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叠层式热流道模具可大幅削减生产成本

核心提示:当一个新项目还处于概念性设计阶段时,往往会忽略叠层式热流道模具如何选用的问题,因为许多模具当一个新项目还处于概念性设计阶段时,往往会忽略叠层式热流道模具如何选用的问题,因为许多模具设计商都不熟悉这种技术。与通常的单面注塑模相比,采用叠层式热流道模具能够使塑料熔液均匀地分布到两个独立的分型面之中,从而使注塑机的产量提高一倍以上。

零件产量提高一倍

叠层式热流道模具技术不是通过添加更多型腔的方式来增加模具的尺寸,而是在保持原模具尺寸和注塑机尺寸的条件下,添加第二层型腔,使其与第一层型腔平行。叠层式热流道模具的注入、压紧和冷却时间维持了同样的水平,在整个工作周期中只增加了模具的打开和闭合时间。

降低零件的价格

零件的价格取决于注塑机的工时费,而这一费用又与注塑机的夹紧吨位有着直接的关系。与具有同样数量模腔的单面模具相比,采用叠层式热流道模具只需约50%的夹紧吨位。如一套8 8模腔的叠层式热流道模具可代替一套按16模腔设计的单面模,而其所需的注塑机只需一半大小,也就是说其所使用的模具较小,注塑机的体积也较小。

然而,其生产能力和产量与16模腔的模具相同。但一套16模腔的单面模需要在一台600t的注塑压力机上运行,而一套8 8模腔的叠层模只需一台300t的注塑压力机就可以了,这能够使注塑机的工时率降低43%。

一半的叠层式热流道模具的加热部分,重8000lb,其尺寸和型腔数为63in×60in– 1 1,

用于HDPE阻燃托盘的注塑成型,零件的重量为17.5lb

提高工作效率和自动化水平

在同样的参数条件下,采用叠层式热流道模具可以在一台注塑机的每次注塑过程中生产多个元件的组件。相比较而言,采用单面模要求在多台机器之间实现同步化生产,这必将增加模具后成型操作的复杂性。

叠层式热流道模具的基础

两个模具的分型面或模具的分型线决定了叠层式热流道模具的特性。与单面模具不同,叠层式热流道模具不需要更大的夹紧力,因为在中心块两侧上的型腔及预定的零件表面积,抵消了相互之间的力量。

估算夹紧力的拇指定律就是将预定的零件表面积乘以塑料熔液的压力,再乘以1.1的系数。在不增加注塑机压板尺寸的情况下,可以用双倍数量的模腔来生产塑料零件。在大部分叠层式热流道模具的每一分型面中都有相等数量的同样的模腔。如一套带有8 8热流道的2 2型腔栅格式模具,每个周期可生产4个相同的塑料零件。

有些叠层式热流道模具,其每个模具分型面中的型腔数量是不同的,它们的每一次注塑成型,可生产同一系列的零件,但形状和尺寸各不相同,如所示的折叠式塑料筐。叠层式热流道模具也可以处理多种材料的注塑成型,如软硬结合或多色成型的不同材料。三级叠层式热流道模具的应用不如二级叠层式热流道模具普遍。

生产这种折叠式塑料筐的四壁和底座采用一次性注塑成型方法

当叠层式热流道模具打开进行零件的注塑成型时,模具的两个分型面通过模具中心块、模具一半的固定面和模具另一半的移动面之间的机械连接方法打开(在大部分情况下是同时进行的)。用于移动模具中心块的机械连接方式包括:一个由齿条或齿轮操作的运动系统、一个非常协调的杠杆系统、一个液压推拉系统和一个螺旋齿轮系统。

热流道系统

除了模具中心块的移动系统之外,叠层式热流道模具的关键元件就是热流道系统(见图2)。如果将塑料熔液从机筒转送到模具中心块,在传统上是通过加热的注入杆完成,该注入杆通过模具一半的固定面和通过第一个模具的分型面,将塑料熔液从注塑机的喷嘴导入到热流道岐管,而这种热流道岐管系统则安装在叠层式热流道模具的中心块里。

叠层式热流道模具的热流道系统

然而,这种结构比较简单的注入杆有一个缺点:当模具打开,开始进行零件注塑成型时,该注入杆很容易从注塑机的喷嘴上脱开,而且在脱模卸除零件时,这个注入杆也可能会成为一个障碍,特别是采用机器人操作设备时,因为它总是保留在第一模具分型面之中。因此,设计人员开发了更好的的塑料熔液传送方法,并将其应用到模具的中心块之中,如无注入杆式的浇口到浇口熔液传送装置。

在设计过程中,模腔成型面积中所包括的中心面不允许使用中心注入杆,因此热流道不得不采用偏置式岐管,并从旁路将塑料熔液导入到模具的外侧,再通过第一模具分型线从侧面位置导入到模具中心块,并使熔液进一步通过喷嘴注入分布到模腔之中。

浇口到浇口的熔液传送装置

通过第一模具分型面输送熔液的传送装置得到了越来越普遍的应用,因为这种装置不需要注入杆,消除了注入杆这个障碍。无注入杆式熔液传送装置的基本原理就是来自于喷嘴到喷嘴的熔液传送装置。

按顺序控制的叠层式热流道模具阀式浇口岐管系统,配有阀式浇口的热熔液传送装置,

通过模具分型线的中心传送塑料熔液

当模具分型面闭合时,两个喷嘴的前端就形成了一个熔液通道。当模具打开时,这些喷嘴就相互分离。叠层式热流道模具采用了特殊设计的无泄漏连接件和密封件,压力可达2000psi(1psi=6890Pa,下同)或30000psi。熔液传送装置的喷嘴前面部分,通过模具分型面中的夹紧力使其相互接触,并使熔液通道之间相互连接。在注塑时,这个通道可以通过阀销执行机构开放和闭合。模具在打开的过程中,熔液传送装置的喷嘴将会提供一个干燥的表面,绝对不会让塑料熔液出现起丝或滴流现象。

每周7天和每天工作24h的叠层式热流道模具,需要功能良好的熔液传送装置,这种装置必须具备几百万次操作的使用寿命。

与较深型芯的零件相比,由于注塑机开放行程的原因,以及叠层式热流道模具高度的增加,扁平的零件生产更适合采用叠层式热流道模具。检查机筒的注塑能力也是非常重要的,这有利于保证注塑单元能够为各个型腔的每一个工作周期提供足够容积的塑料熔液。在制造薄壁包装零件、瓶盖、封口产品、容器和盖子、折叠式塑料筐、托盘、控制板、格栅和器械用大表面零件等应用领域中,使用叠层式热流道模具系统是非常理想的。