热流道1
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现阶段国内外热流道系统发 展的现状及成果
热流道模具的结构元件 热流道系统的电热元件和温控系统 热流道系统热平衡分析,热量和充模力的计 算 热流道模具的CAD/CAE/CAM 热流道的大型模具和精密成型模具 热流道的叠层式模具和双元素注射模 热流道模具的快速换料工艺
26
国内热流道系统的进展
结构元件 电热元件和温控系统 热平衡分析,热量和充模力的计算 热流道的大型模具和精密成型模具 热流道的叠层式模具和多层共注射模 热流道模具的快速换料工艺
——应用概况 应用概况
无流道注射成型法问世于上世纪50年代,其 应用推动虽经历了一个较长时间,但其市场占有 率仍逐年上升.在80年代中期,美国的热流道模 具占注塑模总数的15～17%,欧洲为12～15%, 日本约为10%.到了90年代,美国生产的塑料注 射模具中热流道模具已占40%以上,在大型制品 的注射模具中则占90%以上采用了热流道.
8
各种塑料对绝热流道和热流道 的适用性
聚乙烯 (PE) 绝 热 流 道 井式 喷嘴 延长 喷嘴 主流 道喷 嘴 点浇 口型 半绝热流 道 加热流道 可 可 可 聚丙烯 (PP) 可 可 可 聚苯 乙烯 (PS) 稍难 可 稍难 聚甲醛 ( POM ) 稍难 可 稍难 ABS 不可 可 不可 聚氯 乙烯 ( PVC ) 不可 不可 不可 聚碳 酸酯 (PC) 不可 不可 不可
无 流 道 模
半热流道模具 热流道模具
按浇口方式分
侧浇口式 热流道板式 内加热式 外加热式
按加热方式分
喷嘴加热方式 叠层热流道式
11
热流道结构示意图
12
热流道系统的主要组成部分
热流道板(manifolds) 内加热式 热喷嘴(hot nozzles ) 外加热式 针阀式 加热元件(heating elements) 热传感器(sensors and thermal couples ) 温度控制器(temperature controllers)
16
热流道板(集流腔) 热流道板(集流腔)类型
17
18
加热式喷嘴示意图
1.衬套 2.芯体 3.定位圈 4.热电偶 5.电加热圈 6.隔热罩 7.模具 8.流道 9.绝热垫 10.喷嘴头 11.鱼雷头
19
Nozzle
PZ:平头直浇口热喷嘴
PRZ:内热式热喷嘴
20
针阀式喷嘴 ( Needle valve nozzlห้องสมุดไป่ตู้) )
13
内加热及外加热系统
14
热流道板(manifold) 热流道板
热流道板的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,熔体压力 降应尽可能小,并不允许有材料降解.熔体到各喷 嘴的流程应尽量一致.为节省加热功率,其体积以 小为宜,但过小则热容量太小,温度不易稳定. 热流道板应采用厚板整体加工方式.与熔体接 触的流道表面,钻孔后需用铰刀铰后再抛光.流道 的端点不允许有盲孔,转角的形状应与流道平滑过 渡.
22
加热元件 (heating elements)(续) (
板状加热器(加热圈):常用在内热式喷嘴尾部加热; 热流道板进料主流道加热;直径较大的外热式喷嘴 加热.螺旋式加热器主要用于外热式喷嘴加热. 新型集中供热式热管:加热装置在模具外侧,根据 热管原理,降热量传递到流道各个部位,等温性能 好,传热效率高,可实现一点控温. 厚膜加热器:根据夹心原则设计,包含了一层类似玻 璃的绝缘层,一个可调节的平板电阻加热器.提高 了温度均匀性,加强了热交换,减少空间和加长使 用寿命.
——概述 概述
热流道注射模是通过加热的办法来保证流道和 浇口的塑料保持熔融状态.由于在流道附近或中 心设有加热棒和加热圈,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 保持熔融.停车后一般不需要打开流道取出凝料, 再开车时只需加热流道到所需温度即可.
3
1.1热流道技术简介 1.1热流道技术简介 热流
21
加热元件 (heating elements)
为保持流道内的塑料呈熔融状态,必须使用加 热元件对热流道板或喷嘴加热.对加热元件要 求体积小,功率大(升温快),使用时更换方 便及安全可靠,加热元件的稳定性及耐久的使 用寿命时热流道技术的关键. 常见加热元件有: 加热棒:常用于内热式喷嘴及热流道板,寿命 长,机械强度高,可及时更换.
