注射成型模具的幾種新結構

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     塑料產品在汽車、電子、軍工、通訊和家電等行業中的用途日益廣泛，人們對其質量要求也在不斷提高。隨著各種新材料、新技術的不斷研發成功，模具作為制品成型的核心部件，必須順應新材料和新技術的加工需要而發展進步。模具制造商只有對模具機構、加工技術等不斷推陳出新，才能在巿場擁有一席之地。新型模具機構的設計在滿足特殊加工需求之外，還能顯著提高生產效率，這成為模具技術的亮點之一。
) }+ a* N8 W+ M: Z9 U# x( m9 w　　模具“疾速”加熱冷卻系統
% r+ B6 t+ O( l% u$ T. x$ m" h　　對于注射成型而言，一副模具設計的優劣，關鍵在于冷卻系統的質量和效率。設計人員常常遇到的難題是如何選擇合適的模具材料和設計合理的冷卻水道，使塑料在模腔中能迅速、均勻地冷卻。縱觀注射成型制品的表面缺陷形成原因，大多和物料充模時模壁溫度過低有關。為此，NADA公司研制了一種模具“疾速”加熱冷卻系統E-Mold。之所以稱為“疾速”，是因為利用該系統后，15s就可將模具溫度加熱到300℃，然后15s又能將模具溫度冷卻到20℃。
- C/ N1 r# ^( Z　　傳統的冷卻方法，通常是通過對模板冷卻間接地實現模壁冷卻，而E-Mold系統提出了新的設計理念--直接對型腔表面和成型模板進行溫度控制：模具打開的同時，對模具表面進行加熱，在模具閉合之前達到所需的加熱溫度，停止加熱，使得物料充模的時候模具溫度較高；保壓結束后，隔離熱源，使模具迅速冷卻。模具在物料充模過程中的高溫，大大提升了制品的表面質量。
　　使用E-Mold技術不僅消除了制品的熔解痕、流痕、噴射痕、銀紋、縮痕等缺陷，而且提高了制品表面結構和光澤等的一致性，減少了制品的變形。與傳統的加工方法比較，利用E-Mold技術模具在保壓后快速冷卻，可以顯著降低制品的成型周期，提高生產效率。同時，這一系統的應用也為超薄、超厚和高填充物料制品的注射成型提供了方便。
　　采用傳統冷卻系統成型制品和采用“疾速”加熱冷卻系統成型制品表面的表面質量對比
0 ?3 Z0 Q6 h$ B* |, l: V: {　　T-模
　　疊模成型是近年來注射成型技術的一個新亮點，它可以顯著提高設備利用率和生產效率，并有助于生產成本降低，常用于大型扁平制件、小型多腔壁薄制件和需大批量生產的制件。然而，疊層模具并不經常用于普通注射機，因為一副模具中所有制品的成型過程是同步的，同時注射、同時開模頂出、這使得注射機的注射量和移模行程加大。
　　德國研制了一種類似于疊模的模具結構--T-模，其結構是把不同制品的成型模具如同閥模一樣，背靠背安裝。然而其成型過程卻和疊模完全不同，T-模中所有制品的成型過程都是獨立的，各分型面交替打開：當一面冷卻時，另一面可以塑化、開模、脫模、合模，且可以再次充模、保壓。也就是說，采用這種模具，在任一時間，只有一個分型面中的型腔被填充，也只有一個分型面上的制品被頂出。表面看似整個成型周期是所有制品周期的疊加，然而由于快速注射機能夠實現邊塑化邊開模頂出的并行動作，節省了開合模和頂出時間，生產效率得以提高。
　　此外，為提高T模的使用范圍，目前該機構已成功開發了將兩套普通模具合并為一套T-模的技術。
　　將普通模具轉換為T-模
: K2 X+ p6 k: X$ K" B　　在將兩套冷流道模具轉換為一套冷流道T-模時，拋開轉換的成本問題，必須考慮兩個更重要的關于現有模具使用的問題：
- t" v0 |1 k, L% s　　一，模具的整體尺寸將有多大？二，哪個模具靠定板？
: Y& U  z% J6 n" q: G. a0 i　　用兩套模具來生產手柄做為例子，可以按如下去解釋其過程。兩套模具都是用氣體輔助注射，每套的周期為80秒。
