热流道是通过加热来保证注塑模具内流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒或加热圈，从注塑机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需温度即可。因此，热流道工艺有时称为热集流管系统，或者称为无流道模塑；也可以说把热集流管视为机筒和注塑机喷嘴的延伸部分。

      组成与结构

      热流道一般有流道板、喷嘴、加热元件和温度控制器四部分组成，四部分都很重要，缺一不可。

      流道板是根据注塑模具的需要而定做，其主要作用是起到流道布局和固定加热元件的作用，并恒温地将熔体从主流道送入各个单独喷嘴。常用热流道板的形式有：一字型，H型，Y型，X字型。

      喷嘴相当于塑料注塑机注射喷嘴的延长，它的作用主要是注塑；喷嘴按结构形式一般有两种形式，即开放式和针阀式。

      加热元件是热流道系统的重要组成部分，一般有加热棒、加热圈、管式加热器、螺旋式加热器(加热盘条)等等; 其主要作用是保持流道内的塑料保持熔融状态。

      温控器就是对热流道系统的各个位置的温度进行集中控制的仪器；由底端向高端分别有通断位式，积分微分比例控制式和新型智能化温控器等种类，根据用户需要可以同其它模内组件配合使用。

      热流道的优点

      热流道系统的作用就是把塑料送到模内的每一浇口。常规注塑成型经常会有以下不利因素的出现：充模困难；薄壁大制件的变形；浇口、流道内原材料的浪费；多模腔模具的注塑件质量不一。热流道技术的出现，提供了比较完善的解决方案。其优点是节约材料成本，提高生产效率，改善制件品质等。在一些形状复杂、体积较大，壁厚不均匀或一模多腔而且质量要求较高、品质要求一致时，常常选用热流道。

      热流道技术与常规的冷流道相比具体有以下的优点：

      节约材料成本：冷流道料道和浇口所产生的废料是很大的，尤其是制件体积越大的因料道长废料更多。这些废料有的可以回用，有的不能回用，即使能回用的，材料的综合性能也大打折扣，而且还需要回用设备。

      提高生产效率：注塑件的成型周期=注射时间+保压时间+冷却时间+顶出时间+修边时间。其中最长的是冷却时间。在塑料模具中，制品壁越厚的冷却时间越长。由于冷流道需要同时向多模腔或更多的浇注点供料，因此通常冷流道内制品的壁厚会大于注塑制品本身的厚度。因为冷流道熔体与注塑制品之间存在着冷却时差，所以消除了冷流道，冷却时间将会缩短。注射时间的不同也是采用热流道取代冷流道的一个方面。注射时间的不同归因于填充冷流道需要额外的时间。这是因为冷流道的模具增加了注塑机开/合模行程，行程的增加是为了确保冷流道的安全顶出。而采用热流道注塑的制品更适合于制品的自动移出。由于没有了冷流道对产品移出的干扰，注塑加工的二次手工操作，例如产品与流道的分离、产品修边和包装的时间都可以极大的缩短或完全省去。从而，提升了单位时间的产能，即提高了生产效率。

      改善制件品质：使用热流道可以有效地改善制品表面质量和力学性能，大大地改善薄壁制件的翘曲变形，可以保证多模腔模具的注塑件质量一致。

      尤其是针阀式的喷嘴对提高注塑制品的外观质量作用更为明显，其主要优点表现在：在制品上不留下进浇口残痕。能使用较大直径的浇口，可使型腔填充加快，并进一步降低注塑压力，减小产品变形。可防止开模时出现拉丝现象及流涎现象；当注塑机螺杆后退时，可防止从模腔中反吸物料。

      热流道模具存在的问题

      每一项技术都会有自身的缺点存在，热流道技术也不例外。主要存在问题有：模具结构复杂，造价高，维护费用高。开机后需要一段工艺稳定时间，造成开机废品较多。出现熔体泄露、加热元件、温度控制器等出现故障时，对产品质量和生产进度影响较大。

      热流道方案的确定

      热流道注塑模的成本，在国外有一个经验估算法，一般按喷嘴的数目，每个喷嘴平均造价为1000~1500美元，在我国国内热流道的开放式喷嘴平均售价每个为人民币3000元，针阀式喷嘴平均售价每个为人民币5000~6000元，再加上塑料制件的复杂程度，热流道的造价是非常高的，这就是热流道注塑模从一开始就发展比较缓慢的主要原因。一个塑料制品需要什么样的结构，是采用冷流道，热流道，还是冷热混合流道要根据多方面的因素而定。一套注塑模具的方案确定后，还须完成以下工作。

