結構

熱流道系統一般由熱噴嘴、分流板、溫控箱和附件等幾部分組成。熱噴嘴一般包括兩種：開放式熱噴嘴和針閥式熱噴嘴。由于熱噴嘴形式直接決定熱流道系統選用和模具的制造，因而常相應的將熱流道系統分成開放式熱流道系統和針閥式熱流道系統。分流板在一模多腔或者多點進料、單點進料但料位偏置時采用。材料通常采用P20或H13。分流板一般分為標準和非標準兩大類，其結構形式主要由型腔在模具上的分布情況、噴嘴排列及澆口位置來決定。溫控箱包括主機、電纜、連接器和接線公母插座等。熱流道附件通常包括：加熱器和熱電偶、流道密封圈、接插件及接線盒等。

 

系統分類

一般說來，熱流道系統分為單頭熱流道系統、多頭熱流道系統以及閥澆口熱流道系統。單頭熱流道系統主要由單個噴嘴、噴嘴頭、噴嘴連接板、溫控系統等組成。

單頭熱流道系統塑料模具結構較簡單。將熔融狀態塑料由注塑機注入噴嘴連接板，經噴嘴到達噴嘴頭后，注入型腔。需要控制尺寸d、D、L和通過調整噴嘴連接板的厚度尺寸，使定模固定板壓緊噴嘴連接板的端面，控制噴嘴的軸向位移，或者直接利用注塑機噴嘴頂住噴嘴連接板的端面，也可達到同樣目的。在定模固定板的合適位置設置一條引線槽，讓電源線從模具內引出與安裝在模具上的接線座連接。

多頭熱流道系統塑料模具結構較復雜。熔融狀塑料由注塑機注入噴嘴連接板，經熱流道板流向噴嘴后到達噴嘴頭，然后注入型腔。熱流道系統的噴嘴與定模板有徑向尺寸D1配合要求和軸向尺寸限位要求。噴嘴頭與定模鑲塊有徑向尺寸d配合要求，保證熔融狀態的塑料不溢流到非型腔部位，并要求定模鑲塊的硬度淬硬50HRC左右。分型面到熱噴嘴軸向定位面之間的距離L必須嚴格控制，該尺寸應根據常溫狀態下噴嘴的實際距離L'加上模具正常工作溫度下噴嘴的實際延伸量ΔL確定。為了保證噴嘴與熱流道板貼合可靠，不使熱流道板產生變形，在噴嘴的頂部上方設有調整墊，該調整墊與噴嘴自身的軸向定位面一起限制了噴嘴在軸向的移動，且有效地控制了熱流道板可能產生的變形。在常溫狀態下，調整墊與熱流道板和定模固定板之間控制0.025mm 間隙以便模具受熱后，在工作溫度狀態時調整墊恰好壓緊。熱流道系統的定位座和定位銷一起控制了熱流道板在模具中的位置。定位座與定模板有徑向尺寸D2配合要求，而且深度h必須控制準確，定位座的軸向起著支承熱流道板的作用，直接承受注射機的注射壓力。定位銷與熱流道板固定板有配合要求。熱流道板與模板之間必須留有足夠的空隙，以便包裹隔熱材料。熱流道板和固定板必須設有足夠的布線槽，讓電源線從模具內引出與安裝在模具上的接線座連接。噴嘴連接板與定模固定板之間有徑向尺寸D1配合要求，以便注塑機的注射頭與模具上的噴嘴連接板配合良好。在熱流道板附近，將定模板、熱流道板固定板、定模固定板用螺釘連接起來，增強熱流道板的剛性。

閥澆口熱流道系統塑料模具結構最復雜。它與普通多頭熱流道系統塑料模具有相同的結構，另外還多了一套閥針傳動裝置控制閥針的開、閉運動。該傳動裝置相當于一只液壓油缸，利用注射機的液壓裝置與模具連接，形成液壓回路，實現閥針的開、閉運動，控制熔融狀態塑料注入型腔。

 

設計程序

第一，根據塑件結構和使用要求，確定進料口位置。只要塑件結構允許，在定模鑲塊內噴嘴和噴嘴頭不與成型結構干涉，熱流道系統的進料口可放置在塑件的任何位置上。常規塑件注射成形的進料口位置通常根據經驗選擇。對于大而復雜的異型塑件，注射成形的進料口位置可運用計算機輔助分析（CAE）模擬熔融狀塑料在型腔內的流動情況，分析模具各部位的冷卻效果，確定比較理想的進料口位置。

第二，確定熱流道系統的噴嘴頭形式。塑件材料和產品的使用特性是選擇噴嘴頭形式的關鍵因素，塑件的生產批量和模具的制造成本也是選擇噴嘴頭形式的重要因素。

第三，根據塑件的生產批量和注射設備的噸位大小，確定每模的腔數。

第四，由已確定的進料口位置和每模的腔數確定噴嘴的個數。如果成形某一產品，選擇一模一件一個進料口，則只要一個噴嘴，即選用單頭熱流道系統；如果成形某一產品，選擇一模多腔或一模一腔二個以上進料口，則就要多個噴嘴，即選用多頭熱流道系統，但對有橫流道的模具結構除外。

