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由于注射制品的結(jié)構(gòu)、形狀與大小及加工生產(chǎn)要求，一些特種注射模必須采用熱流道技術(shù)。最近，本公司致力于織物襯里、多型腔瓶蓋和疊式注塑模的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。本文筆者對(duì)此工藝進(jìn)行了扼要介紹。



1 織物襯里注塑模



汽車內(nèi)飾用長(zhǎng)條的織物襯里的聚丙烯注射件（如圖1所示）。前些年，這類制品的注射模具依賴進(jìn)口。它必須用多個(gè)開關(guān)式熱流道噴嘴串接，依次逐點(diǎn)地自動(dòng)控制注射。在較低的注射壓力下，讓織物均勻覆貼在動(dòng)模上。保證織物與塑料黏結(jié)復(fù)合。制品上無(wú)熔合縫，無(wú)明顯的翹曲變形。這種在織物襯里上注射方法稱為模內(nèi)復(fù)合，即IML（in-mould lamination）注塑。國(guó)內(nèi)俗稱包布模。

 

圖1 聚丙烯織物襯里內(nèi)飾件注射模塑

串接式注射原理見圖2。注射從一端的開關(guān)式噴嘴開始，臨近的噴嘴只有當(dāng)熔料前沿經(jīng)過它們時(shí)才打開。當(dāng)最后的噴嘴將型腔充滿后，所有的噴嘴必須打開，以實(shí)施保壓過程。噴嘴的數(shù)目和熱流道的幾何參數(shù)應(yīng)該用計(jì)算機(jī)模擬軟件建立。從型腔的一端起始完成的熔料充填，也有從中央注射點(diǎn)向兩側(cè)推進(jìn)。由注射機(jī)螺桿運(yùn)動(dòng)的作用，控制這些開關(guān)式噴嘴的順序開放。也有用時(shí)間繼電器控制的。

 

圖2 串接式注射原理

a)一端噴嘴打開；b)料流前鋒到達(dá)時(shí)噴嘴依次打開；

c)所有噴嘴打開，最終充滿型腔并保壓。

在型腔被熔體充填時(shí)，從相反方向與熔料前峰相遇是不允許的。這會(huì)使織物襯里萎縮起皺。用串接式的幾個(gè)注射點(diǎn)，用傳輸料流的前峰，保證織物被均勻保壓在模壁上。進(jìn)而，在眾噴嘴的間距和制件厚度確定后，必須對(duì)每個(gè)充填區(qū)提供相同的低壓力降。



在IML模具內(nèi)，從塑料層一邊注射，織物放置在動(dòng)模型腔內(nèi)。脫模頂出系統(tǒng)和熱流道系統(tǒng)必須設(shè)置在定模上。



熱流道系統(tǒng)的開關(guān)式噴嘴由氣缸閉合，而且頂出板也用氣缸驅(qū)動(dòng)，這可防止任何漏油污染織物襯里。制品的多余襯里在專用切割機(jī)床上切除。



動(dòng)模上的織物襯里制品必須強(qiáng)化冷卻。由于織物的絕熱性能使注射制品冷卻困難�？椢镆r里也使注射充模的料流不對(duì)稱，導(dǎo)致向襯里翹曲變形。在定模的噴嘴區(qū)需加強(qiáng)冷卻，來(lái)抵消朝中央的翹曲變形。



聚酯PET飲水或飲料的塑料瓶蓋，生產(chǎn)批量很大。用高密度聚乙烯HDPE模塑，每個(gè)重2g。蓋內(nèi)有緊固螺紋。蓋頂下有密封圈。瓶蓋開啟后，有緊箍環(huán)留在瓶頸上。瓶蓋與緊箍環(huán)之間有6～8注射連接點(diǎn)。旋蓋時(shí)扭斷連接點(diǎn)。



這種瓶蓋注射模，有強(qiáng)制頂出的脫模機(jī)構(gòu)。有成型連接點(diǎn)的雙滑塊的側(cè)向分型機(jī)構(gòu)。用針點(diǎn)式澆口，在瓶蓋中央的澆口痕跡很小。為提高生產(chǎn)率，參照進(jìn)口模具，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了32腔瓶蓋注塑模。采用4×2×4 的型腔平衡布置，見圖3所示熱流道澆注系統(tǒng)的流動(dòng)充模分析。

 

圖3 32腔HDPE瓶蓋注射澆注系統(tǒng)的壓力分析

澆道所消耗的塑料量超過了模塑件的重量。如果采用冷流道系統(tǒng)，發(fā)達(dá)的澆道凝料，需專設(shè)機(jī)構(gòu)將其從定模中頂出。大量的澆道凝料需要粉碎，再次加熱熔化。而且這種回頭料的質(zhì)量差，只能小份額地混進(jìn)新料再次塑化注射。因此這種多型腔的注射模，必須采用熱流道技術(shù)。在提高生產(chǎn)率時(shí)，還能省物料，有利于壓力傳遞，也縮短了注射周期。多腔瓶蓋熱流道注塑模，用32個(gè)頂針式噴嘴；有40個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)。熱流道系統(tǒng)的流道直徑用聚合物流變學(xué)原理計(jì)算。圖3所示moldflow分析結(jié)果，澆注系統(tǒng)包括主流道、三級(jí)分流道和點(diǎn)澆口的壓力損失，不到30MPa。制品質(zhì)量得到保證。



3 疊式注塑模



疊式注塑模相當(dāng)于二副模具疊放組合在一起（如圖4、5所示）。這種模具需要有較長(zhǎng)的主流道，輸送熔料到模具中央的熱流道板。疊式注塑模適用于成型形狀扁平的薄壁和大批量的注塑件。

 

圖4 中央進(jìn)料的疊式注射模示意圖

1-噴嘴；2-熱流道板；3-開關(guān)式主噴嘴；4-開關(guān)式主流道噴嘴

 

圖5 側(cè)向進(jìn)料的疊式注射模示意圖

1-主流道熱流道板；2-開關(guān)式主流道噴嘴；3-熱分流板；4-開關(guān)式噴嘴；5-分噴嘴。

疊式注塑模有二個(gè)分型面。所需鎖模力只提高了5%～10%。但多型腔的生產(chǎn)，使產(chǎn)量成倍增加。疊式注塑模的二個(gè)分型面要同時(shí)分型；還要二套脫模機(jī)構(gòu)。如果采用冷流道注塑，還要脫出流道凝料，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化模塑生產(chǎn)。采用了熱流道技術(shù)后，疊式注射模才得到較多應(yīng)用。



現(xiàn)今的疊式注塑模有二種結(jié)構(gòu)類型。一種如圖4所示，主流道由模具中央注入熱流道板，再分流經(jīng)噴嘴射入各型腔。它適用于中小型扁平的注塑件。單副的型腔數(shù)n =2、4…… ，整副模具有2n個(gè)型腔。另一種如圖5所示，主流道由模具一側(cè)繞道進(jìn)入熱分流板，再各噴嘴注射。它適用于大型扁平的注射件，不允許從模具中央進(jìn)料。



這兩種結(jié)構(gòu)的疊式熱流道注塑模，在主流道輸送熔料過程中，都要流經(jīng)一個(gè)分型面。必須在分型面的兩側(cè)，設(shè)置二個(gè)開關(guān)式的主流道噴嘴。在開模前，二個(gè)開關(guān)式噴嘴的閥芯關(guān)閉主流道。在模具閉合時(shí)，二個(gè)閥芯收起，主流道暢通。

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