电加热方式的快速热循环注塑模具及装置设计文献综述

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1、文献综述电加热方式的快速热循环注塑模具及装置设计1前言部分模具工业在我国占有着重要的地位。现今，模具生产的工艺水品及科技含量的高低己成为衡量一个国家的科技及产品制造水平的重要标志之一。在我国，模具行业有了较大的进步。在一些大型的、精密的、复杂的、长寿命的中高档塑料模具都上了一个台阶。但是相对于发达国家之间的差距仍然不小，而与此同时，一些低档塑料模具的产量却远远超出市场的需求，在市场上的竞争日益激烈。自加入世界贸易组织后，这种现象日益严峻，开发中高档塑料模具已经刻不容缓。有关数据显示，我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国。其中珠三角、长三角的塑料制品加工业位居我

2、国前列，其塑料模具产值在全国模具总产值中的比例也占到70％，是我国模具行业的领军地区。现如今，伴随着电子产品，家电产品的快速发展，企业在追求产品性能，使用寿命的同时，对制件表面的质量，外观也有了更高的要求。而传统的注塑成型模具中，容易产生各种缺陷，例如熔痕，这是由于在内部形成了冷凝固。为消除冷凝层的影响，提高塑件品质，提升熔体充模过程的熔体温度是最为有效的方法之一[1-5]。较高的模温不但可以延缓熔体与模腔接触界面凝固层的扩展,使薄壁塑件可以完整充模,避免短射现象,而且使得热流通率下降,不均匀冷却效应下降,有助于应力释放,避免塑件翘曲变形,同时还有效消除熔接线和波流痕,大大

3、改善塑件表面质量[6]。因此，目前大多国内企业都是通过塑料喷涂技术来提高塑料制品的表面质量和表面强度。但是，这种方法不仅浪费生产原料，浪费能源，增加塑料制品的生产成本，而且造成严重的环境污染，危害操作人员的健康。而电加热方式的快速热循环成型工艺便是针对这些缺陷提出的。电加热是将电能转变成热能以加热物体。是电能利用的一种形式。与一般燃料加热相比,电加热方式具有热源稳定、加热迅速、使用寿命长、维护简便等优点，而且易于实现温度的自动控制和远距离控制，可按需要使被加热物体保持一定的温度分布。在电加热过程中，产生的废气、残余物和烟尘少，可保持被加热物体的洁净，不污染环境。随着世界经济

4、的快速增长，能源及原料的供应出现短缺现象。我国是塑料大国，能源消耗速度十分惊人，近年来，节能已作为企业增效，降低经营成本，提高竞争力的重要手段，已经具有特别的意义，并逐步的被人们所认识和接受。2主题部分（1）快速热循环注塑成型技术快速热循环注塑成型新技术也称高光无痕注塑技术，是一种无熔痕、高光洁度的绿色注塑成型新工艺，是当前注塑成型技术中研究开发的前沿问题。高光无熔痕注塑技术则采用一种动态模温控制方式，即将模具温度控制分为加热、高温保持、冷却、低温保持等4个阶段，并在短时间内快速实现上述4个温度变化过程[7]。可使制件表面无熔痕、无流痕、无流线；提高表面光洁度，塑件强度和表

5、面硬度；提高注塑流动性，提高产品品质和强度；使厚壁成型周期可降低60％以上；无喷涂工艺，减少工艺流程，节省能源与材料。降低塑料制品的成本，保护操作图1高光无熔痕注塑工艺过程人员的人身健康。国内外众多专业人员针对其中的关键技术与工艺、关键装备及控制系统等进行了较深入的研究与开发。其工艺原理是：在合模前及合模过程中对模具进行快速加热，合模完成后，立即进行注射，在注射过程中，模具要保持高温，这样可以使胶料在充模过程中保持很好的流动性。注射完成，则对模具进行急速降温处理，又可以大大缩短制品的冷却时间，从而提高生产效率。由图1可见，模温的控制是快速热循环的关键技术。模具加热可以与开模

6、取件、合模等工艺过程并行，从而可以减少模具升温对注塑成型周期的影响[8]。模温必需快速加热后再快速冷却到一定的温度，只有这样，才能获得高品质的制件。模具的快速加热则有很多方式，例如蒸汽加热、电加热、电磁感应加热、红外加热、热传导加热等[9]。传统的加温方式是采用模温机对模具进行加温。但是这种方法却有明显的不足之处：1)无法满足高光注塑中快速升温及快速降温的需要；2)升温幅度较小，表面的熔接痕无法消除，只能减轻；3)由于塑料硬度越高，流动性越差。因此采用此种工艺制品表面的硬度只能达到HB级无法满足实际使用需要；4)模具升温时受热膨胀，降温时又会收缩，使锁模力不稳定。容易造成烧

7、焦，内应力大等各种缺陷。而在此工艺基础上发展而来的快速热循环技术则针对以上缺陷分别做了改进，随着塑料件的应用日趋广泛，以及人们对于环保，安全的意识逐渐增高，快热循环技术必将成为未来注塑模具领域的关键技术。（2）电加热的简介相对于传统的加热方式，电加热能在被加热物体内部直接生热，因而热效率高，升温速度快，并可根据加热的工艺要求，实现整体均匀加热或局部加热，容易实现真空加热和控制气氛加热。在电加热过程中，产生的废气、残余物和烟尘少，可保持被加热物体的洁净，不污染环境。根据电能转换方式的不同，电加热通常分为电阻加热、感应