注塑模的热流道系统及其应用

引 言

注射模热流道是通过加热的

办法来保证流道和浇口内

的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热圈和加热棒，从注射机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料始终保持熔融，每次开模取件的时不必将流道废料取出，而滞留在热流道系统中的熔料可以在下一次注塑时被注入型腔[1]。

热流道技术省去了冷流道，从而减少原料浪费，避免冷冻时间和后续加工过程，使得产品更加美观，生产效率以及经济效益都有所提高，是塑料注塑成型工艺发展的热点方向。它的应用和推广是推动热塑性塑料注射成型向节能、低耗、高效方向发展的强劲动力，随着塑料工业的发展，热流道技术正不断完善和加快其推广使用。

热流道系统的优缺点

热流道系统的优点

热流道系统与普通流道系统相比较具有如下特点[2]：

（1）降低生产成本，提高生产效

率。普通浇注系统中要产生大量的浇注系

统凝料，在生产小制品时，浇注系统凝料

的重量可能超过制品重量。由于塑料在热

流道模具内一直是处于熔融状态，制品不

需修剪浇口，基本上是无废料加工，可节

约大量原材料，降低生产成本。同时在制

品成型后无需修剪，减少了二次加工，同

时也省去了凝料挑选、粉碎和重新染色回

收等工序，省工、省时、节能降耗。

（2）适用树脂范围广。由于热流道温

控系统技术的不断完善及发展，现在热流道

不仅可以用于熔融温度较宽的聚乙烯(PE)、

聚丙烯(PP)，同时也能用于加工温度范围窄

的热敏性塑料，如聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛

(POM)等，对易产生流涎的聚酰胺(PA)，通过

选用阀式热喷嘴也能实现热流道成型。

（3）提高产品质量。流道内压力损

耗小，熔体流动性好，密度容易均匀，避

免注塑件变形、飞边以及尺寸不稳定和色

差等缺陷，改善制品表面质量。精确控制

塑料熔体温度，消除了材料的降解，合理

的控制保压时间，较小的保压压力损失，

使产品的质量得到全面提高。

（4）降低废品率。热流道系统有利于

压力传递，降低注射压力，减小塑件内应

力，增加产品强度和刚度，可以在一定程度

上克服了制件因补料不足而产生的凹陷、缩

孔等缺陷，达到降低废品率的目的。

（5）缩短注射成型周期。因为省去了

取出浇注系统凝料的工作，所以在操作上

与普通流道相比，缩短了开合模行程，不

仅制件的脱模和成型周期缩短，而且有利

于实现自动化生产。消除了废料带来的附

加热量，模具的冷却周期仅为产品的冷却

时间，缩短了加工周期，提高机器效率。

据统计，与普通流道相比改用热流道后模

具的成型周期一般可以缩短30%，从而提高

生产效率、生产利润和企业竞争能力。

（6）可成型较长尺寸的制品。由于

制品脱模时不再带有主流道和分流道，可

以缩短模具的开模距离和合模行程，因而

在同一设备上可以成型尺寸更长的制品。

同时由 于浇注系统塑料保持熔融，流动时

压力损失小，易实现多浇口、多型腔模具

以及大型制品的低压注射。

（7）优化大型薄壁制品的成型。在

注塑模的热流道系统及其应用

文/ 王金水 葛正浩 苏鹏刚 李竞洋

Hot Runner System and its Application in Injection Mould

摘 要：介绍了注塑模热流道技术的概念和优缺点，概述了热流道系统的结构特点，总结了应用热流道系统的关键技术，使用一个典型的热流道模具实例介绍了热流道系统的应用及设计中应该注意的问题，最后阐述了热流道技术的发展动态。

关键词：注塑模具 热流道 关键技术 应用 发展

Abstract: The concept, the advantages and disadvantages of hot runner technology in injection molding is introduced. The structure of the hot runner injection molding technology is summarized. The key technologies of using the hot runner system also mentioned. Used a typical hot runner mould to introduce in the hot runner system's application and some design questions. At last, elaborated the development tendency of hot runner technology.

