6.1.2 热流道注塑模设计
设置加热器使浇注系统内塑料保持熔融状态的热流道注塑模，由于能有效维护流道温度恒定，使流道中的压力能良好传递，压力损失小。这样可适当降低注射温度和压力，减小了塑料制件内残余应力。比起绝热流道注塑模，它所适用的塑料品种较广，也适用于多个点浇口的较大制件。但是，由于热流道模具同时具有加热、测温、绝热和冷却等装置，模具结构更复杂，厚度增加且成本更高。热流道模具对温度控制精度要求高，防止热平衡失调是个难题。在生产中不允许塑料中有异物将点浇口堵死。
1.延伸式喷嘴
延伸式喷嘴的注塑模是热流道的单型腔模。它适用于能采用点浇口的各种塑料和单个点浇口的塑料制件。
图6-4 延伸式喷嘴
a）球形喷嘴 b）锥形喷嘴 c）成型喷嘴 d）绝热喷嘴
图6-4所示为各种延伸式喷嘴，它们有共同的特点。首先，喷嘴本身用电热圈加热，应有温度测量和单独的调温系统。通常要求喷嘴温度稍高于机筒温度5～20℃。其次，高温的喷嘴邻接或直接成型塑料件，故须对模具绝热以免妨碍塑料件的固化，并在注射保压后喷嘴脱离模具。尽量减小喷嘴与模具的接触面积，常用气隙和塑料皮层绝热。再次，喷嘴的口径实为型腔的浇口，是直径大致为0.8～1.2mm的点浇口。喷嘴通常是为模具专门设计的，并用优质淬火钢制造。
图6-4a所示为球形喷嘴伸入模具的点浇口套。浇口处型腔壁厚达1.6mm，呈倒锥出口。为防止该处在喷嘴冲撞下强度不足，喷嘴有凸肩定位并承受大部分压力。为增大绝热效果，在喷嘴与浇口套之间增设形成内外气隙的衬套。图6-4b所示为锥形喷嘴，前端具有较大锥度，并带有气隙槽。为防止热膨胀咬合，喷嘴必须有承压台肩。该喷嘴端面是型腔的一部分。由于它更能伸入模内，所以可加中间衬套，开割气隙槽并引入冷却水。图6-4c的成型喷嘴前端是制件外形的一部分，会留下明显痕迹。此成型面积以小为好，以加快塑料件的冷却。成型面有平面，也有凹或凸的曲面。图6-4c所示喷嘴必须对注射座定位，承受其驱动液压缸的压力。喷嘴也可用其凸肩在模具上定位，以控制成型部分壁厚尺寸。喷嘴前端与模具孔的配合须考虑热膨胀，又要防止出现飞边。图6-4d所示为绝热喷嘴。它以球形的喷嘴头配以碗形的塑料绝热皮层。其厚度从中心0.4～0.5mm，增加到外侧1.2～1.5mm。在承压凸肩上嵌以四氟乙烯密封垫。也可不使用密封垫，改用倒锥承压有助于喷嘴与浇口杯的同心。同样需注意模具浇口杯底部的强度和刚度。喷嘴和模具设计应根据塑料性能和塑料件形状、尺寸进行分析计算，图示尺寸仅供参考。
2.热流道主浇口
上述延伸式喷嘴需专门设计制造，要替换原注塑机上喷嘴，生产和管理有诸多不便。现热流道喷嘴已经系列化和标准化，有专业厂生产。给注塑模主流道加热的热流道喷嘴，称热流道主浇口，如图6-5所示。热流道主浇口安装在定模内，并有与注塑机定模板上定位孔相配的定位圈。它的结构如图6-6所示，热流道主浇口替代原注塑模的主流道杯，有个与注塑机喷嘴球头相配的凹坑，其半径大于凸球头，而且主流道直径须大于注塑机喷嘴直径约1mm。鱼雷状的分流棱是可供熔料通过的导热零件，以保证喷嘴前端的温度。喷嘴头是标准化系列化的零件，有各种口径，有平端或凸起球头等结构，均可选用并置换。在热流道主浇口下游，可以是单型腔的成型塑料件，也可以是多型腔的流道板，如图6-7所示。图6-7中热流道浇口应用在双分型面的有流道推板的注塑模上，还有应用在多型腔的热流道注塑模上的，如图6-8所示。
