热流道系统

热浇道系统简介

现时常见的热浇道系统，主要由分流板、热咀和温度控制器三大部份组成。热浇道系统是透过精密的温控手段，将熔融塑料通过精密设计的分流板和热嘴，直接输送至模腔里，其好处包括：有效减低浇道的压力；熔体的流动性得到提高；材料密度均匀；产品的内应力减少，使产品获得较小的变形、较好的产品表面质量和力学性能。热浇道系统的另一特点，是热嘴直接将熔融塑料注入模腔内，在脱模的过程中，浇口自然断开，消除了传统注塑工艺带来的浇道废料，除免去处理浇道废料的后加工工序外，更消除了废料所带来的附加热量，缩短冷却时间，获得更快的生产周期。

热浇道技术已成熟

要获得理想的注塑效果，热浇道需要确保其内的塑料熔体在注射、保压和冷却阶段保持正确的温度。最早期的热浇道系统，在温度控制上未臻完善，随着后期的逐步改良，现时的热浇道技术已相当成熟。本文会简介热浇道的发展简史和其基本结构，希望加深读者对这方面的认识。

绝缘式浇道系统（insulated Runner System）

绝缘式浇道系统于50年代出现，是最早期的热浇道系统，其工作原理是昨用塑料本身极低的热传递系防止热量散于失于模板中，以保持塑料的熔融状态。在浇道的设计上，口径尽量加大，以使浇道中央的塑料在首次充填后，借着塑化材料不断地流通而保持熔融。至于浇道最外层接触模板的塑料，会因遇冷而凝结成固化层，在固化层中间就是不断流通的塑料通道。一旦形成固化层，在熔融塑料与模板间会产生不错的绝热效果，足以确保熔融塑料在快速连续地生产下不致发生浇道全面凝结。但是只要有任何短暂的生产停顿，还是不能避免整条浇道的固化。

绝缘式浇道难于控制熔融塑料温度

这种原始的热浇道系统难于控制熔融塑料的温度，导致浇道冷凝与浇口阻塞的现象不断发生。为了解决此问题，就有了热探捧（Heat Probe）的出现，即在浇口前的通道中，加装一支管形加热器，藉此控制熔融塑料的温度，同时，浇口的控制、成品的顶出均获得改善。事实上，早期的绝热式浇道系统只适用于低黏度塑料，随着高黏度及成型性较差的工程塑料的不断出现，对流动通道中熔融塑料的温度控制也越重要，所以又衍生出歧管式浇道系统。

歧管式浇道系统（Distributor Tube System）

为了增加塑料的流动性，将管形加热器（Cartridge Heater）装在一条长钢管内，并置于主浇道中，再连接简单的控制器，藉此控制主浇道以及所有通道的温度。这种歧管式浇道最常见的问题，是在主浇道两端用以支撑加热器的区域，以及热探棒通道彼此相衔接处，出现塑料滞留。

此外，塑料在主浇道中，由加热管附近的高流动性，到浇道外壁的不流动，这种黏度变化，对工程塑料以及易自行分解塑料的使用，造成极大的限制。另外，管形加热器的热膨胀也会引起模具的扭曲。这类无浇道系统的特点，是模具的厚度不会增加太多，同时，热探棒、浇口的间距小，各模腔间的距离也可拉近。

独立式直流分歧浇道板系统（分流板）（Manifold）

这种利用一块独立的加热浇道板，让熔融塑料经由其中的通道，直接进入温度受控制的热嘴（Hot Tip）的设计，是现时最普通采用的系统。这块分流板能非常稳定、顺畅地将熔融塑料送入模腔中，而不会造成任何滞留。有人称这种系统是一种100%的传送系统，因为其内设计的浇道大小，均刚好能配合热嘴。借着熔融温度与射出压力，此系统能将通道内的塑料完全填至每一模腔，不会有大量塑料滞留的现象发生。同时，分流板和热嘴，对熔融塑