Keywords: Injection mould Hot runner Key technology Application Development

大型或薄壁制品的模具中，能更自由地优化选择注射点的位置，有利于获得更加均匀的充模流动，确保熔体能充分到达远离浇口的部分，减小产品变形程度，提高产品表面质量及产品的表面美观度一致性。

（8）有利于实现自动化生产。由于采用热流道系统技术，省去了去除料把、二次加工等后续工序，因而可以实现自动化生产。同时使用针阀式浇口控制浇口封冻，可以改善浇口的外观，提高制品的美观性。

（9）扩大注塑成型工艺应用范围。随着热流道技术的完善和发展，在流道技术基础上发展起来许多先进的塑料成型工艺，如多色共注、多种材料共注工艺、叠层模具等。

热流道系统的缺点

尽管与冷流道模具相比，热流道模具具有许多无可比拟的优点，但我们也不能忽视热流道模具的缺点。概括起来，一般的热流道模具在使用过程中存在以下缺点：（1）模具结构复杂，成本高。由于电加热器容易产生局部过热，易将树脂烧焦而造成产品报废，因而必须对热流道进行分区多点加热及控温，这就导致模具结构的复杂化。由于采用分区加热，多点控温，使得控温装置费用提高从而增加模具生产成本。

（2）检修复杂。由于温度控制不良等因素加热装置极易被烧损，增加了检修项目。而且，每次检修往往都要将模具从注射机上卸下来，拆模后进行检修，从而增加了生产上的辅助工时，使生产率降低。

（3）不能从根本上解决热流道系统中局部过热的问题。由于热流道系统多采用分区加热，多点控温，必然需要多个加热及温控装置，而且这些控温装置自身都存在精度误差的问题，使得热流道系统中各个区域的实际温度并不均匀。

（4）由于浇口和热流道喷嘴离模腔较近，采取绝热措施后仍不能避免热量散失，使热流道喷嘴两端温差较大，难以维持温度的均衡，从而给注射成型带来不利影响。

（5）对原材料的要求比较高。原材

料的机械杂质会使系统脆弱，造成浇口堵

塞。同时开机后需要一段时间工艺才会稳

定，造成开机废品较多。

热流道系统的结构

热流道系统按照有无加热方式分为

绝热流道系统和加热流道系统。绝热流道

系统的模具在生产停机后流道内有凝料产

生，所以目前注塑厂家基本上不采用这种

热流道系统。加热流道系统根据加热的方

法分为内加热系统和外加热系统，其中外

加热系统为常用类型，典型的加热流道系

统如图1所示[3]。

热流道系统一般由热喷嘴、分流道板、

模具温度控制器和附件等几部分组成。

热喷嘴

热流道模具按喷嘴结构形式不同有多

种形式，类型均大同小异，但各个厂家加

工工艺和实施方法有很大区别，这决定了

热流道系统的质量和价格的差异。热喷嘴

一般有开放式、针阀式和其它几种特殊形

式。由于热喷嘴形式直接决定热流道系统

选用和模具的制造，因而常相应的将热流

道系统分为开放式热流道系统和针阀式热

流道系统。

分流道板

分流道板在一模多腔或者多点进料、

单点进料但料位偏置时采用。其主要任务

是恒温地将熔体从主流道送入各个单独喷

嘴，在熔体传送过程中，熔体的压力降尽

可能减小，并不允许材料降解。分流道板

的材料通常采用P20或H13。分流道板一般

分为标准和非标准两大类，其结构形式主

要由型腔在模具上的分布情况、喷嘴排列

方式及浇口位置决定。

模具温度控制器

模具温度控制器包括主机、电缆、连

接器和接线公母座等。它对热流道系统的

各个位置进行温度控制，由底端向高端分

别有通断位式、积分微分比例控制式和新

型智能化温控器等种类，根据需要用户可

以同其它模内组件配合使用。

附件

热流道附件通常包括加热器和热电

偶、流道密封圈、接插件及接线盒等。其中

流道加热元件是热流道系统的重要组成部

分，其加热精度和使用寿命对于注塑工艺的

控制和热流道系统的工作稳定影响重大。

应用热流道系统的关键技术

成功应用热流道技术的模具需要多

个环节予以保障[4]。其中最重要的有三个

技术因素：一是塑料温度的控制；二是热

流道系统和模具型腔之间的隔热；三是塑

料流动的控制。

内加热系统外加热系统

1-鱼雷棒；2-加热管；3，4-流道；5-分流道板；6，8-加热器；

7-热喷嘴；9-绝热空间；10-承压圈；11-冷却管道

图1 加热流道系统