快速熱循環技術注塑模中的應用探討

貴州電子信息職業技術學院機電工程系 許傲

本文介紹了快速熱循環技術的工藝原理，并指出了其技術優勢，隨后就快速熱循環技術中的模具溫度控制系統與軟件應用進行了探討。

快速熱循環技術；注塑模；模具溫度控制系統

快速熱循環技術注塑模中的應用探討

貴州電子信息職業技術學院機電工程系 許傲

當前，工業生產中大量的塑料制品均采用注塑方式完成生產。現階段看，噴涂工序往往不利于環境更不利于人員健康，同時還容易造成成本提升與資源浪費，與社會發展不相吻合。為了達到人們的更高要求，快速熱循環注塑技術得到了更多人的關注。快速熱循環注塑技術（RHCM）在廣泛應用中體現出了技術優勢，大幅縮短了塑件的全過程加工流程，與當前的綠色發展理念緊密切合。

1 快速熱循環注塑技術的工藝原理

傳統注塑成型工藝中，不同的熔融態物質在定型及冷卻的過程中，模具會長時間處于一個穩定的溫度。對快速熱循環注塑技術而言，模具的穩定并不要求恒定，而是處于一個相對平衡的動態溫控模式中。該模式下，溫控分加熱、保高溫、冷卻、保低溫四大階段，而且溫控時間較短，經常會在極短時間段內完成溫控變化。快速熱循環注塑技術中的模具溫控方式理念，能夠讓熔融態的物料迅速在高溫狀態下在模具型腔中充盈，有效減少傳統注塑工藝中因熔體與模具溫差巨大而出現的諸多缺陷。

快速熱循環注塑技術，是先將注塑模具在最短時間加熱至預定溫度后，可以催化聚合物發生熱變形，后將各熔融態物質高壓注射進入模具型腔，特別要注意的是，注射及保壓過程的模具高溫狀態不能隨意蓋面。進入保壓后期就需要快速冷卻模具，等待塑件溫度低于頂出溫度可開模取件，形成一個循環。

2 快速熱循環注塑的技術優勢

快速熱循環注塑技術與傳統注塑工藝技術相比，主要優勢體現在：

（1）可對各類塑料制件產品表面容易出現的熔接線、熔接痕、波絲紋、氣孔氣泡以及縮水現象進行規避。

（2）進一步對不同塑料制品的表面光澤度與整潔度進行改善，從而實現了制件表面的光潔度上升到鏡面效果。這樣就不會如傳統注塑工藝那樣，還需要通過噴涂工藝來提高光潔度，完全做到了節能、減排、降耗、保護環境，同時各項生產制造成本也得到有效控制。

（3）快速熱循環注塑技術對于厚壁制件的注塑成型周期控制有效，可合理降低時間需求。在模具設計環節對澆口的選擇更為自由靈活，使得內壓穩定無翹曲變形或應力不均勻情況出現。

（4）快速熱循環注塑技術對于部分有加纖需求的產品表面浮纖情況可進行積極處理，其主因在于可在模具高溫條件下，待熔流體注入型腔后保持所有聚合物不降溫，始終保持良好的流動性，讓熔體可充分包覆纖維，不在注塑制品表面留有浮纖，提高光潔度。

3 快速熱循環技術中的模具溫度控制系統與軟件應用

快速熱循環技術中模具溫度的控制系統與軟件是實現注塑生產的重要技術之一。文中將主要對模具溫度控制系統研制及其軟件的技術應用進行探討。

3.1 溫度控制系統的工作原理

注塑成型工藝環節，模溫控制系統將直接管理不同管路閥門的啟閉狀態，實現模具內管道熱冷介質的交換達到控制溫度實現模具溫度的動態控制。合模過程由溫控器控制通入高溫蒸汽實現快速加熱，溫度適度后停供蒸汽，啟動注射工藝直至充模，用蒸汽為模具恒溫。注射保壓后溫控器控制設備通入冷卻水降溫。降到要求后吹出殘留冷卻水，為下個注塑循環做好準備。

3.2 控制系統的設計與開發應用

（1）系統組成。主要由溫感、A/D模塊、PLC機、O/I模塊、人機界面等組成。

（2）軟件設計。PLC控制程序要體現控制功能，特別是模溫動態控制的高效性與穩定性。溫控系統應分手動/自動兩種模式，確保操作的安全性。

（3）人機界面設計。在溫控系統中將PLC與人機界面相互結合后，利用各種軟件進行信號控制、處理，就可直接監控不同樣值與信號，實現各種功能。同時，數據處理為注塑工藝的參數分析提供了依據，可對各種溫度變化進行監測預警。

3.3 系統的實際應用

通過文中所設計的溫控系統，能讓快速熱循環技術在注塑模應用中得到全過程監控。系統借助液晶顯示屏直接放大功能，通過人機交互界面的觸摸輸入，可在直觀界面上完成簡單操作，實時準確對模具、介質的溫度進行監控，精度保持在±1℃。系統在自動/手動不同模式切換中，便于進行參數調試；可以取得較高的注塑效率。如對平板電視機面板塑件進行注塑成型制作，40英寸僅需65s左右；且整個塑件不存在熔痕、流痕與流線情況，鏡面效果突出，強硬度突出，可滿足不同用戶的產品需求。

4 結束語

傳統注塑模工藝中因技術工藝等缺陷可能導致制品表面有不少熔流痕問題，而且不少制品光澤度還需后期噴涂加工。采用快速熱循環技術后，其模具表面復制能力能有效解決此類問題，真正促進注塑模工藝取得更高效的成果，在注塑生產領域具有廣闊的應用前景。

[1]基娟.快速熱循環技術在注塑模中的應用與優化研究[D].蘇州大學,2013.

[2]羅嗣勝.快速熱循環注塑模具及工藝關鍵技術研究[J].工程技術:文摘版,2017(04):268.

許傲，男，1978年出生，貴州畢節人，研究生，副教授，研究方向：機械工程。

貴州省信息產業廳科研項目（12jxw12336-04）。