本文介紹了熱流道注射模噴嘴和澆口的種類，對它們的選擇作了一些分析討論。選擇噴嘴品種，實質上是選用澆口的形式。熱流道噴嘴上的澆口是由冷流道係統的澆口演化而來，在塑料熔體充模流動中，它起到調節流量的作用。澆口處於熱流道係統和冷型腔的交界麵上，在每個注射周期中，在塑料熔體注射充模和保壓的時間內，澆口要開啟暢通；在塑料製品冷卻期間，澆口則完全閉合。噴嘴和澆口的選擇，不但決定了注射成型生產的穩定性，還關係到塑料製件的質量。
1. 單噴嘴和多噴嘴
單噴嘴用於一模一腔的注射模，也是電加熱的主流道。針閥式單噴嘴如圖1所示，它的流道要繞過驅動閥針的氣缸，因此結構複雜，體積較大。此外，單噴嘴的澆口也可以是各種開放式結構。
圖1 針閥式單噴嘴
圖2所示單噴嘴的澆口是大直徑倒錐，是大流量的開放式澆口，被稱為主流道型澆口，也稱直接澆口、直澆口，俗稱大水口。塑料熔體流經大澆口時的壓力損失較小，故300 mm以上的長噴嘴用這種澆口為好。如果用於一模多腔的注射模，下接冷流道-多澆口，這種混合式的澆注係統容易在注塑件上產生流動痕等缺陷。
圖2 主流道型澆口的單噴嘴
見圖1和圖2，單噴嘴的輸入端與注塑機的噴嘴頭壓合時，射入高壓高溫的塑料熔體，在兩者的貼合麵上，必須防止熔料泄漏和反噴。單噴嘴的凹坑的球半徑，必須大於注塑機噴嘴的球麵半徑。單噴嘴的入口流道直徑，必須大於注塑機的噴嘴直徑1mm左右。而且，該單噴嘴的主流道杯零件要有足夠的硬度和強度，能夠抵禦注塑機噴嘴的擠壓。此主流道杯零件要與噴嘴和模具聯接牢固可靠，不能鬆動。
圖3 針閥式多噴嘴
圖4 針尖式多噴嘴
多噴嘴也被稱為分噴嘴，見圖3～圖8所示。多噴嘴用於一模多腔，或一模一腔的大型注塑件，有流道分叉和多個澆口。此種多噴嘴的注塑模具，有熱流道係統的電加熱流道板（或稱分流板）。多噴嘴的輸入端平麵，與流道板貼合，防止熔體泄漏。多噴嘴的澆口可以是各種開放式結構，也有針閥式的多噴嘴，見圖3所示。
2. 針閥式和開放式噴嘴
熱流道的澆口形式大致可分為針閥式和開放式兩種，開放式中又可分為直接式(大水口)、針尖式和側孔式澆口。針閥式噴嘴采用機械閉合，而開放式噴嘴屬於熱力閉合。熱流道澆口對熔體注射有熱工閥的功能，實行周期性的開合。
圖3是裝在流道板下的針閥式多噴嘴。它的閥針穿過流道板，由安裝在定模固定板上的氣缸驅動。針閥式澆口適用的塑料品種，基本上無限製。塑料熔體在噴嘴中有較大壓力降，過長的閥針在熔體壓力下容易失穩。針閥式噴嘴使用需要液壓油或壓縮空氣驅動，需要與注塑機的操作信號相聯接。對於多個針閥式噴嘴，能按程序控製各個噴嘴打開和關閉，可使熔合縫轉移到最優位置；也可實現在料流前鋒打開噴嘴，成功地消除熔合縫。如圖3所示針閥式噴嘴，澆口關閉由儀表控製，氣缸執行，保證有合適的注射保壓時間，而且澆口的痕跡又小，為模具設計師所樂意采用，近年來有應用擴大的趨勢。針閥開合可靠，但需注意到針閥式噴嘴結構複雜，價格昂貴。
表1 塑料流動性決定噴嘴的最大注射量
圖4是開放式多噴嘴的針尖式澆口，適用於熱流道板下有兩個或兩個以上噴嘴的熱流道注射模。澆口在定模板上，由模具工場加工澆口孔。噴嘴口有導流梭，中間鑲有導熱良好的鈹銅，提高澆口中央的熔料溫度。在注塑件表麵上隻有微小針點痕。澆口附近又有冷卻水管，冷卻充分。澆口區的溫度較低，適合於無定形的ABS、PS和PMMA等塑料，和慢結晶固化PE和PP等塑料。但噴嘴的射出量較小，見表1。
