延长模具寿命的热流道系统

　　Cavaform International公司在制造精密注射模具以及模具零部件上已经有40余年的生产经营历史。公司在医疗市场获得了广泛的赞誉，特别是在导尿管模头以及生产一次性医疗用品的多型腔高公差模具上非常专业。公司所提供的模具在某种程度上反应了医疗领域的一种发展趋势。

　　根据公司总经理Chuck Massie的描述，Cavaform International在全球范围内已经销售出了100万套模腔及其他模具零部件，其中75％是注射模具。公司最大的一块业务就是一次性医疗用品领域，其他3个比较大的业务包括文具市场、化妆品包装以及传统包装领域。

　　Cavaform International公司制造的一次性医疗用品模具一般都是多型腔模具（32、64～196腔），一些模具每天能够生产数百万件的制品。这些产品的特点是其设计一经定型便不会轻易改动。由于这些制品的产量非常大，因此需要模具的部件能够方便拆卸更换，同时需采用热流道以减少浪费或者回收料。

　　医疗用品成型商和OEM不会有很多的库存，所以加工商必须具有快速生产的能力以避免交货延迟。Cavaform需要找到一套适合于这些复杂模具的热流道系统，从而使其能够适应快速生产的要求。在寻找热流道系统的过程中，需要考虑的包括该系统能够在低注射压力和模芯偏差下对浇口实施控制并和浇口同步开放。同时，Cavaform正在寻找多头喷嘴以用于薄壁或圆柱形医疗用品的生产。

　　市场的挑战

　　显然，找到合适的符合公司标准的热流道系统是一个很大的挑战。零部件本身必须非常精确、公差紧密，一般公差要达到0.5‰，这是一项非常高的要求。要达到这一标准需要具备非常精密的机械设备、训练有素的员工和高要求的模具测量维护标准。

　　找到客户认可的热流道解决方案是一项困难的工作。现在，在给定了品质要求的情况下，公司要做的就是提供一台寿命长、维护少的模具。

　　Cavaform International公司求助于Mold-Masters公司。这是一家热流道系统和零部件制造公司，该公司能够提供整套的热流道系统。Cavaform International公司采用Mold-Masters公司提供的热流道制造的医疗用品模具具有维护少、寿命长的优点。

　　对于多型腔模具，采用多头喷嘴可以有效地降低热流道系统成本，同时降低控制系统成本，这对于OEM生产商来说是很有吸引力的。

　　Cavaform International公司为客户提供超值的服务。在碰到问题遇到停工的时候，很多OEM都希望能够在24h或48h内得到服务。作为模具制造商，与热流道供应商的协调就显得十分重要。今天，Cavaform International规定在48h内将为所有公司制造的模具提供一切必要的服务。

　　大多数医疗产品领域OEM进行的是即时生产，不会有太大的库存。因此制品的成型、运输、装配都要求快速完成。所以如果模具不能快速准备好以进行使用的话，必将会影响到生产效率。如果是热流道系统出现了问题，Mold-Masters将提供服务以解决这些问题。

　　Melt-Disk系统

　　Mold-Masters公司市场部门经理Mike Ellis解释说，Melt-Disk是一种精确的融体传输系统，同时系统也综合了凹模和模芯嵌件。该设计不会影响到型腔强度或者冷却的要求，也不会影响到型腔侧面的部件，如顶针等。在浇口位置，系统通过加热单元以优化热量控制，因此，这一设计特别适合于薄壁、圆柱形制品的生产，如吸液管、注射器以及其他小型制品的加工需要开设侧浇口。同步侧浇口能够生产2、4、6或者8个部件，水平方向咀尖角度为15°、30°、45°和60°

　　Ellis补充说，在多型腔模具中，获得高产率的关键是：良好的浇口控制、同步浇口开放、加工窗口较宽、低注射压力和模芯膨胀小。

　　Melt-Disk的特点包括：Melt-Disk的几何形状确保了设计过程中机械上和流变学上的平衡；完整的浇口区域热控制系统独立于热流道系统；精密抛光的喷嘴头和浇口密封使所有的型腔都能获得理想的热传递，特别是在加工医疗制品时，Melt-Disk的适应性和热量控制使其非常适合于这项工业。

　　在制品的概念阶段，浇口的位置就应该选择好。融体的填充特点也应充分加以考虑，特别是在厚壁制品上尤其应该注意。推荐在部件表面确定浇口位置，因为在拔模过程中制品会经受一定的剪切力。

　　应用案例

　　Cavaform最近制造了一台用于生产细针的模具，细针主要应用在点滴上。据介绍，该模具有32腔，安装在75t的电动注射机上。最初客户提供模具给Cavaform公司希望公司能够重新改造模具制造新产品。在试验过程中公司发现，该模具的热流道系统已经损坏，致使融体不能通过浇口充满模具。由于原系统是为聚丙烯的加工而设计的，因此不适合聚丙烯酸酯材料的加工，原热流道系统也不能保证浇口区域的温度。因此，Cavaform选择了Melt-Disk系统，该系统是解决这类问题最好的方案之一。

　　该模具有一个4射口的Melt-Disk系统，每个热流道系统喷嘴注射8个制品，成型周期8s。由于制品的原材料为有机玻璃，成本比较高，所以采用Melt-Disk系统可以有效地避免浪费。

　　Melt-Disk的另一个优点是可以加工各种材料，如聚乙烯、聚丙烯、有机玻璃、聚碳酸酯以及尼龙等。由于喷嘴处良好的温度控制，因此在加工过程中可以采用较低的温度。例如在聚丙烯的加工中，在使用Melt-Disk的情况下，可以将温度比在通常情况下降低50℃～60℃。通常使用Melt-Disk以后可比不采用Melt-Disk的系统加工温度低10％。采用低加工温度有两点优势：施加在制品上的压力更小，从而减小了翘曲；节约能量，冷却速度更快，提高了成型周期。

　　采用多头喷嘴会使区域控制更加简单，这也将节约成本。采用传统的喷嘴，在每个喷嘴处需要控制8个区域，这会直接导致控制器成本增加，而且也会使模具增大。而使用多头喷嘴，只需要对两个区域进行控制。

　　Melt-Disk系统安装简便，其浇口嵌件必须安装在探头密封的侧面，定位块垂直安装在浇口嵌件上。

　　目前已经有很多医疗用品成型商使用了Melt Disk系统生产吸液管、注射器、针头接口等。许多其他领域的加工商也在考虑采用这种新式热流道技术。

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