细说热流道

热流道（Hot Runner Systems）是在注塑模具中使用的，将融化的塑料粒子注入到模具的型腔中的加热组件系统。热流道模具是将传统式模具或三板式模具的浇道与流道经过加热，于每一成形时即不需要取出流道和浇道的一种崭新构造。

很多条件都是选择热嘴时考虑的因素，例如：不同的塑料特性， 制品的形状、大小、厚薄、重量，型腔排列和浇口位置，目前市面上有数款不同形状和大小的热嘴和流道板以适应各种产品。

热流道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，从注塑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，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需温度即可。因此，热流道工艺有时称为热集流管系统，或者称为无流道模塑。

热流道技术的优、缺点

1、节约原材料，降低成本。

2、缩短成型周期，提高机器效率

3、改善制品表面质量和力学性能。

4、不必用三板式模具即可以使用点浇口。

5、可经济地以侧浇口成型单个制品。

6、提高自动化程度。

7、可用针阀式浇口控制浇口封冻。

8、多模腔模具的注塑件质量一致。

9、提高注塑制品表面美观度。

10、可以使用较小的注塑压力，可以有效降低薄壁产品的后变型。

但是，每一项技术都会有自身的缺点存在，热流道技术也不例外：

1、模具结构复杂，造价高。

2、开机需要一段时间工艺才会稳定。

3、出现熔体泄露、加热元件故障时，对产品质量和生产进度影响较大。

上面第三项缺点，通过采购质量上等的加热元件、热流道板以及喷嘴并且使用时精心维护，可以减少这些不利情况的出现。

开放式结构简单，适用于微型半热流道，不适于绝热流道，绝热流道对材料的局限性较高，而且直接接触到产品表面，易出现拉丝和泄露，表面质量差；微型半热流道不接触产品而是接触到微小流道，所以可以使用开放式热喷嘴，在国外的高精密模具中应用较多。 ^[2]

针阀式热流道节省材料，塑件表面美观，同时内部质量紧密、强度高。世界上有两大类

针阀式热流道

针阀式热流道（根据注射原理）：气缸式和弹簧式。气缸式依*控制器和时序控制器控制气缸推动针阀的关闭，结构较复杂，但本身设计简单。主要有DME（美国）、INCOE（美国）、MOLD-MASTER（加拿大）、HUSKY（加拿大）、AKOMA（中国）等。其中日本世纪没有进入中国市场。气缸式因为其结构的特点决定模具精度要高，同时调试和维护都比较复杂，其中MOLD-MASTER堪称热流道中的劳斯莱斯----加热部分在喷嘴上。他们中的很大成本在调试和维护上，客户基本不能自己维护。弹簧式就一家--FISA（日本），最大特点，依靠弹簧和注射压力的平衡控制针阀开关，装配调试和维护简单，模具精度不高，日本国内客户基本自己有维护能力，广泛应用在家电、汽车饰件、精密多腔模具中。弹簧式与气缸的差别在于不能时序控制，不能很好解决熔接痕的问题。塑美技术人员在成功总结了几千套热流道系统经验的基础上又成功开发了：小直径耐磨喷嘴；弹簧针阀及内加热喷嘴。塑美热流道开发出一种镶嵌式加热器，加热器直接镶到铜套里面、因为铜的导热性很好，镶铜式加热器套到热嘴上面大大降低了热流道热嘴的维修费用

价位定位或接近于（中国市场价），MOLD-MASTER、INCOE、DME、AKOMA、HUSKY、FISA、SM（塑美-中国）。国外流行的叠模非热流道莫属，其实热流道模具减少了设计上的很多要求，对设计人员开发更多的模具结构提供了很大的方便。塑美不但继承了加拿大热流道的领先技术，并在此基础上，综合了相关的注塑；电热和精密机加工技术。公司充分利用人力资源，并引入最为先进的现场生产和客户服务的体系，创建出一套令顾客充分满意的管理体系。