27
国内外热流道模具的 主要发展趋势
元件的小型化. 热流道元件的标准化,系列化. 热流道模具设计整体可靠性提高. 改善热流道元件材料. 开发精确的温控系统. 将热流道用于共注. 快速换色换料工艺.
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THANKS!
29
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热流道系统的结构 及其发展应用
四川大学高分子材料科学与工程学院 专业:模具设计与制造
1
专题大纲
一.热流道系统概述 二.热流道系统的基本特点 三.热流道系统技术分类及结构介绍 四.现阶段国内外热流道系统发展的 现状及成果 五.热流道系统的发展趋势
2
1.1热流道技术简介 1.1热流道技术简介 热流道技术
7
热流道系统的适应性
——对塑料性能的要求 对塑料性能的要求
1) 熔融温度范围宽,树脂对温度不敏感,低温 流动性好,高温热稳定性好. 2) 粘度随温度变化小,粘度和流动性对压力变 化不敏感,低压下也有良好流动性. 3) 固化温度和热变形温度高,在较高温度下可 快速固化以推出制品,且推出时不产生变形,缩 短成型周期. 4) 热传导系数高,导热性好,制品在模具中能 快速冷却. 5)比热容低,塑料既容易熔融又容易凝固.
可 可 可
可 可 可
稍难 稍难 可
稍难 稍难 可
不可 不可 尚可
不可 不可 尚可
不可 不可 可 9
热流道系统的适应性2 热流道系统的适应性2
——选择热流道系统的原则
选择热流道系统
生产总量
制品的形状
成 型 树 脂 流 动 距 离 范 围 大 很 强 度 形 变 使 用 后 型 影 响 成 品 痕 制 接 熔
15
热流道板(续)
热流道板应该选用比热小,热传导率高的材料 制作.一般用钢材制造热流道板,用铍铜或铜制 造喷嘴,以使其保持均匀的温度.近年来,推荐 采用内壁经过精加工的,质量高的不锈钢管制作 大型制品模具的热流道,其周围用铸铜固定. 在支承部位采用高强度接触面积小的支承垫或 在热流道板与定模板间采用空气隙隔热.
树脂的特性
缩 节 短 约 成 经 济 效 益 产 济 生 效 的 益 益 效 期 经 济 周 型 脂 的 经 业 的 树 作 化 简
经济角度
机 械 流 手 的 故 障 流 率 凝 料 产 具
10
热 道 取 冷 造 费 增 用 的 模 加 道 制 统 系
热流道系统的分类
绝热流道模具
直浇口式 点浇口式
4
1.2热流道技术近期应用概况 1.2热流道技术近期应用概况 热流
近期,据资料统计在国外50%的模具采用 热流道技术,甚至有些国家达到了80%.但在 我们国家,由于生产力和科技水平的发展等因 素,在国内最多仅有30%的模具采用热流道, 与国外相比相差甚远.但是,随着聚合物工业 的发展,热流道技术将不断完善并广泛使用.
23
Heating Elements
24
温度控制器
(temperature controller)
热流道模具对于喷嘴及浇口区域的温度变化极为敏感, 准确的温度控制是顺利完成热流道自动操作的关键. 目前国内注射模的热流道绝大多数用直接电加热法, 由于采用分区加热,多点控温,需要多个加热及控温装置. 常用的温度控制系统为温控表控制接触器,当模具温度低 于设定值,接触器闭合,全电压加在加热元件上,温升很 快.缺点是温度波动范围大,对加热元件损坏严重. 近年来,在大型热流道模具上逐步采用脉冲调宽式温 控系统,输出控制器件选用进口大功率双向可控硅输出, 工作稳定,性能可靠. 目前,国外的热流道温控系统已实现微电脑控制,采用 PID连续调节,其精度可达± 0.5℃ .
5
二.热流道系统的基本特点
优点:
1)节约原料,降低制 品的成本. 2)提高产品质量. 3)操作简化,周期缩 短. 4)适用树脂范围广, 成型条件设定方便. 5)多种浇口方式,进 料平衡. 6)能用于精密成型, 成型条件的设定较方 便.
6
缺点:
1)模具结构较复杂,须防止因热膨胀产生泄漏, 制造成本较高. 2)要求严格精密的温度控制. 3)成型树脂必须清洁无杂物,对制件形状和使用 塑料亦有限制. 4) 有些树脂更换及换色较困难,必须用很多料 较长时间清洗. 5)不适合小批量生产及形状有明显限制的制品 生产. 6) 维修保养较困难,需要把整副模具拆下来.
