汽车模具热流道成型技术(下)

早期发展历程

热流道作为热塑性塑料注射模塑的一门技术，已经应用了40多年。热流道技术的基本原理，早在1940年就由E.R.Knowles在美国申请了专利。此热流道注塑模简练实用，如今经发展的热流道与以前的原理只有较小的差别。与如今的热流道相比，早期的热流道没有考虑流道板的绝热和节能作用，也没有温度的控制，喷嘴没能加热，浇口也没有节流调节功能，主要是由于这项专利在当时没有得到广泛应用。

热流道技术在起始阶段发展缓慢，因为人们对它的兴趣有限。直到1958年，美国建立Incoe硬壳热流道公司；1965年，波兰有了Plastic公司设计制造热流道。那时只有个别企业在设计和制造热流道系统。

直到1973年爆发石油危机，塑料原材料价格上涨，注塑行业为了降低制品成本，消除注射模流道系统中的废料，因而有了应用热流道注射生产的需要。制造商的热流道喷嘴和其后的完整热流道系统开始出现在市场上。但是喷嘴的堵塞、塑胶泄漏、温度调节失灵、技术不完善等问题导致需求下降，造成发展停滞。新生的热流道器件生产企业，依靠资金投入和技术发展，塑料熔体输送可靠，热流道器件寿命有了提高，电加热和温度调节质量提高，系统有较完善的节能设计。在塑料材料传热学和流变学理论基础上，在计算机技术支持下，到了上世纪八十年代，这项技术趋向成熟。

现今热流道系统市场规模很大，几乎所有热塑性塑料、各种类型的注塑模都能选用到有效的热流道系统。一些高温塑料、热塑性弹性体等材料也都能应用热流道技术。热流道注塑模能模塑生产大型和微型、细长筒体和织物衬里等特殊制品。近年来，针阀式喷嘴应用促进了发泡注射技术、微孔塑料注射技术及共注射技术的出现和应用，更促进了叠式注射模的应用和发展。应用针阀式喷嘴还能进行时间顺序控制多点注射，能注射成型无熔合缝的塑料件。

国外热流道公司进入中国

上世纪九十年代，世界上著名品牌的热流道公司进入我国注塑模生产的标准件市场。在我国模具市场影响较大的有加拿大Mold-Masters公司，美国DME公司和德国HASCO公司。这些公司在经营初期，流道板在上海加工生产，喷嘴等标准件从国外空运邮寄。如今，所有的热流道器件都在国内加工。为了降低人工成本，又将生产总部迁到苏州。其中，年产值最大的是加拿大Mold-Masters公司和韩国的YUDO(柳道)公司，年经营额上亿元。

Mold-Masters公司是世界上生产规模最大的热流道专业公司，也是在热流道领域投入研究精力最多和拥有最多热流道专利的公司。产品制造精致齐全，结构合理，制造精良，营业额大。美国DME和德国HASCO的热流道产品，常由客户指定装在出口的注塑模中。它们的产品质量可靠，但价格高昂。HASCO是世界著名的模具标准件制造商，热流道产品与模具标准件、模架等产品都具有相当高的知名度，产品品种齐全。DEM也是世界著名的模具标准件制造商，热流道产品与模具标准件、模架等产品具有同样的知名度，产品的门类比较广。INCOE是热流道专业制造商，其发展历史比较长，以制造大型汽车用注塑产品的热流道系统为长。进驻的还有意大利Thermophay和Hnglass Tooling &Hot Runner Manufacture，新西兰Mastip和韩国Hot System等十几家企业。

近年来，美国Ynventive（圣万提）公司以最新的热流道技术进入我国市场，颇具影响力。其占据各国高端汽车行业的塑料注射模具的热流道市场，认领控制电机的针阀式喷嘴供销市场，并开展了热管导热技术在热流道应用中的研发。意大利Inglass Tooling ＆ Hot Runner Manufacturing(China) Co.,Ltd (英格斯) ，占据汽车灯罩双色热流道系统装备的供销市场。它们都有上亿的年销量。

笔者总结各品牌热流道公司经营特征如下：

(1) 服务于各国高端汽车行业的塑料注射模具的制造，具有高素质技术人才的团队，并不断研发热流道系统的新技术和新装备，有强力的设计、制造和装配队伍。

(2) 应用塑料注射流动分析软件，辅助热流道系统设计，又有长期的技术经验积累，精心设计和制造的热流道能一次注射成功。塑料熔体在流道和浇口中以合适的剪功速率流动充模，在可行的压力下实现多喷嘴的平衡浇注。

