热流道注射模具
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第5章 热流道注射模具
热流道成型是指从注射机喷嘴送往浇口的塑 料始终保持熔融状态，每次开模时不需固化 取出，滞留在浇注系统中的熔料可在下一次
注射时被注入模腔。
图5-1 热流道模具结构
5.1 热流道技术概述
压力损失小，可低压注射，同时有利于压力传 递、提高塑件质量； 有利于实现自动化生产,提高生产率、降低成本。 基本上实现了无废料加工，节约塑料原料； 模具结构复杂、制造成本高，适用于质量要求高、 生产批量大的塑件成型。
2．先进的热流道注射模
• ①大型制品模具的热流道 • 如汽车保险杠等，各种大型注射模具，为了有效地提高注射
压力传递，采用热流道系统。 • ②小塑件注射模的热流道 • 随着热流道喷嘴的微型化，对重量几克到几百克的，具有高
尺寸精度要求的小型塑件，可进行一模多腔的精密注射加工。
图5-4 叠式注射模的热流道系统示意图
结构，
5.1.2 热流道使用条件
• 使用热流道技术时应注意问题： • ①因塑料熔体在长路径的流道中停留时间过长，
会对热敏性塑料造成热损害。 • ②需要有精确的温度控制。否则会造成熔体材料
的温度差异，导致塑料熔体非均匀填充。
• 热流道使用的局限性： • ①使用热流道，对塑料品种有一定的限制。对于不同的塑料
• ③薄壁管件注射模的热流道
• 薄壁管件生产时常会出现冷料堵塞喷嘴，故可采用顶针式的 边缘喷嘴。
• ④叠式注射模的热流道
• 以注射机的额定锁模力，作用在两个相叠的型腔上，如图54所示。从图5-4(b)所示，在开模状态下熔体会从主流道入口 流出。目前常用叠式注射模的送料方式如图5-5所示。
• 图5-5a为采用侧边柱（块）的主流道送料形式。它要求模具 开模时必须保证开模过程准确无误。图5-5(b)、图5-5 (c)是 叠式注射模中在主流道长度方向上设两个对接的热流道喷嘴， 对接面就是分型面。
• ②装饰片模塑
• 将印刷膜片以嵌件的 形式放置到模具里，
然后经注射成型，又 称为模内装饰。
• ③织物衬里模塑
• 是将PP、ABS或ABS-
PC混合物与织物衬里
注射成型，这种注射
也称为模内层叠。其
图5-3 开关式喷嘴注射织物衬里模塑
成型工艺如图5-3所示。
1—开关柱销 2--主流道喷嘴 3—冷却孔
4—喷嘴 5—模具嵌件 6—内部嵌件
• ④多组分模塑 • 是指采用多个料筒与螺杆的注射单元，同时塑化不同塑料品
种或不同着色塑料。 • ⑤高温塑料的注射 • 高温塑料的特点是：加工温度通常在300～400℃，而且要
求注射时的温度波动限制在摄氏几度之内；有时模具型腔内 温度高达300℃左右；此类工程塑料的价格很高，要求没有 浇道废料。如：氟塑料、聚芳酯、液晶等塑料 • ⑥热塑性弹性体的模塑 • 热塑性弹性体TPE热流道注射时，应使用外部加热的流道板； 流道系统应进行流变学平衡计算；流道应用平缓变化曲线， 内孔经抛光，避免死角，堵塞流道。不使用开放式浇口，用 开关式浇口为好。
5.1.1 热流道的技术优势
• ①因流道内保持高温熔融的塑料，有利于压力传递，流道中的压 力损失较小，塑料流动性好，温度比较均匀，故产品的内应力小， 则变形减小，产品表面质量和力学性能就会得到大幅提高；同时 保压时间更长且更有效，亦减小了塑料制件的收缩率；
• ②消除全部或大部分流道废料，物料的有效利用率高； • ③缩短了成型周期，开模行程，提高了生产效率； • ④热流道中流道凝料不需要脱模，且均为自动切断浇口，可以提
品种必须使用不同的喷嘴；新的塑料品种必须设计制造新的 喷嘴。
• ②热敏性塑料有烧损危险。在注射料筒中塑化后，必须防止 塑料熔体在热流道中过热。
• ③原材料中含有的机械杂质会使系统变得脆弱，造成浇口堵 塞。
• ④需要一定的操作经验，避免浇口流涎或喷嘴的泄漏。 • ⑤由于喷嘴的直径关系，小型腔塑料制品的型腔数目和分布
受到结构尺寸限制。 • ⑥热流道系统的使用使模具结构高度增加。 • ⑦注射机和模具的自动化连续操作是发挥热流道系统作用的