3.热流道注塑模结构
这类模具结构形式多，使用最广。图6-8是热流道注塑模的系统安装图。在上游有热流道主浇口，是被加热的主流道，而且具有一块由加热器供热的流道板，设有分流道和多个分浇口喷嘴。被注塑成型的可以是一模多腔塑料件，也可以是多浇口的大型注塑件。注塑大型周转箱、轿车保险杠等长流程比的塑料件，加热熔融的流道物料有利于压力的传递，更需要无流道凝料的注射。图6-9所示是典型大型周转箱热流道注塑模，它有6个分浇口喷嘴。主流道较短，没有加热。四侧滑块由8根斜导柱和两组斜置液压缸驱动，来实现侧抽动作。滑块由定模和动模双重斜楔锁紧。
图6-5 热流道主浇口的应用
1—定位圈 2—热流道主浇口喷嘴 3—定模固定板 4—定模座板
图6-6 热流道主浇口的结构
1—衬套 2—芯体 3—定位圈 4—热电偶 5—电加热圈 6—隔热罩 7—定模 8—主流道 9—绝热垫 10—喷嘴头 11—分流梭
4.阀式热流道喷嘴
用一根可启闭的针形阀芯置于喷嘴中使浇口成为阀门，在注射保压阶段开启，在冷却阶段关闭。这种浇口的口径比可增大些，能避免异物的堵塞，也没有小浇口凝结迟早的问题，更可防止浇口熔体的拉丝和流延，因此，适用于各种黏度，特别是低黏度的塑料。
用熔体压力驱动的针芯阀，依靠注射压力传递到针阀芯前端，克服弹簧力而打开浇口，但由于可靠性差，使用不多。工作可靠并已商品化的是液压驱动的阀式热流道喷嘴，其结构见图6-10。阀芯即为驱动液压缸的活塞杆。它直接利用注塑机上液压油和程序控制信号对针芯阀进行开闭。图6-11所示是多个液压缸控制的阀式热流道喷嘴，用于分浇口，主流道采用加热喷嘴。另一种由液压马达驱动的齿轮齿条传动，控制针阀芯的热流道喷嘴，见图6-12。它用于主流道喷嘴的针阀控制。此种机械传动也能同时驱动几个针芯阀的启闭。
图6-7 热流道主浇口用于多型腔的双分型面的注塑模
1—型腔板 2—流道推板 3—分流道拉杆销 4—定模座板 5—热流道主浇口 6—定位圈 7—限位螺钉
图6-8 热流道注塑模安装
1—定位圈 2—热流道主浇口 3—定模固定板 4—隔热垫块 5—热流道板 6—密封圈 7—分浇口喷嘴 8—垫块 9—定模座板
图6-9 大型周转箱的热流道注塑模
1、24—螺钉 2—垫圈 3—长滑块 4—导套 5—斜楔垫块 6—定模座板 7—斜导柱 8—分浇口套 9—型板 10—热电偶 11—加热圈 12—分浇口喷嘴 13—螺塞 14—堵头 15—热流道板 16—定位圈 17—主流道套 18—加热板 19—油管接头 20—液压缸组件 21—隔水片 22—液压缸轴 23—连接板 25—型芯 26—短滑块 27—密封圈 28—动模座板（图中导柱导套略）
图6-10 液压缸驱动的阀式热流道喷嘴
1—支撑块 2—阀芯（活塞杆） 3—液压缸 4—定模固定板 5—热流道板 6—定模座板 7—加热线圈或加热带
图6-11 液压阀式热流道的应用
1—热流道主浇口 2—驱动液压缸 3—液压阀式热流道分浇口
图6-12 液压马达驱动的阀式热流道喷嘴
1—加热带 2—密封套 3—喷嘴体 4—定位圈 5—齿轮轴 6—齿条针阀芯 7—导向环 8—喷嘴头