第五，根據塑件重量和噴嘴個數，確定噴嘴徑向尺寸的大小。相同形式的噴嘴有多個尺寸系列，分別滿足不同重量范圍內的塑件成形要求。

第六，根據塑件結構確定模具結構尺寸，再根據定模鑲塊和定模板的厚度尺寸選擇噴嘴標準長度系列尺寸，最后修整定模板的厚度尺寸及其他與熱流道系統相關的尺寸。

第七，根據熱流道板的形狀確定熱流道固定板的形狀，在其板上布置電源線引線槽，并在熱流道板、噴嘴、噴嘴頭附近設計足夠的冷卻水環路。

第八，完成熱流道系統塑料模具的設計圖繪制。

第九，成熟的熱流道系統，必須考慮到熱流道系統與塑料模具的配合程度，即熱半模的設計。熱半模是指專業化熱流道廠家為客戶加工的精密熱流道系統，具有維修簡單方便，配合精度高，加工快捷等特點.. 降低注塑壓力和鎖模力。

 

設計概念

熱流道一個重要的步驟是熱流道的設計概念。一個詳細的設計概念，包括歧管和壓板，它們將成為模具審核中的一個重要部分。

歧管用于保證讓熔液通道能夠以最有效的方式進行布置。在理想的情況下，熔液通道采用對稱方式設計，所有下行流道的流動長度與轉彎數量都是一致的。在采用多型腔模具或非對稱式模具的情況下，熔液通道可能包括人造長度和轉彎點，以便能夠適當地平衡這個系統。這種概念對設計人員和熱流道設計人員均有所幫助，可以保證最佳的岐管設計。

在一個需要3個注入口的零件上，為了控制零件上的接縫線，就要解決塑料流量平衡的問題。通過一個詳細的岐管設計，可以評價流量的平衡和岐管的布置，保證下行流道能夠滿足客戶模具基座的需要。最后的結果是將單一的直接注入口和單型腔模具上兩個從熱到冷的注入口組合在一起（圖3）。

此外，還要采用壓板技術，保證能夠設計出客戶要求的閉合高度和關鍵特點。由于在噴嘴中包括熱流道噴嘴，模具設計人員還要確認注入口的接近處和冷卻是否能滿足熱流道制造商的要求。

對熱流道評價的主要因素包括：流量平衡和岐管熱分布的情況；通道尺寸；高壓應用領域中的岐管材料強度；注入口的尺寸；冷卻和注入口的接近；能夠承受研磨性和腐蝕性樹脂的成分。

熱流道是一種復雜而具有一定優越性的模具零件。在模具生產項目中，CAE計算機輔助工程分析、樹脂試驗和設計概念等，都可以由熱流道供貨商來完成。在一個項目的初期，如果讓熱流道供貨商共同參與工作，那么的設計人員就能夠進一步優化最終產品。

 

發展方向

當前，國內外熱流道模具的主要發展趨勢可歸納為以下幾個方面。

元件的小型化，以實現小型制品的一模多腔和大型制品多澆口充模。通過縮小噴嘴空間，可在模具上配置更多型腔，提高制品的產量和注射機的利用率。在90年代，Master公司開發的噴嘴最小可至15.875mm；Husky公司開發的多澆口噴嘴，每個噴嘴有4個澆口，澆口距可近至9.067mm；Osco公司開發的組合復式噴嘴，每個噴嘴有12個澆口探針，可用于48腔模具的成型。MoldMaters公司針對小型制件的空間限制，在2001年開發了用于小制件的噴嘴，含整體加熱器、針尖和熔體通道，體積直徑小于9mm，澆口距僅為10mm，可成型重量為1~30g 的制品；協力熱流道公司開發的迷你型熱流道系統，澆口距可近到8.00mm，尤其適用于電子類較小的產品。

當前，用戶要求模具設計和制造周期越來越短，將熱流道元件標準化不僅有利于減少設計工作的重復和降低模具的造價，并且十分便于對易損零部件的更換和維修。據報道，Polyshot公司已開發出快換熱流道模具系統，尤其適于注射壓力為70kN的小型注射機。Husky、Presto 和Moldmasters等公司的噴嘴、閥桿和分流板都作為標準型便于快速更換和交付模具，國外只需4 周即可交付模具，在國內制作模具最快2周即可交付熱流道模具。

熱流道模具設計整體可靠性提高。如今國內外各大模具公司對熱流道板的設計和熱噴嘴相連接部分的壓力分布、溫度分布、密封等問題的研究開發極為重視。疊層熱流道注射模的開發和利用也是一個熱點。疊式模具可有效增加型腔數量，而對注射機合模力的要求只需增加10%~15%。疊式熱流道模具在國外一些發達國家已用于工業化.疊式熱流道模具在國內的注塑行業已得到廣泛應用，如一次性餐具，瓶蓋，瓶蓋防盜扣及提手等小件大批量產品.如國內的協力熱流道公司在疊式熱流道的設計制作及使用方面積累了豐富的經驗.

