【技術新知】疊層模的應用與發展趨勢

■型創科技 / 羅偉航 應用工程師

前言

對於一般的射出模具而言,當塑膠產品的投影面積越大時,射出機所需的鎖模力就越大。對於一些大型扁平類或小型多腔且薄壁的產品而言,一般的射出模具需要較大的鎖模力,注射量和開模行程都很小,因此射出機的生產效率不高。為了提高該類產品的生產效率,採用疊層式模具(圖1)是一個可行的方法。

圖1:普通流道疊層注射模具

疊層模具特點

與常規模具相比,疊層式模具的型腔數目可以增加1倍。但所需的鎖模力僅增加5%~15%。對於同一個產品,用常規模具和用疊層模具生產的成型週期相差不大,但是疊層模具的開模行程比常規模具要長,所以相應的迴圈時間也會增加,因此生產量和生產效率的提高略低於1倍,為80%左右。此外,疊層模比常規的模具更能發揮射出機本身的生產能力。對於扁平類的製品,使用常規模具時模具所需的射出量和射出行程大概在射出機本身額定值的20%左右,導致設備的利用率下降,能耗增加,這樣會使生產成本提高。而疊層式模具在一臺射出機一個操作人員的條件下,使產量根據層數成倍的增加,可大大提高射出機的利用率和生產效率,降低生產成本。

疊層模具應用範圍

通常疊層模具適合應用於大型扁平類製品以及小型多腔且薄壁的產品。雖然疊層模具可提高設備的利用率以及產能,但是由於疊層模具的結構比常規模具要複雜,因此模具的製造成本以及製造週期會相應的增加。而該部分的製造成本需要在製品生產量較大的情況下才可以回本。若產量需求較小的產品則不考慮使用疊層模具。

疊層式模具技術可應用於家電、汽車、電子等產品的射出模上,在某大型汽車內飾件模具上採用疊層模具技術,模具可重達40ton,實現產能翻倍,該模具可為客戶節約成本約345萬元。經技術方案分析,目前家電射出模中有50多種產品、汽車射出模有10餘種產品採用疊層模具技術,實現高效生產。

疊層模具的發展

疊層式模具作為一種新型的模具技術,在近十年內不斷發展,特別是與熱流道技術的結合(圖2),使它成為當今塑膠模具發展的一項前沿技術。在上世紀40年代,疊層式模具就有出現並被運用於生產當中。經過了幾十年的研究與發展,疊層式射出模具經歷了冷流道雙層射出模具、熱流道雙層射出模具、3層或4層疊層式射出模具(圖3)、直角進澆熱流道疊層式射出模具、旋轉疊層式射出模具等結構的發展變化。

圖2:疊層式熱流道模具結構
圖3:4層疊層式射出模具

直到二十世紀80年代末,疊層式模具技術才逐漸傳入中國,因此中國的疊層式射出模具起步較晚,生產中採用熱流道疊層式模具所占的比例較少。採用疊層式射出模具,尤其是熱流道疊層式射出模具,可以充分發揮射出機的利用率,節省人力和設備資源,極大地提高生產效率。隨著相關技術的不斷改進,疊層式射出模具在塑膠製品加工中的應用將會不斷擴大,尤其是熱流道疊層式射出模具的經濟性更能適應市場的需求、更能創造出巨大的經濟效益,也符合中國裝備製造業發展的要求,將來必有廣闊的市場前景。

文章來源:SMART Molding雜誌

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