叠层式模具技术在国内的发展动态
叠层式热流道模具是当今注塑模具工业发展的一项前沿技术。叠层式模具通常是将两副常规的单层注塑模组合在一起,能充分利用注射机的生产能力,大批量生产扁平制件以降低生产成本。热流道技术具有节约原料、易于自动化、提高产品性能、缩短生产周期等优点,将其与叠层式模具相结合,仅需增加少量的模具成本却能成倍地增加产量和实现高效自动化,故叠层式热流道模具技术日趋受到世人的关注。与常规模具相比,叠层式模具锁模力只提高了5%~10%,但产量可以增加90%~95%,这就极大地提高了设备利用率和生产效率,并降低了成本。此外,由于模具制造要求基本上与常规模具相同,且将多副型腔组合在一副模具中,所以模具制造周期也大大缩短[2]。
直到20世纪80年代末,叠层式模塑技术才逐渐传入我国模具行业,但仅限于冷流道的设计。应该说,叠层式热流道模塑技术的开发目前在我国还基本上是一项空白,而且即使是双层冷流道的叠层式模具也并不多见。
北京塑料十三厂的李书赞研制了利用冲切工作原理来分断2层型腔之间冷料道的双层冷流道叠层式模具,这种结构的塑件前后布置,采用侧浇口进浇。但在成型较深型腔或需较大脱模力的塑件时工作不太可靠。
常州轻工业学校的卜建新等人采用侧浇口和点浇口并用的双层冷流道注射模,其一层采用侧浇口,另一层采用点浇口进料,利用限位拉板、拉钩等顺序分型,可在2层成型不相同的塑件。江苏南通市的乙清[24]设计了双层CD盒冷流道模具,通过链条传动,带动定模顶出板顶出塑件。该模具需要将注塑机喷嘴延伸至模具的定模板上注入主流道衬套,浇注系统较为粗大,开模方式较为原始。自1995年起,郑州轻工业学院的王振保、冯孝中等致力于研究普通浇注系统的双层注射模,其采用正、反锥形主流道、卸料板、气压脱模和齿轮齿条等分型脱模机构。但是在第1层塑件上会留有流道凝料疤痕,不适于生产外观要求高的制品。2000年,改用潜伏式浇口设计了白酒瓶盖的双层注射模具,采用由摆钩与挂块的作用顺序分型,可使各层塑件与流道凝料实现模内分离,但要求塑件留模可靠性高和主流道衬套为深陷式。2002年设计了普通浇注系统的4层注塑模,采用侧浇口进浇,各级主流道依次串联,分型时自动拉断,由4级定距拉板限位[3]。
由此可见,普通浇注系统冷流道双层注塑模设计的关键是解决各层塑件和流道凝料的脱模问题。
直到上世纪80年代末,叠层式模塑技术才逐渐传入我国模具行业,可以说,叠层式热流道模具技术的开发在我国刚刚起步。
(1) 1990年北京塑料十三厂的李书赞撰文对双层型腔塑料注射模具的结构设计进行了论述，提出用冲切工作原理来分断2层型腔之间料道的设计方法。这种结构塑件前后布置，采用侧浇口进料。但在成型较深型腔或需较大脱模力的塑件时不可靠。
(2) 1992年常州轻工业学校的卜建新介绍了侧浇口和点浇口并用的双层型腔注射模结构，一层采用侧浇口，另一层采用点浇口进料，利用限位拉板、拉钩等顺序分型，可成型不相同的塑件。
(3) 1995年江苏省的乙清设计了双层CD盒的普通流道模具,通过链条传动，带动定模顶出板顶出塑件。该模具需要将注塑机喷嘴延伸至模具的定模板上注入主流道衬套，且浇注系统粗大。
(4)自1995年起，郑州轻工业学院的王振保和冯孝中等人致力于研究普通浇注系统的双层注射模，属河南省科技攻关计划项目，并申请了专利(95202083)，采用正、反锥形主流道、卸料板、气压脱模和齿轮齿条分型等机构，结构较简单，但是在第一层塑件上有流道凝料疤痕，不适于生产外观要求高的制品。2000年，他们改用潜伏式浇口设计了白酒杯盖的双层注射模具，由摆钩与挂块的作用顺序分型，可使各层塑件与流道凝料实现模内分离，但要求塑件留模可靠性高和主流道衬套为深陷式。2002年他们对轻而薄的塑件设计普通浇注系统的4层注射模，采用侧浇口进料，各级主流道依次串连，分型时自动拉断，由4级定距拉板限位。
(5) 1998年，天津轻工业学院的李树以生产汽车密封条的双层热流道注射模为例，将热流道系统引入到双层注射模结构中。
(6) 2003年，四川大学的刘廷华和陈剑玲等人与上海克朗宁技术设备有限公司合作，借鉴国外开发经验，采用热流道技术，设置中心注道杆，该注道杆采用可自解压缩设计以释放注射完毕后的熔体压力；使用阀式喷嘴避免流涎；采用限位拉杆实现顺序开模，成功研制出了将CD牒包装盒单层普通流道模具转变为2×2的双层叠层式热流道注射模具[4]。
在数十年里，叠层模具在包装制品和其他许多小型零件生产的增长中不断获得新的发展。新颖的模具设计正给叠层模具的传统市场带来多种颜色和多种材料成型的能力。叠层模具现在也在抓住大吨位成型机上生产大型工业零部件的机会。通常的叠层模具设计因为它们的生产效率超过普通的单面模具而闻名。它们大多用于相当小型的、浅拉伸包装制品和其他一次性制品，而很少用于除此之外的其他制品。
虽然我国叠层式模具起步较晚，但最近几年发展迅速，关于叠层模具的各方面研究也雨后春笋般见于各大学术期刊。随着相关技术的不断改进，叠层式模具在塑料制品加工中的应用将会不断扩大。考虑到这一技术突出的经济性，如何更好地应用叠层式模具技术将成为各注塑制品生产企业提高效率、降低成本和增加产品市场竞争力的重要途径之一，也是模具设计者所应该紧密关注的方向[5]。