改善熱流道元件材料的目的在于提高噴嘴和熱流道的耐磨性和用于敏感材料成型。如使用鉬鈦等韌性合金材料制造噴嘴，以金屬粉末注射成型經燒結制成熱流道元件已成為可能。

開發精確的溫控系統。在熱流道模具模塑中，開發更精密的溫控裝置，控制熱流道板和澆口中的熔融樹脂的溫度是防止樹脂過熱降解和產品性能降低的有效措施。

將熱流道用于共注。通過支管和熱噴嘴元件的有效組合設計可使共注成型與熱流道技術相結合，由此成型3層、5層甚至更多層的復合塑料制品。例如Kortec公司開發出了熔體輸送系統和共注噴嘴；Incoe 公司的多出口、多模腔共注支管生產線能用于多材料多組分共注射。

 

組成

盡管世界上有許多熱流道生產廠商和多種熱流道產品系列，但一個典型的熱流道系統均由如下幾大部分組成：

1．主分流板（MANIFOLD）

2． 噴嘴 （NOZZLE）

3． 溫度控制器

4． 輔助零件

將在以后系列文章深入討論這些零件的種類與應用。

 

技術關鍵

一個成功的熱流道模具應用項目需要多個環節予以保障。其中最重要的有兩個技術因素。一是塑料溫度的控制，二是塑料流動的控制。

1．塑料溫度的控制

在熱流道模具應用中塑料溫度的控制極為重要。許多生產過程中出現的加工及產品質量

問題直接來源于熱流道系統溫度控制的不好。如使用熱針式澆口方法注塑成型時產品澆口質量差問題，閥式澆口方法成型時閥針關閉困難問題，多型腔模具中的零件填充時間及質量不一致問題等。如果可能應盡量選擇具備多區域分別控溫的熱流道系統，以增加使用的靈活性及應變能力。

2．塑料流動的控制

塑料在熱流道系統中要流動平衡。澆口要同時打開使塑料同步填充各型腔。對于零件重量相差懸殊的FAMILY　MOLD要進行澆道尺寸設計平衡。否則就會出現有的零件充模保壓不夠，有的零件卻充模保壓過度，飛邊過大質量差等問題。熱流道澆道尺寸設計要合理。尺寸太小充模壓力損失過大。尺寸太大則熱流道體積過大，塑料在熱流道系統中停留時間過長， 損壞材料性能而導致零件成型后不能滿足使用要求。世界上已經有專門幫助用戶進行最佳流道設計的CAE軟件如MOLDCAE。

 

應用范圍

1．塑料材料種類

熱流道模具已被成功地用于加工各種塑料材料。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熱流道模具加工。

2．零件尺寸與重量

用熱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。應用極為廣泛靈活。

3．工業領域

熱流道模具在電子，汽車，醫療，日用品，玩具，包裝，建筑，辦公設備等各工業部門都得到廣泛應用。

 

生產簡況

在世界上工業較為發達的國家和地區熱流道模具生產極為活躍。熱流道模具比例不斷提高。許多10人以下的小模具廠都進行熱流道模具的生產。從總體上講北美，歐洲使用熱流道技術時間較久，經驗較多水平較高。在亞洲，除日本外，新加坡，南韓，臺灣，香港處于領先地位。北美，歐洲雖然模具制造水平較高，但價格較高交貨期較長。相比之下，亞洲的熱流道模具制造商在價格與交貨期上更具競爭性。而中國的熱流道模具尚處于起步階段，但是正在快速增長，比例不斷提高。

漏料處理編輯

部分的漏料情況，并不是因為系統設計不良，而是由于未按照設計參數操作。漏料通常發生在熱嘴和分流板間的密封處。根據一般熱流道的設計規范，熱咀處都有一個鋼性邊緣，確保熱嘴組件的高度小于熱流道板上的實際槽深。設計這個尺寸差（通常稱為冷間隙）的目的，在于當系統處于操作溫度時，避免熱膨脹導致部件損壞。

1、熱嘴背部固定在分流板上；將熱嘴固定在分流板上的高溫螺栓，可以防止冷卻條件下的泄漏。這種系統仍然需要冷間隙，因為鋼性邊緣在常溫下需要一定的膨脹空間。盡管這種方法可以主動防止熱嘴到分流板的泄漏，但卻無法防止過熱條件下部件的熱膨脹。

2、通過螺栓固定在分流板上的熱嘴與分流板一起運動。這種設計對熱嘴有最小長度要求，對模腔間距也有限制。是既經濟又有效的防止熱嘴與分流板間泄漏的方式，適用于模腔數較少的系統。

3、熱嘴邊緣采用彈性而非鋼性設計，彈性邊緣在冷卻條件下提供預載，并防止系統損壞。如果意外加熱過度，它還可以吸收熱膨脹，使操作范圍擴大到±110℃。