控制模具内的熔体流动

HEATS

在模具保压过程中，一种创新技术通过模具外的一种调节装置，使注塑加工商可以改变模具型腔内熔体的流动方式，平衡多型腔模具中各型腔的充模过程。

不用将模具从注塑机上卸下来就能够快速而精确地平衡多型腔模具吗？不用移动或增加浇口或改变制品设计就能够改变型腔的充模状态吗？这些已经不再是无法实现的目标。在NPE 2006展会上，Beaumont Technologies（BTI）公司隆重推出了一套新型熔体控制系统。这种用于模具内熔体流变学控制的系统（iMARC）基于BTI的MeltFlipper和MAX熔体控制技术，具有以前无法想象的功能。在该系统中，模具嵌件被放置在熔体流道系统内。 5 t( S7 @+ Y$ w8 L3 R

全新的iMARC技术能够对模具内的熔体进行动态（实时）控制。
单轴iMARC嵌件（左）能够平衡多型腔的熔体流动，多轴嵌件（右）
能够在每一个型腔内改变熔体的流动形态

MeltFlipper于1998年被首次引进市场，该技术能保证多型腔模具充模时的流变学平衡，解决了模具内型腔之间的设计平衡而实际不平衡，以及无法成型一致制品的问题。由于熔体在流道内具有不同的温度和粘度，与流道壁更近的熔体具有更高的剪切热，因此会进行自然分层。当熔体在热流道中被分开时，流向一个型腔或一组型腔的熔体流的前端比流向相反方向的熔体流速度更快。尽管在模具内型腔之间通过精确设计以确保平衡，然而制品经历了不同的流动条件，同时熔体温度、充模速率、保压时间和压力都不同。

在传统模具中，尽管型腔在几何尺寸上平衡，但缺料注射易导致充模不平衡。
iMARC单轴嵌件使所有型腔均匀充模，第二套嵌件精确调节每一个型腔的充模

MeltFlipper是一种机械嵌件，针对每一台模具进行定制化生产，在模具流道内的熔体流以单轴旋转。这使熔体平衡地分开并均匀流动到每一个型腔。MAX技术采用多轴提供对称的熔体流，这使高剪切热熔体集中在制品特定的区域，从而影响充模状态、翘曲和制品的表面质量。MAX嵌件能够用在单型腔模具中，而MeltFlipper在单型腔模具中不是很适用。 7 o% J* n5 |* Z3 T

传统成型的制品模内应力通常沿着制品一边集中，利用多轴iMARC技术
能够向相反方向使制品应力分散或使之平衡，从而使两边应力相等

全新的iMARC系统将进一步采用MeltFlipper和MAX技术，将它们应用到调节嵌件以使用户能够精确调节流道和型腔中的流体。由于iMARC基于MeltFlipper和MAX技术，因此该系统主要分成两类：可调整的单轴控制系统和多轴控制系统。 ; V1 E3 D/ }" i# I; U. |

多轴iMARC系统能够消除熔接线，提高制品强度

单轴与多轴

当熔体离开注塑机喷嘴以后，传统的注塑成型技术使加工商只能对其进行单向控制。只能采用增大或减小压力的方法以使熔体流动得更快或更慢，这就是所有的外部控制。然而，当熔体在流道系统内流动时，发生了动态流变学改变。

对于加工商来说，实时控制熔体流动有很多好处。这使加工商能够容易平衡多型腔模具，同时研究充模状态的改变对整个加工窗口和制品质量的影响。无论是多型腔模具还是单型腔模具，iMARC系统可以对整个流道系统和型腔中的材料流动进行动态调节。

iMARC单轴系统通过Level 1控制型腔内部的流动，能够使多型腔模具达到型腔与型腔之间的平衡。Level 1控制意味着高剪切的熔体能够遍及流道的各个部分。举例来说，在一个典型的几何“平衡”8型腔模具中，充模状态并不平衡。在流道中加入iMARC单轴嵌件后，就很容易达到模具平衡，以及每一个型腔的均匀流动。然后，使用第二套单轴嵌件以优化型腔内的流动，从而使每一边的制品在一致的填充条件下得到均匀的熔体。

iMARC多轴系统经常用于Level 2模腔内部的流动控制。Level 2控制使高剪切熔体在其流动截面内均匀分布，而不仅仅是分布在侧边或四周。这使嵌件对给定型腔的充模形态有了更动态的影响。

例如，在制品尺寸一定的条件下，在典型的单浇口单型腔模具中，注塑过程越短，沿着制品外围高剪切、高热、流动性更好的熔体流动得越快。通过在型腔浇口之前安装iMARC多轴系统，加工商能够以各种方式调节充模形态，优化制品成型质量。 & O4 E% ?1 H* |" P# A3 g

多轴iMARC技术能够改变高热、流动性更好的熔体（红）的分布，
这样的熔体一般分布于流道或型腔的周边区域，而将其转移至中心区域，
更有助于提高制品质量

iMARC的优势

在相同的条件下，熔体以相同的速率充满所有模腔，这种方式的优点是显而易见的。当前，最新的MeltFlipper技术能够获得这种平衡。新型iMARC单轴系统能够实时优化模具平衡，而不必将模具从注塑机上取下。这使用户能够优化每一个模具生产的制品，不必更换熔体控制嵌件，也不必考虑模具中不同的剪切位置、喷嘴和浇道衬套、材料批次、含湿量或再生料率引起的熔体粘度的变化。

iMARC多轴系统能够将熔体从一侧彻底翻到另一侧，因此在型腔内部形成了高剪切层，优化充模形态以达到特定的制品质量。

例如，测试和工业应用表明，iMARC多轴系统具有增强流体穿过薄壁区域的能力，消除缺料和气穴现象。iMARC系统还能解决如“玻纤迁移”等制品表面问题，提供更宽的加工窗口，消除熔接线或增加其强度。

通过调节型腔内的充模形态，能够影响模具内应力，改善制品的尺寸稳定性并避免翘曲。例如，传统两腔模具内应力比较容易集中。通过调节iMARC系统，制品的充模形态和应力区域都能得到改善。

据BTI预计，iMARC系统将于2007年中实现量产。该公司仍在继续研发此技术以优化设计并开发更多的嵌件，从而使其在投放市场前得到更好的检验。为保持尽可能低的成本，BTI也研究了几种用于各种设计的制造方法。BTI将与几家公司合作开发其研究成果，使之作为嵌件生产的第二个基地。

同时，除了模内调节以外，iMARC系统利用BTI当前的MeltFlipper和MAX技术的优势，这些技术可用于特殊应用。然而，对iMARC系统将实行标准的模具嵌件现货供应方式。【MechNet】

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