⒈ 为成型超大件制品：

使用热浇道的瓶胚模具

须以热浇道才能使塑胶流动～例如：汽车内衬板、平衡杆、…等，需要较多处同时进浇或顺序进胶。

⒉偏离射出成型机之中心的侧向进浇：

以热浇道方式进浇将可使模具的构造简单，成形容易、加快成形速度、减少成形时的料头、节约原料成本……一举数得。

1.三板方式在每次射出时，沉重的母模板须在导梢上

三板模

滑动，即使新品期间堪用，模具寿命也不长。

2.三板方式在每次顶出时，从模子取出竖浇道的移动量大于从模子取出成形品所必要的模板移动量。

3.由顶出侧进浇时，或者需较长之竖浇道时使用：

可免除太长的料头所产生的问题，例如：模具行程可减少、节省料头残留量、成形容易、不缩水、无流痕……等现象。

4.对于一些大型或是允许由中心进浇之产品：

⑴ 可以用热浇道来取代三板模，以避免不必要的成形机模板的运动。

⑵ 在三板模使用之方式中，须移动母模板而取出料头，若用热浇道成形法，开模运动可缩短卸下料头所必要的移动，因此可增加模子厚度，传统方式本须用大成形机方可生产时，使用热浇道之后可改用小成形机。

5.较难成形之物件：

例如：高黏度、低黏性、高成形温度……、热浇道系统可解决诸此问题。

具体的实例：金属粉末射出、陶瓷粉末射出、塑胶磁铁之射出、塑胶轴承之射出、热可塑性橡胶（TPE）……等等。

6.可配合三板模之设计，减少料头取出所需要之行程：

以热浇道应用在三板模时有以下之优点：

⑴料头容易取出，并且可减少料头取出之行程。

⑵射料时之料流动较平均，又可分别控制各射出点的操作条件，射出较容易。

⑶节省材料费用。

7.节省材料费用及人工费用：

⑴冷料头所产生之成本（利息损失）。

简单的例子：倘若冷料头占废料率的68%而言，（在制造时1公斤的材料只能生产320 g的产品，而其馀的680 g为冷料头）。

⑵尽管冷料头尚可回收，不过基于人力的因素、回收料之混合比例……等等之因素之影响，为了维持正常的运转，必须积存有一些冷料头，因而造成资金的滞留。

倘若以材料费用100元/公斤，其积存的废料为500公斤时，每天所需积压的资金将高达500×0.68×100=34000元，因此其在利息上的损失约达每天200元左右，长期而言，金额非常可观。

8.高速射出成形时：

高速射出成形不只提高成形效率，如杯子、容器……等肉厚薄之成形所不可缺乏的。

9.于使用层模（stack mold）时：

对于一些浅薄的、数量大的产品，例如：CD外壳、小颗粒产品，只需增加15%的锁模力，以相同的射出时间，即可增加80%的产量。

⒑环保问题与效率的问题：

由于热浇道是不产生“垃圾”，因此无所谓处理“垃圾”的问题。

所谓的“垃圾”意味着：

⑴资源的浪费：分析塑胶射出成形的过程中──

⑵不占储存料头空间，无绞碎之噪音及变质的问题。

由于塑胶种类繁多，加上多种色泽不一，因此往往因积存料头，必须在寸土寸金的土地上占有不少空间，同时积压了不少资金。

同时因绞碎必须产生噪音影响安宁，较差的工作环境影响工作士气。

热流道系统一般由热喷嘴、分流板、温控箱和附件等几部分组成。热喷嘴一般包括两种：开放式热喷嘴和针阀式热喷嘴。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成开放式热流道系统和针阀式热流道系统。分流板在一模多腔或者多点进料、单点进料但料位偏置时采用。材料通常采用P20或H13。分流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、喷嘴排列及浇口位置来决定。温控箱包括主机、电缆、连接器和接线公母插座等。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。

编辑

尽管世界上有许多热流道生产厂商和多种热流道产品系列，但一个典型的热流道系统均由如下几大部分组成：

1．主分流板（MANIFOLD）

2． 喷嘴 （NOZZLE）

3． 温度控制器

4． 辅助零件

将在以后系列文章深入讨论这些零件的种类与应用。

一个成功的热流道模具应用项目需要多个环节予以保障。其中最重要的有两个技术因素。一是塑料温度的控制，二是塑料流动的控制。

1．塑料温度的控制

在热流道模具应用中塑料温度的控制极为重要。许多生产过程中出现的加工及产品质量

问题直接来源于热流道系统温度控制的不好。如使用热针式浇口方法注塑成型时产品浇口质量差问题，阀式浇口方法成型时阀针关闭困难问题，多型腔模具中的零件填充时间及质量不一致问题等。如果可能应尽量选择具备多区域分别控温的热流道系统，以增加使用的灵活性及应变能力。