      第一，根据塑件结构和使用要求，确定进料口位置。只要塑件结构允许，在定模镶块内喷嘴和喷嘴头不与成型结构干涉，热流道系统的进料口可放置在塑件的任何位置上。常规塑件注射成形的进料口位置通常根据经验选择。对于大而复杂的异型塑件，注塑成形的进料口位置可运用计算机辅助分析(CAE)模拟熔融状塑料在型腔内的流动情况，分析模具各部位的冷却效果，确定比较理想的进料口位置。

      第二，确定热流道系统的喷嘴头形式。塑件材料和产品的使用特性是选择喷嘴头形式的关键因素，塑件的生产批量和模具的制造成本也是选择喷嘴头形式的重要因素。

      第三，根据塑件的生产批量和注塑设备的吨位大小，确定每模的腔数。

      第四，由已确定的进料口位置和每模的腔数确定喷嘴的个数。如果成形某一产品，选择一模一件一个进料口，则只要一个喷嘴，即选用单头热流道系统；如果成形某一产品，选择一模多腔或一模一腔二个以上进料口，则就要多个喷嘴，即选用多头热流道系统，但对有横流道的模具结构除外。

      第五，根据塑件重量和喷嘴个数，确定喷嘴径向尺寸的大小。目前相同形式的喷嘴有多个尺寸系列，分别满足不同重量范围内的塑件成形要求。

热流道在汽车塑料模具中的应用实例

      中国重汽商用车公司的载重汽车“金王子”仪表板的主体部分暖风机罩外形尺寸约为800×600×300,重量为3010g，所选材料为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚体)。其特点是具有良好的综合性能、高的冲击韧性、高硬度、良好的机械强度、良好的尺寸稳定性及良好的性价比，但吸湿性强，含水量应小于0.3%，收缩率为0.5%，因此对模具内表面粗糙度要求较高，而且材料要求长时间的预热、干燥。

      该塑件形状十分复杂且要求整体边角呈弧形圆滑过渡、要求有良好的装配性能，在塑件上设有与其一体的暖风机出风口座、点烟器座、烟灰缸座及其它各种控制按钮安装孔等等，所以对该件表面的质量、尺寸精度要求较高(见图1)。

      模具总体方案设计

      根据该件的结构特点、尺寸、形状和具体要求，模具必须在6000g以上注塑机上使用，模具外形尺寸约为1500×1200×1200,模具设计成三板式，增加了一个可移动的中间板、热流道、双顶出板、二级脱模机构、油缸辅助抽芯等。要求模具分型面轮廓保持清晰，要有良好的冷却系统，冷却水路应排布均匀；模具滑块应滑动平稳，无卡滞现象且开模后应定位准确可靠；模具其他标准件应符合国家相关标准。这么大的模具，形状这么复杂，若不采用热流道是很难注塑成型的，而且要保证产品质量则更难，何况该件表面质量要求很严，不允许有任何瑕疵。实践证明该设计采用热流道是对的，不但大大提高了生产效率，节约了材料，而且还有效地保证了制件的质量。总体结构设计(见图2)。

      热流道行业的发展状况

      热流道是应用于塑料注塑模浇注流道系统的一种先进技术，是塑料注塑成型工艺发展的方向。在1950年12月，E.R.Knowles取得了热流道技术的专利权。自20世纪50年代问世以来，经历了一段较长时间的推广以后，其市场占有率才逐年上升。80年代中期，美国的热流道模具占注塑模具总量的15%~17%，欧洲为12%~15%，日本约为10%；但到了90年代，美国生产的塑料注塑模具中热流道模具已经占到40%以上，在大型制品的注塑模具中则占90%以上；经济、技术效果都十分明显。

      近几年热流道技术在中国逐渐推广，这在很大程度上是由于我国模具向欧美公司的出口量快速发展带来的，在欧美国家，注塑生产已经相当程度的依赖于热流道技术。可以说，没有使用热流道技术的模具现在基本上已经很难出口。这也促进了很多模具厂家对热流道技术认识上的快速转变。但是由于很多国外进口的热流道系统价格比较贵，国内很大一部分模具厂家接受不了，所以就出现了国产的商品化的热流道系统元件。这对于热流道技术在中国的推广有着很大的意义。