(3) 流道板和喷嘴能实现精准和均衡的温度控制，温度测量可靠，绝热隔热有效。热流道系统在工作状态下热补偿量少，节能运行。用陶瓷或钛合金绝热，使用绝热板和辐射片。热流道系统的能量消耗少，加热器的用料和装配讲究，热效率高。通常采用铍铜或钼合制造导热零件，制造喷嘴。

(4) 各品牌公司不但有外加热的流道板和众多规格的喷嘴供选择，也有内加热的流道板和喷嘴的供应。不但有气动的针阀式喷嘴，也有液压驱动和电动的针阀式喷嘴供选购。

(5) 品牌公司的热流道器件制造材料优良，采用优质耐磨钢、耐热钢和不膨胀钢，易损零件则经镀铬、镀镍或氮化钛表面处理。能保证流道、浇口及运动零件的工作寿命。

国内的热流道技术应用

我国在应用热流道技术方面，由上海最先尝试。早在1979年，上海胜德塑料厂便成功试制主流道单喷嘴的注射模。但由于加热元件经常烧坏，车间管理很不方便，因此使用时间不长。直到八十年代，我国引进了国外热流道注射模，在大批量生产啤酒周转箱等制品的过程中，消化吸收了先进的热流道技术。这一时期，全国各地也开始试制热流道注塑模，如1984年齐齐哈尔第二机床厂，设计生产了叉车托盘的热流道注塑模，该热流道系统有分叉的热流道板，八个分喷嘴，一次注射7公斤的高密度聚乙烯制件。

上世纪九十年代汽车工业快速发展，上海大众桑车的延锋内饰件厂，大批量生产轿车保险杠，用德国和加拿大进口的热流道注射模。应用多年后，各汽车制造厂开始实现了热流道注射模的国产化。类似的，还有饮料瓶的瓶盖生产，在进口32腔的热流道注射模后，也开始试制国产模具。

上世纪九十年代开始，中国大陆已相继创建了不少热流道装备的经营企业。1997年上海克朗宁技术设备有限公司创办，经过多年发展，成为热流道产品生产的供应商。上海汉钰科技发展有限公司，是与克朗宁公司同时起步的热流道公司，具有热固性塑料注射的无浇道凝料的技术，是维持热流道技术服务时间最长久的企业。2006年后，各地纷纷创建热流道专业公司，广州地区的热流道专业公司众多。其中，麦士德热流道公司的年销量有几千万，热流道装备的叠式注塑模的生产是该公司的特色。浙江地区有四十多家热流道公司，其中，年销量几千万的有思纳克热流道公司和恒道科技有限公司两家。上海年销量达到五千万元以上，职工上百人的有占瑞模具设备公司。现有众多热流道专业公司，大多是职工人员不到五十，为年销售额几百万的微型企业。

随着行业的快速发展，生产热流道器件的零配件专业公司也开始涌现。如有热流道电加热盘条与热电偶的供应商。有的专业订单生产针阀式喷嘴的阀针；还有订单粗加工流道板的毛坯。热流道的各种规格电气接线盒；嵌入加热线圈的喷嘴铜套(要用四座标数控机床加工不等距的螺旋槽)，都由专业厂生产供应。驱动阀针的气缸和绝热橡胶板等也都有供应商。网上下定单，零件快递，热流道零配件的专门化生产，促使热流道器件生产周期缩短，节奏加快。

注射模塑的热流道装备生产企业的现状

成套热流道器件的供货，通常以模具型腔的注射点数目定价，用喷嘴的数目乘上该喷嘴的单价来付款。热流道装备是一副热流道注塑模总价格的20%左右。多型腔、注射点多的注塑模，可达30%或更多。应用开放式喷嘴的热流道价格可低于20%。

虽然没有准确的热流道注塑模和热流道装备产值的统计数字，但据业内的资深人士推测，我国热流道装备市场每年有30~40亿人民币销售量。外资品牌热流道公司占有大部分的销售量，民营热流道公司只占有销售市场不到三分之一，甚至有些微型热流道企业还依赖低价销售和“回扣”维持经营。本产业的投资规模和从业人员数，大致达到国际水平。但在技术水平和产品质量上有较大差距。

结束语

近年来，国内的生产企业在提高热流道装备和元件的质量方面成效显著，正在为创建优质品牌而努力。热流道系统的设计和元器件制造的技术难度高，又与塑料材料、注射模塑、传热学、流变学和自动控制等学科关系密切。热流道技术发展方兴未艾，期待有更多年轻有为之士，加入到这一充满活力和期待的高新技术领域。也希望从事塑料注射模具和注射工艺领域的技术和管理人员，大力关注热流道技术发展和支持国内热流道民企的经营。

参考文献

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