现阶段国内外热流道系统发 展的现状及成果
热流道模具的结构元件 热流道系统的电热元件和温控系统 热流道系统热平衡分析,热量和充模力的计 算 热流道模具的CAD/CAE/CAM 热流道的大型模具和精密成型模具 热流道的叠层式模具和双元素注射模 热流道模具的快速换料工艺
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国内热流道系统的进展
结构元件 电热元件和温控系统 热平衡分析,热量和充模力的计算 热流道的大型模具和精密成型模具 热流道的叠层式模具和多层共注射模 热流道模具的快速换料工艺
——应用概况 应用概况
无流道注射成型法问世于上世纪50年代,其 应用推动虽经历了一个较长时间,但其市场占有 率仍逐年上升.在80年代中期,美国的热流道模 具占注塑模总数的15～17%,欧洲为12～15%, 日本约为10%.到了90年代,美国生产的塑料注 射模具中热流道模具已占40%以上,在大型制品 的注射模具中则占90%以上采用了热流道.
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各种塑料对绝热流道和热流道 的适用性
聚乙烯 (PE) 绝 热 流 道 井式 喷嘴 延长 喷嘴 主流 道喷 嘴 点浇 口型 半绝热流 道 加热流道 可 可 可 聚丙烯 (PP) 可 可 可 聚苯 乙烯 (PS) 稍难 可 稍难 聚甲醛 ( POM ) 稍难 可 稍难 ABS 不可 可 不可 聚氯 乙烯 ( PVC ) 不可 不可 不可 聚碳 酸酯 (PC) 不可 不可 不可
无 流 道 模
半热流道模具 热流道模具
按浇口方式分
侧浇口式 热流道板式 内加热式 外加热式
按加热方式分
喷嘴加热方式 叠层热流道式
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热流道结构示意图
12
热流道系统的主要组成部分
热流道板(manifolds) 内加热式 热喷嘴(hot nozzles ) 外加热式 针阀式 加热元件(heating elements) 热传感器(sensors and thermal couples ) 温度控制器(temperature controllers)
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热流道板(集流腔) 热流道板(集流腔)类型
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加热式喷嘴示意图
1.衬套 2.芯体 3.定位圈 4.热电偶 5.电加热圈 6.隔热罩 7.模具 8.流道 9.绝热垫 10.喷嘴头 11.鱼雷头
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Nozzle
PZ:平头直浇口热喷嘴
PRZ:内热式热喷嘴
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针阀式喷嘴 ( Needle valve nozzlห้องสมุดไป่ตู้) )
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内加热及外加热系统
14
热流道板(manifold) 热流道板
热流道板的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,熔体压力 降应尽可能小,并不允许有材料降解.熔体到各喷 嘴的流程应尽量一致.为节省加热功率,其体积以 小为宜,但过小则热容量太小,温度不易稳定. 热流道板应采用厚板整体加工方式.与熔体接 触的流道表面,钻孔后需用铰刀铰后再抛光.流道 的端点不允许有盲孔,转角的形状应与流道平滑过 渡.
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加热元件 (heating elements)(续) (
板状加热器(加热圈):常用在内热式喷嘴尾部加热; 热流道板进料主流道加热;直径较大的外热式喷嘴 加热.螺旋式加热器主要用于外热式喷嘴加热. 新型集中供热式热管:加热装置在模具外侧,根据 热管原理,降热量传递到流道各个部位,等温性能 好,传热效率高,可实现一点控温. 厚膜加热器:根据夹心原则设计,包含了一层类似玻 璃的绝缘层,一个可调节的平板电阻加热器.提高 了温度均匀性,加强了热交换,减少空间和加长使 用寿命.
——概述 概述
热流道注射模是通过加热的办法来保证流道和 浇口的塑料保持熔融状态.由于在流道附近或中 心设有加热棒和加热圈,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 保持熔融.停车后一般不需要打开流道取出凝料, 再开车时只需加热流道到所需温度即可.
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1.1热流道技术简介 1.1热流道技术简介 热流
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加热元件 (heating elements)
为保持流道内的塑料呈熔融状态,必须使用加 热元件对热流道板或喷嘴加热.对加热元件要 求体积小,功率大(升温快),使用时更换方 便及安全可靠,加热元件的稳定性及耐久的使 用寿命时热流道技术的关键. 常见加热元件有: 加热棒:常用于内热式喷嘴及热流道板,寿命 长,机械强度高,可及时更换.
