疊層式熱流道模具是當今塑膠模具發展的一項前沿技術。與普通注射模不同的是，它的型腔是分布在2個或多個層面上的，呈重疊式排列[1]，即相當於是將多副模具疊放組合在一起。與常規模具相比，疊層式模具鎖模力只提高了5%～10%，但產量可以增加90%～95%[2]，這就極大地提高了設備利用率和生產效率，並降低了成本。此外，由於模具製造要求基本上與常規模具相同，且將多副型腔組合在一副模具中，所以模具製造周期也大大縮短。
基本介紹
- 中文名：疊層模具熱流道
- 定義：塑膠模具發展的一項前沿技術
- 產量增加：90%～95%
- 分類：工業
結構,優點,發展動態,
結構
典型的疊層式模具[3～5]是將2副或多副常規注射模組合在一起，並加上熱流道系統。該模具有3個主要組成部分，即動模部分Ⅰ、中間部分Ⅱ及定模部分Ⅲ，
優點
疊層模具優點（1）延長一些核心元件（如加熱元件、溫控元件等）的使用壽命。
（2）使疊層式熱流道模具與普通的注射模塑設備配套。
（3）藉助於CAD、CAE、CAM進行設計、分析與加工，實現模具結構最最佳化。
（4）疊層式熱流道模具的通用零件實現標準化、商品化
發展動態
通常的疊層模具大多用於小型的、淺拉伸包裝製品和其他一次性製品，而很少用於除此之外的其他製品。但是在過去幾年一批新模具拓寬了疊層模具的能力。
3.1 疊層式模具技術在國外的發展動態
早在1940年12月KNOWLESER就取得了疊層式模具的專利權。今天的疊層模塑，不僅比傳統的單層模具成本更低，而且增加了套用疊層式模塑的靈活性。主要體現在以下幾個方面：
（1）外加熱的針閥關閉噴嘴系統[6]。20世紀90年代末，加拿大製造商進一步發展了疊層模具，設計了外加熱的針閥關閉噴嘴系統，開模時系統可防止噴嘴滴料。這種疊層式模具，注塑機噴嘴和第一分型面之間有一閥關閉系統，用於關閉2個相對的噴嘴，有效地防止了在2個分型面之間的滴料。這種設計確實解決了由延長注塑機噴嘴而引起的麻煩。但未被普遍採用，其原因是它受製件特殊性的限制，例如高質量平面製件的流變學特性限制。另外，提供的保持壓力也不能達到一致。
（2）取消中心主噴嘴的疊層式熱流道模具[7]。由於開模距離的需要，中心主噴嘴的延伸有可能過長，因而產生與注塑機噴嘴干涉的問題。Mold-Master公司於1997年對疊層熱流道模具使用一種閥對閥關閉的設計，以及YUDO公司結合單閥Ⅲ和YURI系統並申請專利的新型疊層式模YURI-COMBI（如圖2所示），都使用“背對背”的閥式噴嘴組件，取消了長而大的中心噴嘴，以避免使用中心主噴嘴出現的溢料問題。但是，對於型腔壓力的控制仍然是技術的難題
（3）無閥熔體傳輸系統（VMTS）[8]。這是多層注射模技術發展有貢獻的關鍵創新。通過使用交換式噴嘴，這一技術取消了傳統的流道頂板，引導熔體流從側面進入中心集流管。這一創新設計的另一個特點是熔體流到所有型腔的距離都是相等的，以及同樣的溫度和壓力完全對稱。
（4）快速製品更換（QPC）系統。Tradesco模具公司最新開發了一種組合式快速製品更換（QPC）系統的疊層式熱流道模具，它無需移動熱流道或模具框架，即可更換模具，非常靈活方便。型芯和型腔組可滑出模具框架，所有電、氣、水的連線都是連線在框架上。QPC系統允許使用者從一個標準的單面模升級到四疊層設計。它給疊層模具使用者可在很短時間內作運轉的選擇，以幫助對存貨水平管理，對於這種複雜的模具，不是很容易做到的事情。
（5）旋轉疊層熱流道模具在多組分材料成型中套用[9]。一些新式疊層式模具可在打開時旋轉90°或180°。如由Engel公司開發的一種旋轉模板設計，其中心模板有2個面，每個周期旋轉180°。而由Ferro2matikMilacron歐洲公司與德國模具製造商Foboha公司合作開發的旋轉疊層模具有1個4個面的中心模板，每周期旋轉90°。這類技術的套用主要包括模塑不同類型阻透包裝盒、多色手機機殼，以及由不同材料成型的醫用零部件等。例如Foboha公司申請專利的帶有PET（40g）阻透層的HDPE（70g）牙膏管式瓶肩模具，其4×64的旋轉疊層系統能在8.4s的周期中吐出64隻雙層零件，年產量達17500萬件。
（6）低慣性技術（LIT）[10]。低慣性技術（LIT）來自Caco-Pacific公司。在這種較為簡單的設計中，帶有2個芯組的旋轉桿連線到每個模具的半邊，而不是在其他的設計中那樣的單獨設定。據KTW公司的Ziegler介紹，典型情況能節省20%到30%的時間，特別情況可節省50%到80%。
（7）打破尺寸的障礙[11]。疊層模具技術首次突破了尺寸障礙，進入在大於10000kN的機器上成型零部件的套用領域。Plastcoat公司正在使用一種在每個面上有一個型腔的Husky公司的雙層疊層模具，為福特公司的XLT型卡車同時生產前後旋轉照明燈。另一種1+1疊層模具正在為豐田公司的Camry生產線製造搖臂。這種零件各有數英尺長，使用300g的熱塑性聚烯烴（TPO）。這種零件在Husky公司的22000kNEWLL（加寬、加長）兩板式成型機上成型。