      最近几年里，世界著名的热流道技术供应商们以各种形式进驻中国市场，或建立生产基地，或寻找代理商，或设立办事处，或建立子公司。应该说，这个潮流对中国的模具行业技术的快速提升起到了很大的推动作用。这其中，近水楼台的韩国企业动手最早，YUDO(柳道)、SINO®(先锐)、MERITDATEWOONG(美锐特)等品牌在我国均具备了相当的影响力。另有总部位于荷兰的Synventive(圣万提)和加拿大的Mold Masters(马斯特)分别在苏州和昆山建立的工厂也先后投产；北美注塑工业巨人Husky(赫斯基)独资建立的亚洲运营中心——赫斯基上海技术中心拥有强大的热流道供给能力；中德合资建立的变色龙(Anole)热流道科技服务有限公司位于浙江黄岩的生产基地也已建成，其产品的加热元件全部采用技术领先的Anole公司产品。

      与此同时，我国大量的新兴民营企业也认识到这一领域的无限商机，纷纷建立热流道生产工厂，这对于降低热流道技术的使用成本和加速其推广应用都具有十分重要的意义。但总体来说，我国本土企业目前能够提供的技术大多仍较为初级，选择空间小、质量不稳定、使用周期短等问题往往会影响到下游企业对其产品的信任度。

      热流道的发展方向 
      当前，国内外热流道模具的主要发展趋势可归纳为以下几个方面：

      元件的小型化，以实现小型制品的一模多腔和大型制品多浇口充模。通过缩小喷嘴空间，可在模具上设置更多型腔，提高制品的产量和注塑机的利用率。在上世纪90年代，Master公司开发的喷嘴最小可至15.875mm；Husky公司开发的多浇口喷嘴，每个喷嘴有四个浇口，浇口距可近至9.067mm；Osco公司开发的组合复式喷嘴，每个喷嘴有12个浇口探针，可用于48腔模具的成型。MoldMaters公司针对小型制件的空间限制，在2001年开发了用于小制件的喷嘴，含整体加热器、针尖和熔体通道，体积直径小于9mm，浇口距仅为10mm，可成型重量为1~30g的制品。

      热流道元件的标准化、系列化。当前，用户要求模具设计和制造周期越来越短，将热流道元件标准化不仅有利于减少设计工作的重复和降低模具造价，并且方便用户对易损零部件的维修和更换。

      据报道，Polyshot公司已开发出快换热流道模具系统，尤其适于注塑压力为70kN以下的小型注塑机。Husky、Presto、MoldMaters等公司的喷嘴、阀杆和分流板都作为标准件，便于快速交付和更换模具，现在国外只需4周即可交付一副普通模具。

      因此，目前，制定热流道元器件的国家标准，生产质量可靠价格低廉的元器件，进一步做好热流道技术的宣传推广，是发展热流道模具的关键。

      热流道模具设计整体可靠性提高。如今国外各大模具公司对热流道板的设计和热喷嘴相连接部分的压力分布、温度分布、密封等问题的研究开发极为重视。叠层热流道注射模的开发和利用也是一个热点。叠式模具可有效增加型腔数量，而对注塑机合模力的要求只需增加10%-15%。叠式热流道模具在国外一些发达国家已用于工业化生产。

      改善热流道元件材料，提高喷嘴和热流道的耐磨性和用于敏感材料的成型。如使用钼钛等韧性合金材料制造喷嘴，以金属粉末注塑成型后经烧结制成热流道元件已经实现。

      开发智能、精确的温控系统。在热流道模具模塑中，开发更精密的温控装置，控制热流道板和浇口中的熔融树脂的温度，是防止树脂过热降解和产品性能降低的有效措施。

      将热流道用于共注。通过支管和热喷嘴元件的有效组合设计，可使共注成型与热流道技术相结合，由此成型三层、五层甚至更多层的复合塑料制品。例如Kortec公司开发出了熔体输送系统和共注喷嘴；Incoe公司的多出口、多模腔共注支管生产线能用于多材料多组份共注塑。