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国内外热流道模具的 主要发展趋势
元件的小型化. 热流道元件的标准化,系列化. 热流道模具设计整体可靠性提高. 改善热流道元件材料. 开发精确的温控系统. 将热流道用于共注. 快速换色换料工艺.
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THANKS!
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热流道系统的结构 及其发展应用
四川大学高分子材料科学与工程学院 专业:模具设计与制造
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专题大纲
一.热流道系统概述 二.热流道系统的基本特点 三.热流道系统技术分类及结构介绍 四.现阶段国内外热流道系统发展的 现状及成果 五.热流道系统的发展趋势
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1.1热流道技术简介 1.1热流道技术简介 热流道技术
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热流道系统的适应性
——对塑料性能的要求 对塑料性能的要求
1) 熔融温度范围宽,树脂对温度不敏感,低温 流动性好,高温热稳定性好. 2) 粘度随温度变化小,粘度和流动性对压力变 化不敏感,低压下也有良好流动性. 3) 固化温度和热变形温度高,在较高温度下可 快速固化以推出制品,且推出时不产生变形,缩 短成型周期. 4) 热传导系数高,导热性好,制品在模具中能 快速冷却. 5)比热容低,塑料既容易熔融又容易凝固.
可 可 可
可 可 可
稍难 稍难 可
稍难 稍难 可
不可 不可 尚可
不可 不可 尚可
不可 不可 可 9
热流道系统的适应性2 热流道系统的适应性2
——选择热流道系统的原则
选择热流道系统
生产总量
制品的形状
成 型 树 脂 流 动 距 离 范 围 大 很 强 度 形 变 使 用 后 型 影 响 成 品 痕 制 接 熔
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热流道板(续)
热流道板应该选用比热小,热传导率高的材料 制作.一般用钢材制造热流道板,用铍铜或铜制 造喷嘴,以使其保持均匀的温度.近年来,推荐 采用内壁经过精加工的,质量高的不锈钢管制作 大型制品模具的热流道,其周围用铸铜固定. 在支承部位采用高强度接触面积小的支承垫或 在热流道板与定模板间采用空气隙隔热.
树脂的特性
缩 节 短 约 成 经 济 效 益 产 济 生 效 的 益 益 效 期 经 济 周 型 脂 的 经 业 的 树 作 化 简
经济角度
机 械 流 手 的 故 障 流 率 凝 料 产 具
10
热 道 取 冷 造 费 增 用 的 模 加 道 制 统 系
热流道系统的分类
绝热流道模具
直浇口式 点浇口式
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1.2热流道技术近期应用概况 1.2热流道技术近期应用概况 热流
近期,据资料统计在国外50%的模具采用 热流道技术,甚至有些国家达到了80%.但在 我们国家,由于生产力和科技水平的发展等因 素,在国内最多仅有30%的模具采用热流道, 与国外相比相差甚远.但是,随着聚合物工业 的发展,热流道技术将不断完善并广泛使用.
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Heating Elements
24
温度控制器
(temperature controller)
热流道模具对于喷嘴及浇口区域的温度变化极为敏感, 准确的温度控制是顺利完成热流道自动操作的关键. 目前国内注射模的热流道绝大多数用直接电加热法, 由于采用分区加热,多点控温,需要多个加热及控温装置. 常用的温度控制系统为温控表控制接触器,当模具温度低 于设定值,接触器闭合,全电压加在加热元件上,温升很 快.缺点是温度波动范围大,对加热元件损坏严重. 近年来,在大型热流道模具上逐步采用脉冲调宽式温 控系统,输出控制器件选用进口大功率双向可控硅输出, 工作稳定,性能可靠. 目前,国外的热流道温控系统已实现微电脑控制,采用 PID连续调节,其精度可达± 0.5℃ .
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二.热流道系统的基本特点
优点:
1)节约原料,降低制 品的成本. 2)提高产品质量. 3)操作简化,周期缩 短. 4)适用树脂范围广, 成型条件设定方便. 5)多种浇口方式,进 料平衡. 6)能用于精密成型, 成型条件的设定较方 便.
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缺点:
1)模具结构较复杂,须防止因热膨胀产生泄漏, 制造成本较高. 2)要求严格精密的温度控制. 3)成型树脂必须清洁无杂物,对制件形状和使用 塑料亦有限制. 4) 有些树脂更换及换色较困难,必须用很多料 较长时间清洗. 5)不适合小批量生产及形状有明显限制的制品 生产. 6) 维修保养较困难,需要把整副模具拆下来.