应用于阻燃性聚酰胺加工的热流道技术——余姚余姚舜龙模具设计培训
应用于阻燃性聚酰胺加工的热流道技术
由于标准的提升，Moeller公司不得不选择一种符合UL94-V0的塑料品种来替代过去用于许多零部件中的塑料品种，含25%玻璃纤维的增强PA66满足了标准的要求。但在这种材料的加工过程中，使用普通的热流道系统却存在严重的问题。君特注塑系统有限公司凭借其在热流道领域的专业优势，为Moeller公司提供了一款专利的热流道技术，使得该材料的加工不再有问题。
作为一家世界领先的供应商，Moeller公司为自动、命令和控制装置生产零部件及系统。各种由塑料制成的电子、电气零部件被用在这些系统中。
现在，Moeller公司使用带热流道的模具进行无注道残料的部件生产，这已进行了很长的一段时间。与传统的浇口系统相比，热流道技术的优势包括在材料上的节省和周期时间上的减少。
当为电子零部件选择一种塑料时，通常不仅需要考虑设计的要求，还包括法规条款和标准。例如，在电子工业中，与有电部件直接接触的塑料零部件必须遵守IEC（国际电工委员会）标准等。更进一步的一个要求是该塑料在着火后必须能自己熄灭。在此，保险协会实验室（Underwriters Laboratories）第94条标准（以下简称UL 94）作为界定塑料中阻燃性能的权威标准在全世界已获得了认可。UL94中的界定依赖于燃烧速度、熄灭所需要的时间、小滴生成和残光的时间。根据零部件的功能，必须满足下述标准：
UL94-V2：垂直试样；在从火焰中移出后30s内自熄灭，允许有有焰熔滴；最大残光时间为60s。
UL94-V0：垂直试样；在从火焰中移出后10s内自熄灭，无有焰熔滴；最大残光时间为30s。
Moeller公司通常使用含有25%阻燃性玻璃纤维的增强PA66，用于制造电子、电气零部件的罩壳。这种材料符合UL94-V2燃烧等级以及其他标准。
Moeller公司的许多设备还被用于承担ATEX（即大气可爆炸物，潜在的爆炸性空气）防爆指令的领域。该领域针对燃烧性设置的要求在最近变得愈加严格这些零部件必须符合燃烧等级UL94-V0的要求，因此，Moeller公司不得不选择一种符合UL94-V0的塑料品种去替代过去用于许多零部件中的塑料品种。
为了满足塑料的阻燃性需求，其聚合物主体要含有某种阻燃系统。就Moeller公司所使用的PA66来说，红磷被用来提供阻燃性。燃烧等级一般受到所用阻燃系统数量的影响，按照数量，这里所用的红磷或多或少和温度强烈相关。因此，在加工过程中过热会引起对该阻燃剂的热损坏，产生的气体会在模具上形成沉积，造成腐蚀。有时候，这些气体甚至能燃烧。
Moeller公司最初所用的25%玻璃纤维增强PA66（燃烧等级符合UL94-V2）可以用现有的热流道系统进行加工。但是，在更换为符合燃烧等级UL-V0的PA66-GF25以后，当使用该热流道系统进行加工就会产生一些严重的问题。
尽管275~295℃的加工温度适合于这种材料，但是会有极其严重的沉积出现在模具上，使得模具必须在每30000~50000次注射后就要进行清洁，除此之外，由于腐蚀的影响，模具的插入件必须在每25万次注射后就需要替换掉。在模具中形成这种严重的沉积和腐蚀的原因是热流道注嘴中温度的过度上升，该热流道注嘴和PA66中大量的红磷相关联。由于在控制单元中温度设定为290℃，而注嘴中有时候测定出的温度为360℃左右，这就引起了阻燃剂中的一种反应。
君特注塑系统有限公司（以下简称君特）在加工工艺要求较高的塑料方面十分有专长，它从Moeller公司获得了一个订单，来测试一种优化的热流道系统，该系统起初是为了双色注塑模具的零部件而研发。为了这个试验，Moeller选用了按钮插入导向器，该部件被用来控制一个使用阻燃性PA66（含有25%玻璃纤维）和TPE制成的按钮。
为了满足生产这种部件的需求，设定了以下标准来选择热流道系统：满足带玻璃纤维和阻燃剂（红磷/UL94-V0）的PA66的加工性能；拥有整个注嘴长度的持续温度曲线；注嘴中的温度不会大幅增加；热流道中熔体的剪切应力较低。最终，君特研制出并获得专利的热流道注嘴被选用了，该注嘴带有一个双组分轴。
这种热流道注嘴正在精确性和经济效率上制定标准。该热流道注嘴双组分轴中的各种设计特点确保了在注嘴前段区域中极佳的绝缘性，并使热流道注嘴和型腔之间的热损失保持极低。热流道和模具之间的这种热绝缘性，使得加工工程塑料和高温聚合物时不会有问题。从最小约0.019g的注射质量到5000g左右的注射质量，君特的热流道技术组合可以涵盖技术和精密注塑中的大量应用。
这种理想的热绝缘能使注嘴由热传导所引起的热损失降低到最少。这确保了注嘴中持续的温度控制，并且阻止温度过度升高，在这种情况下，注嘴中所测的温度比目标温度要高得多。这样就能防止由于温度过度升高而造成塑料或添加剂（阻燃剂）有任何可能的破坏。
为了使熔体中的剪切应力保持在尽可能低的范围，注嘴配备了一个开放式注嘴尖梢来代替鱼雷式尖梢，该设计使熔体能不受阻拦地通过注嘴和中间浇口注入模腔。当部件通过一个分流道被填充时，在注射点的浇口痕迹便不是很重要。与带鱼雷式尖梢的注嘴相比，该注嘴的注道残料要略微大一些。
该注嘴的开放式特点对于一个可靠的过程来说是至关重要的。试验显示：两种带有开放式注嘴尖梢的注嘴在相同温度下都提供了一种均匀的填充模式。这些形成不同填充程度的填充模式可以在大量的周期中重复出现。
所用5DHT50 B注嘴的良好的绝缘性可以使材料在265~270℃的注嘴温度下进行加工，极大地减少了来自阻燃剂中的气体排出。必须的维护工作间隔已从之前<35?000次注射延长到现在>50000次注射。采用以前的系统，由于腐蚀的影响，插入件在约25万次注射后就被磨损，但现在采用君特的热流道系统，已经有可能进行120万次以上的注射而不会有腐蚀性磨损。
虽然使用了带有开放式注嘴件的注嘴，但在模具打开时塑料熔体不会滴料。熔体滴料的原因之一是热流道注嘴中不精确的温度控制：热流道中过高的温度会引起熔体膨胀，使得即使模具打开时间非常短，塑料也会渗漏出。另外，使用这种热流道注嘴还可以防止在注射点周围产生条纹。
君特热流道系统的加工能力已证明了它的价值。Moeller公司现已装备了2个采用君特热流道系统（5DHT50 B注嘴）的模具用于加工这种PA品种（PA66-GF25；UL94-V0），采用该系统使得这种材料的加工过程毫无问题。
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