模具设计中模内热切的实际应用

王权兵

（ 广东格兰仕微波炉电器制造有限公司，广东 佛山528000）

在国外的塑胶模具生产中， 有一半以上应用了模内热切技术， 甚至一些厂商的模具生产对该技术的应用高达厂80%以上。 而我们国家对这项技术的真正应用和推广是从最近几年才开始的，其中最先使用该技术的企业包括Midea 美的、GREE 格力等。 可以肯定，模内热切技术的应用，不仅可以减低模具生产的人力成本，也大大提升了产品的品质。 国外的实践应用证明，没有应用模内热切技术的模具企业是不具备竞争力的，这也是促使我们国家模具企业开展重视该技术的主要因素。 本文将从以下诸多方面分析模内热切技术在模具设计中的应用。

1 模内热切系统概况

1.1 技术原理。 在传统的塑料模具的生产中，通常采用的是浇口凝料切割工艺，根本达不到制品外观高质量的切割效果，主要因素在于传统的切割环节在模具开启后进行，此时的凝料早已经冷却，不能保证制品的质量。 而模内热切技术则完全不同，采用的注塑机在完成浇筑及保压工序后，进入冷却阶段而且浇口凝料的位置还存在很高的温度的时候，采用切刀对浇口凝料和制品实施切割，这时候的塑料熔体还是粘流状态，同时迫于切刀的适当压力，溶料被迫回流，对制品无不良影响。 模内热切系统如图1 所示。

图1 模内热切系统示意图

1.2 模内热切技术的优势。 1.2.1 该技术实现了生产机械自动化，而且达到了开模前进行制品与浇口的切割，省却了浇口实施分离的二道工序，有效降低了人工成本，与传统的切割模式比较，有明显的利润优势。 1.2.2 避免了人为对产品品质影响的缺陷。 传统模具生产的冷。 切工艺是切割冷却后的塑料件，所以无法避免刀口处的发白的负面现象，对制品的外观品质有影响，同时产品的力学性能会受到应力的不良影响。 而模内热切工艺是在模腔内保压后对制品和浇口实施分离，而且切割的时候塑件还是溶融状态，确保了分离后塑件的外观品质，同时也不会受到应力的影响，制品的合格率大大提升。1.2.3 生产周期明显缩短，生产效率显著提升； 该技术的自动化成型工序避免了生产过程中的毫无意义的手工操作，产品的成型周期明显缩短，生产效率大大提升。 比起传统的生产工艺具备效率优势。1.2.4 该技术可以对不同形式的浇口的料头实施切除， 而且确保模内成型，例如：出孔环节在开模前、局部薄厚的处理，以及驱动滑块抽芯等新工艺，促使模具结构得以简化，缩减了模具结构尺寸，大大降低了维护成本。

1.3 典型的模内热切系统部件组成。 1.3.1 超高压时序控制系统。 通过可编程逻辑控制器控制切刀的顶出和退回， 借助气动增压推动液压油产生五千到一万牛顿的高压。1.3.2 微型超高压油缸。 该部件制作的钢材必须符合耐高压、耐腐蚀的特点，参照油缸直径的大小， 承受压力的范围为4 500～10 000 N 。1.3.3 高速高压切刀。 切刀的制作材料为高速工具钢，具备硬度高、耐磨性高和耐热性高等特点，能够保证切刀可持续地高频率作业。1.3.4 辅助零件。对各主要部件进行连接的构件，比如对高压油管、时序控制器等部件进行连接。

