本文介紹了熱流道注射模噴嘴和澆口的種類夹孔,對它們的選擇作了一些分析討論被盈。選擇噴嘴品種,實質上是選用澆口的形式搭伤。熱流道噴嘴上的澆口是由冷流道系統(tǒng)的澆口演化而來只怎,在塑料熔體充模流動中,它起到調節(jié)流量的作用怜俐。澆口處于熱流道系統(tǒng)和冷型腔的交界面上身堡,在每個注射周期中,在塑料熔體注射充模和保壓的時間內拍鲤,澆口要開啟暢通贴谎;在塑料制品冷卻期間汞扎,澆口則完全閉合。噴嘴和澆口的選擇擅这,不但決定了注射成型生產的穩(wěn)定性澈魄,還關系到塑料制件的質量。
1. 單噴嘴和多噴嘴
單噴嘴用于一模一腔的注射模蕾哟,也是電加熱的主流道一忱。針閥式單噴嘴如圖1所示,它的流道要繞過驅動閥針的氣缸谭确,因此結構復雜帘营,體積較大。此外逐哈,單噴嘴的澆口也可以是各種開放式結構芬迄。
圖1 針閥式單噴嘴
圖2所示單噴嘴的澆口是大直徑倒錐,是大流量的開放式澆口昂秃,被稱為主流道型澆口禀梳,也稱直接澆口、直澆口肠骆,俗稱大水口算途。塑料熔體流經大澆口時的壓力損失較小,故300 mm以上的長噴嘴用這種澆口為好蚀腿。如果用于一模多腔的注射模嘴瓤,下接冷流道-多澆口,這種混合式的澆注系統(tǒng)容易在注塑件上產生流動痕等缺陷莉钙。
圖2 主流道型澆口的單噴嘴
見圖1和圖2廓脆,單噴嘴的輸入端與注塑機的噴嘴頭壓合時,射入高壓高溫的塑料熔體磁玉,在兩者的貼合面上停忿,必須防止熔料泄漏和反噴。單噴嘴的凹坑的球半徑蚊伞,必須大于注塑機噴嘴的球面半徑席赂。單噴嘴的入口流道直徑,必須大于注塑機的噴嘴直徑1mm左右厚柳。而且氧枣,該單噴嘴的主流道杯零件要有足夠的硬度和強度,能夠抵御注塑機噴嘴的擠壓别垮。此主流道杯零件要與噴嘴和模具聯(lián)接牢固可靠便监,不能松動。
圖3 針閥式多噴嘴
圖4 針尖式多噴嘴
多噴嘴也被稱為分噴嘴,見圖3~圖8所示烧董。多噴嘴用于一模多腔毁靶,或一模一腔的大型注塑件,有流道分叉和多個澆口逊移。此種多噴嘴的注塑模具预吆,有熱流道系統(tǒng)的電加熱流道板(或稱分流板)。多噴嘴的輸入端平面胳泉,與流道板貼合拐叉,防止熔體泄漏。多噴嘴的澆口可以是各種開放式結構扇商,也有針閥式的多噴嘴凤瘦,見圖3所示。
2. 針閥式和開放式噴嘴
熱流道的澆口形式大致可分為針閥式和開放式兩種案铺,開放式中又可分為直接式(大水口)蔬芥、針尖式和側孔式澆口。針閥式噴嘴采用機械閉合控汉,而開放式噴嘴屬于熱力閉合笔诵。熱流道澆口對熔體注射有熱工閥的功能,實行周期性的開合姑子。
圖3是裝在流道板下的針閥式多噴嘴乎婿。它的閥針穿過流道板,由安裝在定模固定板上的氣缸驅動街佑。針閥式澆口適用的塑料品種次酌,基本上無限制。塑料熔體在噴嘴中有較大壓力降舆乔,過長的閥針在熔體壓力下容易失穩(wěn)。針閥式噴嘴使用需要液壓油或壓縮空氣驅動剂公,需要與注塑機的操作信號相聯(lián)接希俩。對于多個針閥式噴嘴,能按程序控制各個噴嘴打開和關閉纲辽,可使熔合縫轉移到最優(yōu)位置颜武;也可實現(xiàn)在料流前鋒打開噴嘴,成功地消除熔合縫拖吼。如圖3所示針閥式噴嘴鳞上,澆口關閉由儀表控制,氣缸執(zhí)行吊档,保證有合適的注射保壓時間篙议,而且澆口的痕跡又小,為模具設計師所樂意采用,近年來有應用擴大的趨勢鬼贱。針閥開合可靠移怯,但需注意到針閥式噴嘴結構復雜,價格昂貴这难。
表1 塑料流動性決定噴嘴的最大注射量
圖4是開放式多噴嘴的針尖式澆口舟误,適用于熱流道板下有兩個或兩個以上噴嘴的熱流道注射模。澆口在定模板上姻乓,由模具工場加工澆口孔嵌溢。噴嘴口有導流梭,中間鑲有導熱良好的鈹銅蹋岩,提高澆口中央的熔料溫度赖草。在注塑件表面上只有微小針點痕。澆口附近又有冷卻水管星澳,冷卻充分疚顷。澆口區(qū)的溫度較低,適合于無定形的ABS禁偎、PS和PMMA等塑料腿堤,和慢結晶固化PE和PP等塑料。但噴嘴的射出量較小如暖,見表1笆檀。