料而言，只是从注塑机到模腔的一个辅助保温系统，甚至可以将其理解为注塑机加热管的延长。一般的分流板可分为I型、Y型、H型和口型。由于分流板已成为热浇道系统的标准组件，故以下将集中讨论这种设计及与其配套的组件。

内热式和外热式热浇道系统

热浇道系统可以采用内部加热或外部加热两种方法，使流道内的塑料保持在熔融状态。内部加热意即在流道中装设加热组件（就像在绝缘式浇道系统中加装热探棒），但这种方法会阻碍熔融塑料的流动，而且在熔融塑料的最外围与金属管壁接触处，会形成一层温度较低的薄膜。

外热式热浇道系统适用于工程塑料

外部加热方法则装设围绕浇道外围的发热线或加热器（在分流板及热嘴上都可以采用），其好处是流道内阻力减少，加热更为均匀，消除了塑料流动路径上的盲点。这些盲点可引致塑料和着色剂的滞留，使对温度十分敏感的塑料不能畅通地流过，也会令塑料的颜色产生变化。事实上，由于其热控制较佳，故外热式适用于大部份工程塑料。

固定式和互换式

根据发热线的定置方法，外热式热浇道系统又分为固定式和互换式两大类。前者的发热线或加热器是熔焊在管壁上，由于设计上的紧密接触，令热传递的效率较好，发热线一般都有80%的面积接触管道，控制温度的反应非常灵敏，缺点是价钱昂贵，而且当发热线烧毁或热嘴被弄断时，便需要更换整个部件。至于互换式，其发热线可替换，使用上较灵活简便，但发热管与管壁的接触只有24～40%，热传递效率较为逊色。

热嘴的应用，在于对熔融塑料提供维持温度的功能，好让塑料顺利被送入特定的模腔中。可以说将塑料的熔融状态或条件保持，并延伸直至模腔，是这种热嘴的最大特点，也是它的功能。其于如下理由，采用热嘴后成品的品质将会大幅改善：

·提高模腔的填充效益

·不管在温度或压力上，均有较佳的控制

·由于保压能力的改善，成品的尺寸更为稳定

·浇口获得适度的控制

·消除了直接浇口在浇口处留下的极大痕迹与瑕疵

·多腔模具的模具平衡大为改善

以上六点也可视为是热嘴的特点，最重要的是，不管任何形式、任何设计的热嘴，都不能视其为一个额外的塑化区。换句话说，热嘴并不能将由注塑机射嘴出来，未达熔融温度、未完全塑化的塑料提升到其所需要的熔融条件，否则，热嘴的所有特点均将全面消失，同时会引致模腔填充以及模具功能上的许多问题。

热嘴分为多种形式

根据控制浇口的方式，热嘴可分为开放式（又称为热浇口）和活阀式（又称为热浇口）和活阀式（又称为阀浇口）两种。开放式的热嘴其嘴尖的注孔由始至终都呈开启状态，熔融塑料是否射出，主要依赖从注塑机而来的射胶压力，开放式热嘴本身无机制控制何时射出或停止射出塑料。其嘴尖（浇口）又可细分为热尖式浇口（Hot-Tip Gating）、热坚式浇口（Thermal Sprue Gating）和侧式浇口（Edge Gating）等几大类。现分别简介如下：热尖式浇品（Hot-tip Gating）

热尖式浇口适用于容许在注件表面或底部有细小浇口残馀的产品设计。浇口残馀的长度受浇口直径和阀面（Land）、浇口范围的冷却，及所受用的物料所影响。热尖式浇口适用于多种塑料，其最大浇口直径一般为3mm。浇注很小的零件时，可考虑采用多头式热尖式浇口（Murlti-tip），此时一个热嘴可有多达4个喷头，同一时间浇注4个注件。若需要更大的浇口直径，循环时间必受影响，故建议采用针阀式浇口代替。