有關澆注系統(tǒng)設計的討論：傳統(tǒng)和順序注射模具

幸贊鰲

【摘 要】順序注射模技術很多年前就在熱塑性塑料制造領域出現(xiàn)了。至今，它的重要地位及相關的技術知識都在不斷提升。現(xiàn)在，對于證實與此項技術相關的參數，限制因素和設計思路都是可能實現(xiàn)的。接下來的這篇文章就將給我們介紹順序注射模的優(yōu)點和澆注系統(tǒng)的設計，以使我們更好，更充分地取利于這項技術。我們將通過場致放射顯微鏡對壓力和填充形式的模擬結果，來比較得出傳統(tǒng)和順序澆注系統(tǒng)對于產生這種模擬結果各自的影響，從而找到合適的澆注系統(tǒng)。

【關鍵詞】順序；注射模；熱流道系統(tǒng)；澆口

一、介紹

澆注系統(tǒng)是熱塑性塑料注射模中的一個至關重要的基本元素。它使熔融材料從注射劑噴嘴射出后順利達到模具各型腔。而材料系統(tǒng)可以分為冷流道系統(tǒng)和熱流道系統(tǒng)兩種類型。

在冷流道系統(tǒng)中，熔融材料通過冷流道時，聚合物也會在零件中凝固，所以這些聚合物在注射過程中一定會隨著零件一起被抽出。在熱流道系統(tǒng)中，材料會沿著熱流道板和熱噴嘴循環(huán)流動，這就是所謂的熱流道（內或外加熱），它是通過電阻加熱的，而原材料通過這種方式就可以保持需要的溫度流過整個的流動長度。相對冷流道而言，熱流道系統(tǒng)更昂貴和復雜，但是它也有很多的優(yōu)勢：澆注流道內的壓力會更低；零件澆口的位置更加自由；不用設計雜質流道等等。

當我們使用常規(guī)注射時，熔融材料會從機器噴嘴自由循環(huán)，通過熱流道，然后又同時或者稍微延遲一點流出熱流道，經過不同的熱噴嘴，然后開始填充模具。我們發(fā)現(xiàn)可以選擇通過調整噴嘴的閥和密閉裝置來修改順序注射模里的噴嘴。通過一個合適的控制系統(tǒng)，這些閥在注射循環(huán)過程中的開關時間是可以控制的。這樣就能實現(xiàn)在我們期望的時間里，材料能從噴嘴流入型腔，從而明顯改善整個過程。

順序注射成型的必要結構包括帶閥和密閉裝置的熱流道澆注系統(tǒng)和控制閥開關的控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)既可以集成在注射系統(tǒng)里，也可以單獨使用，它可以 通過液壓或氣壓實現(xiàn)。因此，這種技術被用在要比傳統(tǒng)工藝昂貴和復雜。如果澆注系統(tǒng)和閥控制能很好地被限定，那么通過順序注射帶來的優(yōu)勢，我們可以不只一次地證實順序注射技術昂貴的成本和復雜程度。

通常，順序注射是用來消除帶有很多注射澆口的零件上的熔接線，或者是以獲得充型飽滿的零件。

當熔融聚合物在數個澆口的引導下流進模具時就形成了熔接線，在熔接線形成的地方，不同澆口的熔融聚合物會相互流動匯合。但是這些熔接線不是我們想要的，因為它們相互包含，也沒有清晰可見的方向和比較差的機械性能。順序注射可以通過選擇每個澆口開和關的時間來控制閥口的狀態(tài)。另外，通過不同的系統(tǒng)在注塑成型循環(huán)過程被開或關數次。為了消除由于填充帶有多個澆口零件而造成的熔接線，型腔可以由單個的澆口填充，并且在熔融物從它們前面通過的時候，其余的澆口要打開。如果澆口能在塑料到達塑料它時打開的話，就可以避免流動時發(fā)生碰撞，也不會發(fā)生熔接線。

