块的侧向分型机构。用针点式浇口,在瓶盖中央的浇口痕迹很小。为提高生产率,参照进口模具,设计和生产了32腔瓶盖注塑模。采用4×2×4的型腔平衡布置,见图3所示热流道浇注系统的流动充模分析。
图3
图3 32腔HDPE瓶盖注射浇注系统的压力分析

浇道所消耗的塑料量超过了模塑件的重量。如果采用冷流道系统,发达的浇道凝料,需专设机构将其从定模中顶出。大量的浇道凝料需要粉碎,再次加热熔化。而且这种回头料的质量差,只能小份额地混进新料再次塑化注射。因此这种多型腔的注射模,必须采用热流道技术。在提高生产率时,还能省物料,有利于压力传递,也缩短了注射周期。多腔瓶盖热流道注塑模,用32个顶针式喷嘴;有40个温度检测点。热流道系统的流道直径用聚合物流变学原理计算。图3所示moldflow分析结果,浇注系统包括主流道、三级分流道和点浇口的压力损失,不到30MPa。制品质量得到保证。  二、叠式注塑模  叠式注塑模相当于二副模具叠放组合在一起(如图4、5所示)。这种模具需要有较长的主流道,输送熔料到模具中央的热流道板。叠式注塑模适用于成型形状扁平的薄壁和大批量的注塑件。
图4
图4 中央进料的叠式注射模示意图 1-喷嘴;2-热流道板;3-开关式主喷嘴;4-开关式主流道喷嘴

图5
图5 侧向进料的叠式注射模示意图 -主流道热流道板;2-开关式主流道喷嘴;3-热分流板;4-开关式喷嘴;5-分喷嘴

叠式注塑模有二个分型面。所需锁模力只提高了5%-10%。但多型腔的生产,使产量成倍增加。叠式注塑模的二个分型面要同时分型;还要二套脱模机构。如果采用冷流道注塑,还要脱出流道凝料,很难实现自动化模塑生产。采用了热流道技术后,叠式注射模才得到较多应用。  现今的叠式注塑模有二种结构类型。一种如图4所示,主流道由模具中央注入热流道板,再分流经喷嘴射入各型腔。它适用于中小型扁平的注塑件。单副的型腔数n =2、4…… ,整副模具有2n个型腔。另一种如图5所示,主流道由模具一侧绕道进入热分流板,再各喷嘴注射。它适用于大型扁平的注射件,不允许从模具中央进料。  这两种结构的叠式热流道注塑模,在主流道输送熔料过程中,都要流经一个分型面。必须在分型面的两侧,设置二个开关式的主流道喷嘴。在开模前,二个开关式喷嘴的阀芯关闭主流道。在模具闭合时,二个阀芯收起,主流道畅通。 信息来源于:塑料产业网

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