3. 開放式噴嘴的澆口
開放式噴嘴的澆口在注射充模的過程中，既是節流閥，又是熱工閥。塑料熔體是對壓力、溫度和流動剪切速率敏感的物料。澆口區域的溫度取決於澆口結構零件的導熱性，取決於澆口內塑料絕熱皮層的利用，它們都將影響開放式澆口的啟閉。
圖5 側孔式多噴嘴
圖6 改進型側孔式多噴嘴
3.1 澆口在模板上的噴嘴
圖5所示為開放式多噴嘴的側孔澆口。沒有澆口套，澆口在定模板上，由模具工場加工澆口孔。澆口區的溫度較低，在注塑件表麵上隻有微小針點痕。側孔式與圖4所示的針尖式澆口相比，塑料熔體從流道中，經錐尖上2～3孔中湧射，流經澆口的壓力損失較小。而且在錐尖的澆口孔裏壁，能形成絕熱皮層。因此，澆口區的溫度和充許注射量比針尖式澆口高些，比較適合熔體注射溫度較低的ABS、PMMA、PE和PP等塑料。
圖7 有澆口套針尖式多噴嘴
圖6所示為圖5側孔式多噴嘴的改進型。側孔管尖材料的導熱性較好，噴嘴的澆口零件裝拆較方便，側孔管尖上有不鏽鋼套，使它溫度穩定，但注射量比前者小些。澆口在定模板上，澆口區的溫度較低，在注塑件表麵上隻有微小針點痕。比較適合熔體注射溫度較低的ABS和PE等塑料。
圖8 有澆口套主流道型多噴嘴
在一模多腔注塑模中，如果有十幾個以上側孔式或針尖式分噴嘴，澆口孔又都在定模板上。那麽這些噴嘴的安裝誤差，加上噴嘴兩個方向上的熱膨脹量不一致，故很難保證這些針尖和澆口的尺寸精度和位置精度。尤其是1mm左右的點澆口，很難做到每個頂尖與澆口型腔麵平齊。所造成的誤差會影響對各型腔的平衡澆注。
3.2 有澆口套的噴嘴
圖7所示是開放式多噴嘴的針尖澆口。它有澆口套，起絕熱保溫作用，澆口區較為溫熱，澆口針尖和孔的精度有保證，注射澆口在注塑件表麵上隻有微小針點痕，但會在注塑件表麵留下套圈壓痕。適合無定形塑料ABS和PMMA等，尤其適合慢結晶的PE和PP等塑料。其安裝調試方便，有較好的換色性能。
圖8所示是開放式多噴嘴的直澆口。具有倒錐通孔的澆口套，除在注塑件表麵留下套圈壓痕外，會在注塑件上留下圓錐冷料柄，必要時需將注塑件倒置注射成型，熱力閉合較為可靠，但澆口區溫度過高時會有拉絲或流涎可能。適合大多數塑料品種，尤其適用PC等高黏度塑料及各種玻纖增強塑料，適用於大型厚壁深腔的注塑件，且適用於熱流道和冷流道混合的澆注係統。
4. 熱流道噴嘴的選擇
噴嘴和澆口類型的選擇，要考慮到各種塑料材料性能的影響、各種噴嘴產生的澆口痕跡及允許射出量。
4.1 塑料材料的影響
必須充分認識塑料的加工範圍和熱性能，才能準確和有效地控製熱流道係統的澆口凍結時間，這對於澆口形式的選擇尤其重要。首先認識溫度對各種塑料形態的影響。從冷卻固化期間塑料分子結構建立，熱塑性塑料可分成兩大組群。
一類是有無定形結構塑料，微觀分子以粘結的連接形式保持著紊亂狀態。PS、ABS、乙酸纖維素CA、聚苯醚PPO、PVC、PC、PSU和氟塑料等，是無定形塑料。除PVC和CA，其他材料加工溫度範圍都較寬。無定形塑料在固態和熔融的液態之間還存在著高彈態。如ABS，熔融流動溫度為180～250℃，半流動的高彈態溫度為110～180℃，它共有140℃的注射和保壓的溫度範圍，加熱和冷卻期間黏度逐漸變化，注射成型收縮率小於1%，保壓壓力和時間的影響小。除PVC和PC外，允許澆口區有較低的溫度。
