雖然制造*終醫(yī)療產品的OEM通常不直接參與熱流道的選擇,但是在模具項目中,讓熱流道系統(tǒng)供應商在項目開發(fā)初期就參與可以帶來許多好處,如加快產品部件的驗證流程、提高產品質量以及降低產品成本。因此,醫(yī)療產品注塑加工商需要正確選擇熱流道技術和供應商。 熱流道 熱流道是指多腔注塑模具中的熔體分流系統(tǒng)。4-32模腔的模具在醫(yī)療產品注塑中*為常見。熱流道由分流板、注口、熱流道板和溫控器組成。 分流板分流板是分流熔融物料的部件,可將來自注塑機的熔融塑料傳輸至模具的模腔內。其作用是將熔融原料傳輸至注口,并且在受到摩擦及剪切力和加熱的情況下,盡可能不改變熔融料流的狀態(tài)。大多數供應商通過在已經初加工好輪廓的鋼板上鉆孔來加工流道制造出分流板,然後在鋼板面上或是鋼板內裝上加熱器。在大多數應用中,分流板設計有若干個由溫控器單獨控制的加熱區(qū)。 為了獲取*佳效果,分流板設計流程中應該包括詳細的注塑產品應用分析,如產品質量、原料類型與工藝期望值。分流板設計會影響注塑產品的質量和功能。在不合格的分流板設計中,如熔料在分流板內到各個注口流動長度不同,會導致模腔之間的不平衡,進而造成各產品的尺寸不同。如果得不到適當的處理,分流板中的熱量和剪切過程會導致聚合物降解,造成產品性能缺陷和褪色。 更為復雜的分流板設計,可以實現諸如多組份/多色模具、疊模注塑和配對產品注塑之類的特殊應用。多組份注塑可以生產由多種材料組成的單一產品。例如,具有軟觸感特徵的把手組件。疊模注塑可將現有機器的產量提高一倍。小型機器的疊模系統(tǒng)也可實現與大型設備上單面模具相同的產量。疊模熱流道支持兩層或四層疊模,使每個周期的產量翻一番或兩番。配對模具可使每次注射生成某個組合產品的兩個或更多個組件。對熱流道供應商而言,需要深入的分析以實現配對模具的模腔平衡,分流板需要采用機械平衡方法設計。
注口 熱流道注口連接分流板和模腔,典型的形狀象一根導管,在整個導管長度范圍內進行**的溫度控制。注口的設計和選擇對產品美觀、注料填充和*佳周期時間非常重要。注口的終點是“澆口”—塑料熔料進入模腔的孔洞。不同結構的熱流道注口的尺寸、設計和技術有著很大的差別。 開放式的熱澆口熱流道在每個注塑周期中依靠熔融物料注射-注口冷卻凝固-開模-注射(下一周期)的熱循環(huán)原理工作。在將熔料注入模腔後,塑料在澆口區(qū)域冷卻并硬化。之後,注塑產品從模腔內頂出,在產品上留下較小的澆口痕跡。許多熱澆口的注口設計采用多種類型的鋼材,以便應付注塑工藝的熱動力學。 閥針式澆口的注口在醫(yī)療設備模具中*為常用,利用閥針的機械運動來打開和關閉澆口。閥針通常由氣動活塞和氣缸驅動。澆口的打開和關閉是受控的機械操作,因此閥針式澆口系統(tǒng)具有更佳的平衡性和可重復性。 澆口痕,即產品上的澆口處殘存的材料,也是為醫(yī)療應用選擇閥針式澆口時通常要考慮的事項。開放式的熱澆口設計有可能在產品上粘連澆口形成較大的澆口痕跡。機械式開關的閥針式注口在閥針與產品表面接合處所產生的痕跡很小,不易被發(fā)現。 熱流道板熱流道板為模具提供支撐,在注塑期間承受鎖模力。內部支撐不合理或平面度不夠的熱流道板將導致模具壽命縮短并降低產品質量。若熱流道板在鎖模力負載下發(fā)生形變,則模具鎖模的關鍵接觸面可能發(fā)生磨損,出現飛邊和產品尺寸問題。 熱流道供應商應當在熱流道板內設計支柱。這些支柱穿過分流板的空隙處連接在熱流道板上,承受循環(huán)往復的鎖模力負載。這樣在熱流道板的及外部邊緣均能為模具提供支撐。結構有限元分析技術的運用可確保實現堅固耐用的模板設計。此外,整合在熱流道板中的冷卻水管可防止發(fā)生不規(guī)則的熱膨脹,可以避免模具表面的壓力分布不均勻。 溫控器熱流道的運作離不開溫控器,利用溫控器可以控制系統(tǒng)的加熱。熱流道溫控器必須能夠控制不同類型和型號的加熱器。在一組熱流道系統(tǒng)中,各處的熱損耗互不相同,這使溫度控制變得更加困難復雜。**溫控器能夠調節(jié)算法,使之與每個加熱器相匹配。這些溫控器可以使分流板和注口的溫差低於1℃。目前,許多溫控器都是基於PC的平臺,可以在控制溫度的同時執(zhí)行其它功能,例如控制伺服馬達和生產管理軟件等。 試驗模和工藝研發(fā) 熱流道的設計對注塑模具的性能有著至關重要的影響。雖然熱流道可用於大多數注塑產品應用場合,但熱流道供應商早期就參與到項目中可節(jié)省大量時間和資源。 計算機輔助工程工具用於執(zhí)行熔體流動分析、熱分布和結構分析。分析的目標是了解聚合物熔體在流經分流板時所發(fā)生的情況,從而設計出*佳的熱流道系統(tǒng)解決方案。 醫(yī)療設備制造商經常使用試驗模來確定產品性能和開發(fā)注塑工藝。在考慮整體系統(tǒng)性能時,許多成型試驗模具未能將熱流道的影響考慮在內。在單腔試驗模中工作良好的成型工藝可能并不適用於32腔熱流道模具,同樣的工藝生產出的產品也不盡相同。在項目的成型試驗階段,熱流道供應商可以使用預測工具和經驗來確定熱流道在高腔模具中的適用性,使設計更為合理并加快生產模的認證速度。初期就對注塑產品應用的狀況進行審核可以使得注塑工藝優(yōu)化和後期的注塑生產更為可靠。 未來的技術醫(yī)療設備模塑公司的需求促使熱流道技術不斷向前發(fā)展。越來越小的產品和不斷變薄的壁厚將促使熱流道的研究者尋找新的制造技術和材料。當產品變得更小、更薄時,注料所需的注射壓力會大大增加,需要更小的熱流道熔道和注口。目前,注塑機能產生5萬磅/平方英寸(3,000巴)以上的注塑壓力,可以滿足薄壁產品的生產需要。只有經過優(yōu)化的熱流道系統(tǒng)才能在成千上萬次循環(huán)中承受住這些壓力的考驗,而不發(fā)生故障。 注塑工藝流程需要復雜而**的加熱與冷卻控制,的溫控技術同樣。優(yōu)化熱量控制,減少對冷卻的需要,提高效率和品質;加熱和材料方面的新技術將使熱量分布得到優(yōu)化;開發(fā)新的溫控器算法以便對整個系統(tǒng)的加熱冷卻與溫度變化進行更高效的管理及更嚴格的控制。 轉載自網絡,內容僅供參考