填充結果與只有一個中間澆口的填充形式的結果相似，但是壓力更低，填充零件的均勻性更好。

二、順序澆注系統(tǒng)和傳統(tǒng)澆注系統(tǒng)的模型比較

澆口的數量與材料的流動長度直接相關。流動的長度越長，填充時所需的壓力就越高。因此，確定最佳的澆口數量時，要考慮它的幾何形狀及尺寸，為了注射成型時保證型腔壓力在允許的范圍內。另外，材料的其它成型特性，比如說收縮率，就取決于型腔壓力的分配。所以，在填充環(huán)節(jié)，壓力必須合適地從澆口傳遞到零件的每一個點。通過這種方法可以控制不同尺寸的收縮率相同。

通過模擬軟件，可以實現(xiàn)對不同澆注系統(tǒng)可以設計方案的分析，從而進一步明確一個或多個進澆口的位置。

1.所用的材料

被用于模擬測試的材料是聚丙烯。它是一種通常用于微小的填料充分的半結晶材料，例如用于汽車的內飾件。

2.工藝條件

為了比較所提出的不同的設計理論，我們對這種零件和材料的注射條件設立了一個統(tǒng)一的標準。

3. 結果分析

我們分析熔融狀態(tài)的變化情況，熔接線與型腔壓力水平和變化，是為了比較不同的情況下得出的結果。

4.傳統(tǒng)澆注系統(tǒng)

所有的傳統(tǒng)澆注系統(tǒng)都試圖讓每個進澆點填充得近似于零件的形狀，也盡可能保證一致的填充形式，以使熔接線至少產生在不可見的區(qū)域和在零件的任意一點都能實現(xiàn)更好的融合。對于型腔形狀很不規(guī)則，或者是零件厚度相差很大的情況，考慮到填充時的流動長度盡可能均勻地分配每個流道所必需的時間，所有的流道都必須平衡。

5.順序注射模

順序注射是為了實現(xiàn)持續(xù)填充零件，從一個澆口開始，然后當熔融物流過其它澆口之前，打開其余的閥澆口。在我們布置澆口位置時，注意到兩澆口間的距離應該和側澆口到零件一側的距離接近。這個標準說明傳統(tǒng)注射中澆口數量是否相同，關系到流動長度的增加。因此，在傳統(tǒng)注射中，澆口必須被布置在不同的位置。

與傳統(tǒng)注射相同，如果流動長度增加，型腔的最大壓力也會增加。

當順序打開閥澆口時，最大的流動速度會在最后一個閥澆口打開時出現(xiàn)，在這些閥澆口被打開之前，流速是最慢的。

在原料實際已經停止流動的這些澆口處，模具進澆口的壓力幾乎完全被傳遞，所以此處的壓力值近似于材料到達模具入口處的壓力。為了估計這種影響結果，可以采取打開后面閥門的同時，關閉另一些閥門。

通過對傳統(tǒng)注射和順序注射案例的比較，我們可以知道，如果兩種方法入澆口的數量是一樣的，那么順序注射的流動長度會長些，而且型腔的最大壓力也較高。順序注射比傳統(tǒng)注射更容易消除熔接痕，而且能獲得更好更高的流動。

我們從中可以明白，順序注射的優(yōu)勢就是可以減少熔接線甚至完全消除，并且熔融物流動更順暢。

三、結論

為了最大限度地利用順序注射技術，根據所用的工藝來設計澆注系統(tǒng)是必要的。采用傳統(tǒng)澆注模具進行順序注射時，型腔壓力高于采用合適的順序澆注系統(tǒng)。另外，傳統(tǒng)澆注模具進行傳統(tǒng)注射時，型腔壓力高于采用合適的傳統(tǒng)澆注系統(tǒng)。因此，只要設計的澆注系統(tǒng)的模具與所用工藝相匹配，我們就能得到最佳的結果。相反，如果我們設計模具時不顧及它是用于傳統(tǒng)注射還是順序注射的話，那得到的結果將不盡人意。

如果入澆口的數量相同的話，那么由于傳統(tǒng)注射的流動長度短些，所達到的壓力也會低些。為了在低于一個壓力的條件下正常工作，順序注射必須比傳統(tǒng)注射設計更多的注射澆口。

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