条件。 • ⑧模具操作、修理和维护应由熟练的操作者来实施。 • ⑨日常模具维护范围扩大。
5.1.3 热流道技术的发展
• 1．热流道的特殊注射加工 • ①多注射点的顺序模塑
图5-2 串接开关式喷嘴消除注塑熔合缝 a、中间喷嘴打开 b、两个侧喷嘴1和3打开 c、所有喷嘴打开并保压 d、所有喷嘴关闭
高自动化程度 ； • ⑤降低注塑压力，有利于保护模具，延长使用寿命； • ⑥对浇口系统精确的控制，使得长流程流道成为可能；也保证了
多型腔生产注塑件质量的一致性，提高了塑件的精度； • ⑦浇注系统可按流变学原理人工平衡；可以通过温度控制和可控
喷嘴实现充模平衡；自然平衡的效果也很好； • ⑧相对需取出流道凝料的冷流道注塑三板模，热流道可简化模具
3．对模具的要求
• 为保证热流道注射优势的发挥。模具在生产时必须注意如下 几方面：
注射加工工艺
流道板设计
模具要求
温度控制
注射机要求
图5-6 热流道注射模可行性研究内容
2．与制品质量的关系
• 热流道系统因采用了外部的热源，使模具结构更加复杂。必 将对塑件内部质量和收缩产生影响。
• ①对制品内部质量的影响 • 热流道系统中塑料熔体以层流方式在型腔中充模，冷却期间
塑件内各层的冷却速率不同，同时该流动使高分了链排列具 有方向性，造成被固化的无定形或结晶型的分子结构都冻结 了取向状态。因此改变了无取向的原材料的性能。 • ②对收缩率的影响 • 收缩形式包括线性收缩率和体积收缩率。线性收缩率，它是 取向的结果，与时间无关。由于流动的方向性与取向程度的 不同，使注塑件的线性收缩呈现各向异性。体积收缩率，指 冷却期间塑料材料分子形态冻结固化时的收缩。有自由收缩 和受约束收缩两种。注塑件形体收缩的差异，主要取决于型 腔压力和冷却时间。
图5-5 叠式注射模的主流道送料方式
5.2 热流道系统
5.2.1 热流道注射的生产条件
• 1．启动的背景条件
选择考虑
确定热流道系统选用
设计特征
核算成本
加热方式
生产类型பைடு நூலகம்
使用环境
加热功率
生产范围
产品特征
主流道类型
色料更换
外观要求
喷嘴选用
热膨胀与补偿
质量要求
浇口类型
系统的平衡
塑料原料
注射点确定
熔体供料方式
热流道成型是指从注射机喷嘴送往浇口的塑 料始终保持熔融状态，每次开模时不需固化 取出，滞留在浇注系统中的熔料可在下一次
注射时被注入模腔。
图5-1 热流道模具结构
5.1 热流道技术概述
压力损失小，可低压注射，同时有利于压力传 递、提高塑件质量； 有利于实现自动化生产,提高生产率、降低成本。 基本上实现了无废料加工，节约塑料原料； 模具结构复杂、制造成本高，适用于质量要求高、 生产批量大的塑件成型。
2．先进的热流道注射模
• ①大型制品模具的热流道 • 如汽车保险杠等，各种大型注射模具，为了有效地提高注射
压力传递，采用热流道系统。 • ②小塑件注射模的热流道 • 随着热流道喷嘴的微型化，对重量几克到几百克的，具有高
尺寸精度要求的小型塑件，可进行一模多腔的精密注射加工。
图5-4 叠式注射模的热流道系统示意图
结构，
5.1.2 热流道使用条件
• 使用热流道技术时应注意问题： • ①因塑料熔体在长路径的流道中停留时间过长，
会对热敏性塑料造成热损害。 • ②需要有精确的温度控制。否则会造成熔体材料
的温度差异，导致塑料熔体非均匀填充。
• 热流道使用的局限性： • ①使用热流道，对塑料品种有一定的限制。对于不同的塑料
• ③薄壁管件注射模的热流道
• 薄壁管件生产时常会出现冷料堵塞喷嘴，故可采用顶针式的 边缘喷嘴。
• ④叠式注射模的热流道
• 以注射机的额定锁模力，作用在两个相叠的型腔上，如图54所示。从图5-4(b)所示，在开模状态下熔体会从主流道入口 流出。目前常用叠式注射模的送料方式如图5-5所示。
• 图5-5a为采用侧边柱（块）的主流道送料形式。它要求模具 开模时必须保证开模过程准确无误。图5-5(b)、图5-5 (c)是 叠式注射模中在主流道长度方向上设两个对接的热流道喷嘴， 对接面就是分型面。
• ②装饰片模塑
• 将印刷膜片以嵌件的 形式放置到模具里，
然后经注射成型，又 称为模内装饰。
• ③织物衬里模塑
• 是将PP、ABS或ABS-