3. 開放式噴嘴的澆口
開放式噴嘴的澆口在注射充模的過程中,既是節(jié)流閥盒至,又是熱工閥酗洒。塑料熔體是對壓力、溫度和流動剪切速率敏感的物料枷遂。澆口區(qū)域的溫度取決于澆口結構零件的導熱性樱衷,取決于澆口內塑料絕熱皮層的利用,它們都將影響開放式澆口的啟閉酒唉。
圖5 側孔式多噴嘴
圖6 改進型側孔式多噴嘴
3.1 澆口在模板上的噴嘴
圖5所示為開放式多噴嘴的側孔澆口矩桂。沒有澆口套,澆口在定模板上痪伦,由模具工場加工澆口孔侄榴。澆口區(qū)的溫度較低,在注塑件表面上只有微小針點痕网沾。側孔式與圖4所示的針尖式澆口相比癞蚕,塑料熔體從流道中,經錐尖上2~3孔中涌射辉哥,流經澆口的壓力損失較小桦山。而且在錐尖的澆口孔里壁,能形成絕熱皮層。因此度苔,澆口區(qū)的溫度和充許注射量比針尖式澆口高些匆篓,比較適合熔體注射溫度較低的ABS、PMMA寇窑、PE和PP等塑料鸦概。
圖7 有澆口套針尖式多噴嘴
圖6所示為圖5側孔式多噴嘴的改進型。側孔管尖材料的導熱性較好甩骏,噴嘴的澆口零件裝拆較方便窗市,側孔管尖上有不銹鋼套,使它溫度穩(wěn)定饮笛,但注射量比前者小些咨察。澆口在定模板上,澆口區(qū)的溫度較低福青,在注塑件表面上只有微小針點痕摄狱。比較適合熔體注射溫度較低的ABS和PE等塑料。
圖8 有澆口套主流道型多噴嘴
在一模多腔注塑模中无午,如果有十幾個以上側孔式或針尖式分噴嘴媒役,澆口孔又都在定模板上。那么這些噴嘴的安裝誤差宪迟,加上噴嘴兩個方向上的熱膨脹量不一致酣衷,故很難保證這些針尖和澆口的尺寸精度和位置精度。尤其是1mm左右的點澆口次泽,很難做到每個頂尖與澆口型腔面平齊穿仪。所造成的誤差會影響對各型腔的平衡澆注。
3.2 有澆口套的噴嘴
圖7所示是開放式多噴嘴的針尖澆口意荤。它有澆口套啊片,起絕熱保溫作用,澆口區(qū)較為溫熱玖像,澆口針尖和孔的精度有保證钠龙,注射澆口在注塑件表面上只有微小針點痕,但會在注塑件表面留下套圈壓痕御铃。適合無定形塑料ABS和PMMA等,尤其適合慢結晶的PE和PP等塑料沈矿。其安裝調試方便上真,有較好的換色性能。
圖8所示是開放式多噴嘴的直澆口羹膳。具有倒錐通孔的澆口套睡互,除在注塑件表面留下套圈壓痕外,會在注塑件上留下圓錐冷料柄,必要時需將注塑件倒置注射成型就珠,熱力閉合較為可靠寇壳,但澆口區(qū)溫度過高時會有拉絲或流涎可能。適合大多數塑料品種妻怎,尤其適用PC等高黏度塑料及各種玻纖增強塑料壳炎,適用于大型厚壁深腔的注塑件,且適用于熱流道和冷流道混合的澆注系統(tǒng)逼侦。
4. 熱流道噴嘴的選擇
噴嘴和澆口類型的選擇匿辩,要考慮到各種塑料材料性能的影響、各種噴嘴產生的澆口痕跡及允許射出量榛丢。
4.1 塑料材料的影響
必須充分認識塑料的加工范圍和熱性能铲球,才能準確和有效地控制熱流道系統(tǒng)的澆口凍結時間,這對于澆口形式的選擇尤其重要晰赞。首先認識溫度對各種塑料形態(tài)的影響稼病。從冷卻固化期間塑料分子結構建立,熱塑性塑料可分成兩大組群掖鱼。
一類是有無定形結構塑料然走,微觀分子以粘結的連接形式保持著紊亂狀態(tài)。PS锨用、ABS丰刊、乙酸纖維素CA、聚苯醚PPO增拥、PVC啄巧、PC、PSU和氟塑料等掌栅,是無定形塑料秩仆。除PVC和CA,其他材料加工溫度范圍都較寬猾封。無定形塑料在固態(tài)和熔融的液態(tài)之間還存在著高彈態(tài)澄耍。如ABS,熔融流動溫度為180~250℃晌缘,半流動的高彈態(tài)溫度為110~180℃齐莲,它共有140℃的注射和保壓的溫度范圍便脊,加熱和冷卻期間黏度逐漸變化叔收,注射成型收縮率小于1%,保壓壓力和時間的影響小饶套。除PVC和PC外岳枷,允許澆口區(qū)有較低的溫度芒填。