2．塑料流动的控制

塑料在热流道系统中要流动平衡。浇口要同时打开使塑料同步填充各型腔。对于零件重量相差悬殊的FAMILY　MOLD要进行浇道尺寸设计平衡。否则就会出现有的零件充模保压不够，有的零件却充模保压过度，飞边过大质量差等问题。热流道浇道尺寸设计要合理。尺寸太小充模压力损失过大。尺寸太大则热流道体积过大，塑料在热流道系统中停留时间过长， 损坏材料性能而导致零件成型后不能满足使用要求。世界上已经有专门帮助用户进行最佳流道设计的CAE软件如MOLDCAE。

1．塑料材料种类

热流道模具已被成功地用于加工各种塑料材料。如PP，PE，PS，ABS，PBT，PA，PSU，PC，POM，LCP，PVC，PET，PMMA，PEI，ABS/PC等。任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用热流道模具加工。

2．零件尺寸与重量

用热流道模具制造的零件最小的在0.1克以下。最大的在30公斤以上。应用极为广泛灵活。

3．工业领域

热流道模具在电子，汽车，医疗，日用品，玩具，包装，建筑，办公设备等各工业部门都得到广泛应用。

在世界上工业较为发达的国家和地区热流道模具生产极为活跃。热流道模具比例不断提高。许多10人以下的小模具厂都进行热流道模具的生产。从总体上讲北美，欧洲使用热流道技术时间较久，经验较多水平较高。在亚洲，除日本外，新加坡，南韩，台湾，香港处于领先地位。北美，欧洲虽然模具制造水平较高，但价格较高交货期较长。相比之下，亚洲的热流道模具制造商在价格与交货期上更具竞争性。而中国的热流道模具尚处于起步阶段，但是正在快速增长，比例不断提高。

热流道模具在当今世界各工业发达国家和地区均得到极为广泛的应用。这主要因为热流道模具拥有如下显著特点：

1、缩短制件成型周期

因没有浇道系统冷却时间的限制，制件成型固化后便可及时顶出。许多用热流道模具生产的薄壁零件成型周期可在5秒钟以下。

2、节省塑料原料

在纯热流道模具中因没有冷浇道，所以无生产费料。这对于塑料价格贵的应用项目意义尤其重大。事实上，国际上主要的热流道生产厂商均在世界上石油及塑料原料价格昂贵的年代得到了迅猛的发展。因为热流道技术是减少费料降低材料费的有效途径。

3、减少废品，提高产品质量

在热流道模具成型过程中，塑料熔体温度在流道系统里得到准确地控制。塑料可以更为均匀一致的状态流入各模腔，其结果是品质一致的零件。热流道成型的零件浇口质量好，脱模后残余应力低，零件变形小。所以市场上很多高质量的产品均由热流道模具生产。如人们熟悉的MOTOROLA手机，HP打印机，DELL笔记本电脑里的许多塑料零件均用热流道模具制作。

4、消除后续工序，有利于生产自动化。

制件经热流道模具成型后即为成品，无需修剪浇口及回收加工冷浇道等工序。有利于生产自动化。国外很多产品生产厂家均将热流道与自动化结合起来以大幅度地提高生产效率。

5。扩大注塑成型工艺应用笵围

许多先进的塑料成型工艺是在热流道技术基础上发展起来的。如PET预成型制作，在模具中多色共注，多种材料共注工艺，STACK MOLD等。

尽管与冷流道模具相比，热流道模具有许多显著的优点，但模具用户亦需要了解热流道模具的缺点。概括起来有以下几点。

1、模具成本上升

热流道元件价格比较贵，热流道模具成本可能会大幅度增高。如果零件产量小，模具工具成本比例高，经济上不花算。对许多发展中国家的模具用户，热流道系统价格贵是影响热流道模具广泛使用的主要问题之一。

2、热流道模具制作工艺设备要求高

热流道模具需要精密加工机械作保证。热流道系统与模具的集成与配合要求极为严格，否则模具在生产过程中会出现很多严重问题。如塑料密封不好导致塑料溢出损坏热流道元件中断生产，喷嘴镶件与浇口相对位置不好导致制品质量严重下降等。

3、操作维修复杂

与冷流道模具相比，热流道模具操作维修复杂。如使用操作不当极易损坏热流道零件，使生产无法进行，造成巨大经济损失。对于热流道模具的新用户，需要较长时间来积累使用经验。