另一類是結晶結構塑料，其分子鏈沿著已生成的晶核有序地折疊著，但其周圍還是無定形結構，因此存在結晶度的高低。結晶型塑料有LDPE、HDPE、PA、POM、PET、PBT和聚苯硫醚PPS等。定義注射保壓的溫度波動範圍較窄，需嚴格控製流道板和噴嘴的溫度。注塑件固化時，快速地經過結晶溫度。冷卻結晶需模具攜走較多熱量，模具溫度涉及結晶程度和製品質量，有較大注射成型收縮率，需防止澆口過早凍結，使得保壓壓力和時間不足。需較高溫度的“溫熱”澆口區。
結晶型塑料需溫度較高的澆口區，以保證對型腔中塑料補縮，可應用有澆口套的完整噴嘴，見圖2、圖7和圖8所示。澆口用含鉻量較高的不鏽鋼製造，此零件被稱為絕熱澆口套。有的用鈦合金製造，以減少冷模板對澆口的熱傳導。
大多數結晶型塑料的加工溫度範圍小於60℃，其中快速結晶固化的有POM和PA等，加工溫度範圍小於30℃，如PA66塑料的加熱溫度255～285℃。比起慢結晶的PE和PP，在澆口區需要更高些溫度，以采用針閥式噴嘴為好。在采用熱力閉合的開放式澆口時，以有澆口套的整體式噴嘴為好。
4.2 澆口痕跡的影響
使用如圖2和圖8所示直接式噴嘴，在塑料製品上會留下圓錐柱狀的殘留料柄。此澆口痕跡留於製品的外表麵，殘料高大且必須切割。如果要留在內表麵，則模具用倒裝結構。要考慮脫模機構在定模是否可行，還要考慮切割澆口料柄是否可能，而且發生澆口流涎和拉絲的可能性最大。常用澆口直徑2.7～10 mm，適用大注射量的各種塑料。直接式噴嘴的特點是流經澆口的壓力降最小，適合如PC等高粘度塑料加工。采用主流道型熱噴嘴和冷流道-澆口的混合澆注係統，使噴嘴離開製品型腔有較長的距離，有利於提高澆口區溫度。
如圖4～圖6側孔式和針尖式噴嘴，常見澆口直徑1～3mm。中央有導流梭針尖防止熔料垂滴和拉絲。較大口徑的澆口，有利於熔體流動充模,也可提高圓錐針尖的強度；較小口徑澆口，在製品上留下痕跡更小，澆口痕跡很難察覺。
針尖式澆口內有導流梭，注射截麵為圓環隙，所產生的剪切應力最大，會導致溫度上升和熔體塑料分子結構的降解，造成分子鏈斷裂。高黏度塑料如PC，和經改性充填的高黏度塑料被限製使用。而且針尖式噴嘴的除汙去垢很費力，熔體容易被滯留，使著色更換困難。PVC和POM及含阻燃劑的塑料不宜使用。
有澆口套的噴嘴，由於噴嘴軸線方向澆口套和定模板的熱膨脹不一致，會在注塑件留下澆口套的圈印。
如圖1和圖3所示，使用針閥式噴嘴在注塑件上無澆口殘料,但會在製品上留下閥針頭的痕跡。澆口直徑2～8mm，不太適用僅幾克的少量注塑。
4.3 噴嘴的射出量
在注射溫度下品種繁多的塑料熔體的黏度相差很大。高黏度的塑料熔體流經流道和澆口時的壓力損失較大。采用針尖式或針閥式噴嘴時，要考慮到在噴嘴的澆口流程中有較大的壓力降。在窄小和過長的流道中會有黏性發熱，使塑料熔體溫度升高，會使塑料降解變色。而低黏度的塑料熔體容易泄漏。
從塑料熔體的黏度，以噴嘴的最大注射量選擇澆口類型，見表1所列。直接澆口允許中等黏度物料1～2kg，針尖式僅100～200g。針閥式澆口介於兩者之間。
選定澆口類型後，參照熱流道公司的產品目錄，初步擬定噴嘴的種類。再進一步確定熱流道噴嘴流道直徑和澆口結構尺寸。（文章來源於網絡）
聚碸醫療幹粉吸入...
塑料包裝材料的減...
汽車功能鍵觸摸蓋I...
高性能注塑聚丙烯...