PC混合物与织物衬里
注射成型，这种注射
也称为模内层叠。其
图5-3 开关式喷嘴注射织物衬里模塑
成型工艺如图5-3所示。
1—开关柱销 2--主流道喷嘴 3—冷却孔
4—喷嘴 5—模具嵌件 6—内部嵌件
• ④多组分模塑 • 是指采用多个料筒与螺杆的注射单元，同时塑化不同塑料品
种或不同着色塑料。 • ⑤高温塑料的注射 • 高温塑料的特点是：加工温度通常在300～400℃，而且要
求注射时的温度波动限制在摄氏几度之内；有时模具型腔内 温度高达300℃左右；此类工程塑料的价格很高，要求没有 浇道废料。如：氟塑料、聚芳酯、液晶等塑料 • ⑥热塑性弹性体的模塑 • 热塑性弹性体TPE热流道注射时，应使用外部加热的流道板； 流道系统应进行流变学平衡计算；流道应用平缓变化曲线， 内孔经抛光，避免死角，堵塞流道。不使用开放式浇口，用 开关式浇口为好。
5.1.1 热流道的技术优势
• ①因流道内保持高温熔融的塑料，有利于压力传递，流道中的压 力损失较小，塑料流动性好，温度比较均匀，故产品的内应力小， 则变形减小，产品表面质量和力学性能就会得到大幅提高；同时 保压时间更长且更有效，亦减小了塑料制件的收缩率；
• ②消除全部或大部分流道废料，物料的有效利用率高； • ③缩短了成型周期，开模行程，提高了生产效率； • ④热流道中流道凝料不需要脱模，且均为自动切断浇口，可以提
品种必须使用不同的喷嘴；新的塑料品种必须设计制造新的 喷嘴。
• ②热敏性塑料有烧损危险。在注射料筒中塑化后，必须防止 塑料熔体在热流道中过热。
• ③原材料中含有的机械杂质会使系统变得脆弱，造成浇口堵 塞。
• ④需要一定的操作经验，避免浇口流涎或喷嘴的泄漏。 • ⑤由于喷嘴的直径关系，小型腔塑料制品的型腔数目和分布
受到结构尺寸限制。 • ⑥热流道系统的使用使模具结构高度增加。 • ⑦注射机和模具的自动化连续操作是发挥热流道系统作用的
条件。 • ⑧模具操作、修理和维护应由熟练的操作者来实施。 • ⑨日常模具维护范围扩大。
5.1.3 热流道技术的发展
• 1．热流道的特殊注射加工 • ①多注射点的顺序模塑
图5-2 串接开关式喷嘴消除注塑熔合缝 a、中间喷嘴打开 b、两个侧喷嘴1和3打开 c、所有喷嘴打开并保压 d、所有喷嘴关闭
高自动化程度 ； • ⑤降低注塑压力，有利于保护模具，延长使用寿命； • ⑥对浇口系统精确的控制，使得长流程流道成为可能；也保证了
多型腔生产注塑件质量的一致性，提高了塑件的精度； • ⑦浇注系统可按流变学原理人工平衡；可以通过温度控制和可控
喷嘴实现充模平衡；自然平衡的效果也很好； • ⑧相对需取出流道凝料的冷流道注塑三板模，热流道可简化模具
3．对模具的要求
• 为保证热流道注射优势的发挥。模具在生产时必须注意如下 几方面：
注射加工工艺
流道板设计
模具要求
温度控制
注射机要求
图5-6 热流道注射模可行性研究内容
2．与制品质量的关系
• 热流道系统因采用了外部的热源，使模具结构更加复杂。必 将对塑件内部质量和收缩产生影响。
• ①对制品内部质量的影响 • 热流道系统中塑料熔体以层流方式在型腔中充模，冷却期间
塑件内各层的冷却速率不同，同时该流动使高分了链排列具 有方向性，造成被固化的无定形或结晶型的分子结构都冻结 了取向状态。因此改变了无取向的原材料的性能。 • ②对收缩率的影响 • 收缩形式包括线性收缩率和体积收缩率。线性收缩率，它是 取向的结果，与时间无关。由于流动的方向性与取向程度的 不同，使注塑件的线性收缩呈现各向异性。体积收缩率，指 冷却期间塑料材料分子形态冻结固化时的收缩。有自由收缩 和受约束收缩两种。注塑件形体收缩的差异，主要取决于型 腔压力和冷却时间。
图5-5 叠式注射模的主流道送料方式
5.2 热流道系统
5.2.1 热流道注射的生产条件
• 1．启动的背景条件
选择考虑
确定热流道系统选用
设计特征
核算成本
加热方式
生产类型பைடு நூலகம்
使用环境
加热功率
生产范围
产品特征
主流道类型
色料更换
外观要求
喷嘴选用
热膨胀与补偿
质量要求
浇口类型
系统的平衡
塑料原料
注射点确定
熔体供料方式