另一類是結晶結構塑料呜叫,其分子鏈沿著已生成的晶核有序地折疊著,但其周圍還是無定形結構殿衰,因此存在結晶度的高低朱庆。結晶型塑料有LDPE、HDPE闷祥、PA娱颊、POM、PET蜀踏、PBT和聚苯硫醚PPS等维蒙。定義注射保壓的溫度波動范圍較窄,需嚴格控制流道板和噴嘴的溫度果覆。注塑件固化時颅痊,快速地經過結晶溫度。冷卻結晶需模具攜走較多熱量局待,模具溫度涉及結晶程度和制品質量斑响,有較大注射成型收縮率,需防止?jié)部谶^早凍結钳榨,使得保壓壓力和時間不足舰罚。需較高溫度的“溫熱”澆口區(qū)。
結晶型塑料需溫度較高的澆口區(qū)薛耻,以保證對型腔中塑料補縮营罢,可應用有澆口套的完整噴嘴,見圖2饼齿、圖7和圖8所示饲漾。澆口用含鉻量較高的不銹鋼制造,此零件被稱為絕熱澆口套缕溉。有的用鈦合金制造考传,以減少冷模板對澆口的熱傳導。
大多數結晶型塑料的加工溫度范圍小于60℃证鸥,其中快速結晶固化的有POM和PA等僚楞,加工溫度范圍小于30℃,如PA66塑料的加熱溫度255~285℃枉层。比起慢結晶的PE和PP泉褐,在澆口區(qū)需要更高些溫度,以采用針閥式噴嘴為好鸟蜡。在采用熱力閉合的開放式澆口時膜赃,以有澆口套的整體式噴嘴為好。
4.2 澆口痕跡的影響
使用如圖2和圖8所示直接式噴嘴矩欠,在塑料制品上會留下圓錐柱狀的殘留料柄财剖。此澆口痕跡留于制品的外表面,殘料高大且必須切割癌淮。如果要留在內表面躺坟,則模具用倒裝結構。要考慮脫模機構在定模是否可行乳蓄,還要考慮切割澆口料柄是否可能咪橙,而且發(fā)生澆口流涎和拉絲的可能性最大。常用澆口直徑2.7~10 mm虚倒,適用大注射量的各種塑料美侦。直接式噴嘴的特點是流經澆口的壓力降最小,適合如PC等高粘度塑料加工魂奥。采用主流道型熱噴嘴和冷流道-澆口的混合澆注系統(tǒng)菠剩,使噴嘴離開制品型腔有較長的距離,有利于提高澆口區(qū)溫度耻煤。
如圖4~圖6側孔式和針尖式噴嘴具壮,常見澆口直徑1~3mm。中央有導流梭針尖防止熔料垂滴和拉絲哈蝇。較大口徑的澆口棺妓,有利于熔體流動充模,也可提高圓錐針尖的強度;較小口徑澆口炮赦,在制品上留下痕跡更小怜跑,澆口痕跡很難察覺。
針尖式澆口內有導流梭吠勘,注射截面為圓環(huán)隙性芬,所產生的剪切應力最大,會導致溫度上升和熔體塑料分子結構的降解看幼,造成分子鏈斷裂批旺。高黏度塑料如PC,和經改性充填的高黏度塑料被限制使用诵姜。而且針尖式噴嘴的除污去垢很費力汽煮,熔體容易被滯留,使著色更換困難棚唆。PVC和POM及含阻燃劑的塑料不宜使用暇赤。
有澆口套的噴嘴,由于噴嘴軸線方向澆口套和定模板的熱膨脹不一致宵凌,會在注塑件留下澆口套的圈印鞋囊。
如圖1和圖3所示,使用針閥式噴嘴在注塑件上無澆口殘料,但會在制品上留下閥針頭的痕跡瞎惫。澆口直徑2~8mm溜腐,不太適用僅幾克的少量注塑译株。
4.3 噴嘴的射出量
在注射溫度下品種繁多的塑料熔體的黏度相差很大。高黏度的塑料熔體流經流道和澆口時的壓力損失較大挺益。采用針尖式或針閥式噴嘴時歉糜,要考慮到在噴嘴的澆口流程中有較大的壓力降。在窄小和過長的流道中會有黏性發(fā)熱望众,使塑料熔體溫度升高匪补,會使塑料降解變色。而低黏度的塑料熔體容易泄漏烂翰。
從塑料熔體的黏度夯缺,以噴嘴的最大注射量選擇澆口類型,見表1所列甘耿。直接澆口允許中等黏度物料1~2kg踊兜,針尖式僅100~200g。針閥式澆口介于兩者之間棵里。
選定澆口類型后润文,參照熱流道公司的產品目錄,初步擬定噴嘴的種類殿怜。再進一步確定熱流道噴嘴流道直徑和澆口結構尺寸典蝌。(文章來源于網絡)