　　假設較大的模具已經在現有的注射機上運行，只要增加第二套模具的厚度進去。使用直壓鎖模注射機的話，模具的整體厚度加上兩個開模行程的最大者，必須比注射機的模板最大開距小。
5 [7 r7 w  ^% M　　通過分析不同類型的模具可以看出，即使厚度超出100 mm的模具也可以成功地轉換為T-模。首先，可以取消兩塊碼模板；第二，大多數直壓注射機的模板最大開距可以通過減少推力板和頂出板之間的距離來增大（取消注射機的頂出油缸）。這種轉換因此需要模具上裝有兩個側邊安裝的頂出油缸。靠定板的模具的頂出板也得配上側邊安裝的頂出油缸。
3 I0 d* I8 H( _9 ~# Q　　基本上，T-模類似疊層模具，也就是兩套模具的頂出板都是向外的。這意味著，熔融膠料可以用放在注射機后面 (在操作員的對面) 的注射裝置直接從中板注入，也可以通過熱流道進入通常的正中澆口位置。第一個選擇對模具制造者來說便簡單了，但是需要一臺特別的注射機。第二個選擇通常需要一個很特別的熱流道，但是可以用在標準注射機上。
' s" T6 K& P) s, o　　通常，在疊層模具上，熔融膠料是通過定板模的頂出板來注射。這也應用在目前生產中的T-模上。因此，在將標準模轉換成T-模之前，必須考慮到哪個面更容易安裝熱嘴組合。
+ ^4 d4 k0 F4 m　　確切地說，這表示模厚較小的、能為注射面的熱流道提供足夠空間的，將作為T-模的定板模具。
　　只要上面這些基本要點解決了，這種轉換就沒有問題了。首先，移走多余的碼模板。兩套模具都被固定在一塊轉接板上。這塊轉接板很好地將兩部分連接在一起，包括導桿及導套并能確保堵塞冷卻水的外流。
　　整體式熱流道系統
" u+ U- ?$ [# N  L4 k' a　　熱流道技術作為塑料注射模的一種先進技術，日益得到推廣應用。然而，熱流道模具結構復雜、造價高、維護費用高，且在使用過程中易出現熔體泄露、加熱元件故障等問題，這嚴重制約了熱流道系統的廣泛應用。
　　Incoe公司研制的整體式熱流道系統中，螺栓將標準熱流道板和噴嘴連接起來，形成整體式熱流道結構，避免了熱流道板和噴嘴的不對中以及流道死角的出現，從而防止了兩者之間的熔體泄漏。與常規熱流道系統利用模板的鎖緊和預拉伸實現與模板的對中不同，該結構集成的隔熱支撐塊，不僅能夠實現模板的對中，而且與模板的接觸面積小，減少了熱損失，改善了溫度分布曲線。
  F6 `# d: \/ s, p% B1 h+ P9 j　　整體式熱流道系統
　　“綠色”熱流道系統
+ A0 v% Y7 a. K3 |& d' N4 t2 A$ w　　生物降解塑料作為一種治理塑料廢棄物的技術途徑，其應用已不限于農用地膜、包裝袋、垃圾袋、餐飲具等領域，部分電腦、手機生產企業已研制出生物降解材料制成的個人電腦和手機，一些汽車制造商正致力于將PLA等可生物降解塑料應用于未來轎車的研究。針對生物降解塑料產品的物理性能差等問題，原料供應商也推出了結晶速度提高約100倍的聚乳酸，可生產120℃左右的高耐熱性注射制品。
6 j3 |3 ?8 S3 w4 @1 B　　目前生物降解塑料的注射成型受制于加工和成型兩方面。由于多數生物降解塑料都是熱敏性物料，而且易于降解生成強腐蝕性酸，因此，多年來熱流道技術在生物降解塑料成型加工中的應用一直處于空白。
# Q' X9 J/ D7 B　　日前，D-M-E公司宣布成功研制“綠色”熱流道Eco-Smart，專門用于PLA等生物降解塑料的成型加工，該系統選用特制耐腐蝕鋼材，使用低壓成型方法，并利用隔熱元件、連續流道等方法解決了剪切生熱引起的物料溫度升高問題。

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