1.4 模内热切模具的缺点

比起传统的冷切模具，虽然模内热切模具有诸多优势，但其存在的缺点也是不可避免的， 总结起来有几个方面问题。 1.4.1模具成本升高。 模内热切构建相对价格昂贵， 会导致模具成本明显增加。 例如相对低的产品附加值，商品的产量也很低，对于利益第一的厂商来说经济不划算。 尤其是对不发达国家的模具用户，该系统的高价格是阻碍应用推广的主要问题。 1.4.2 工艺设备要求高。 生产模内热切模具的必备前提是具备精密加工机械。 模内热切系统要想真正与模具进行融合， 必须有严格的工艺要求，否则就会在模具加工中出现严重的问题。 例如：基于油缸安装孔平面粗糙丧失封油功能导致油缸运动受阻， 模仁与切刀配合不佳致使切刀卡死等。1.4.3 操作维修复杂。 与传统的冷切模具相比， 模内热切模具维修和操作都具备复杂性。 例如基于操作的复杂导致零件易损，影响加工正常运行，会造成很大的经济损失。 特别是针对该模具的新用户， 掌握操作维护要领需要很长时间。

2 根据模内热切供应商需求精准设计方案

一个精准的设计方案， 对于模具行业的发展定位是至关重要的。 对于不同类型的产品， 模内热切供应商要根据不同材料提供最适合的设计方案，否则就会出现使用中的诸多问题，例如油缸力量弱、切刀无法切断制品、切刀回位受阻等问题。 当前相关的技术具备解决诸多问题的措施， 国内的相关企业正在看好模内热切技术的市场前景， 有些厂家在原有的技术框架基础上，组织企业技术人员对模内热切全套结构实施开发和利用。 这是设计单位和厂家结合的模式，模具企业提供整套的模具结构图形，模内热切结构设计制造单位按照该厂家的模具要求，有针对性地进行模内热切的结构设计，对模具中浇口模式等技术环节实施辅导性的改进以及对模具整体结构进行完善。 同时设计单位要参与模具的装配、试模、调整和培训等关键环节，直到注塑制品的质量合格为止，完全消除了用户使用模内热切的后顾之忧。

3 模内热切模技术的应用综合状况

3.1 模内热切塑料材料种类。 在目前的技术背景下，各种塑料材料都可以通过模内热切模具进行加工生产。 例如：ABS/PC、PEI、PVC、PP、PE、PS、ABS、PMMA、PBT、PA、PSU、PC、POM、PET等。 也就是说，模内热切模具可以加工所有传统模具可以加工的塑料材料。

3.2 零件尺寸与重量。 模内热切的模具不仅在尺寸上应用灵活，在制件重量上也是运用自如的。 制造最小的零件可以是0.1 g 以下，最大的部件可以在30 kg 以上。

3.3 工业领域的应用。 模内热切模具可以在任何工业领域普遍应用，例如：包装、建筑、办公设备、电子，汽车，医疗，日用品，玩具等。

4 模内热切使用实例应用分析

该零件是利用ABS 原料加工的， 零件包括浇口在内重量30 g±2 g。 该部件的外围宽度满足成型条件，但中间的格子成型就没那么简单了，为了克服格子成型难题，利用了通过多浇口的模式。 第一是为了保证成型，满足在特定时间里注塑成型的材料；第二是有效解决熔接痕的现象，虽然制件是成型了，但没有解决熔接痕迹的问题，产品缺乏必要的强度，格子里面有断裂。 在制件成型过程中要使用模温机，通过cae 分析利用22个进料浇口进料，充分符合成型的条件。 针对修剪22 个进料浇口，修剪外围的八个浇口不是困难，而要想修剪中间格子里14个进料浇口就没那么容易了，需要很多人力方可完成，会产生很大的修剪成本。 而利用模内热切技术，周围利用4 组，格子里为7 组。 通过两端为方格里一组实施进料，可以选择一个油缸实现降低成本。 周边的4 组也是采用两个进料浇口为一个油缸进料，但基于油缸的大小不等，最终要达到所有油缸一致的压力。

结束语

众所周知，模内热切结构应用的成本是不菲的，应该平衡考虑对该结构进行正确选择。 不同企业面临的情况不同，考虑的角度也各尽不同。 模内热切技术不仅适合新模具制造， 更有利于现有模具的更新改造，而且其效果是显著的。 在目前情况下，该技术在单独的模具制造企业里开发能力很弱，可以考虑以模内热切结构设计单位为依托， 以合作的形式进行模具制作，这样可以降低模具企业的风险，实现利益最大化。