发展历程：热流道注射模技术

热流道技术目前已经进入成熟期。不但在应用热流道技术方面有新进步，而且新的注射模塑技术、高光无痕模塑、微发泡制品注射模塑和金属粉末注射成型等也必须要有热流道技术的支持。

1.应用热流道技术的注射模

大型塑料制品必须采用热流道注射模塑，一模多腔注射生产的小塑件也在应用热流道技术。热流道和冷流道组合的注射模能克服喷嘴浇口痕迹缺陷，可应用于精密注射成型工程。300℃以上的高温塑料熔体也在用热流道注射成型。时间程序控制多个针阀式喷嘴的浇口能提高大中型制品的质量。在以下五个方面，热流道技术还在发展和创新，新技术和新专利不断涌现。

（1）大中型制品注射模的热流道 电话亭用泡沫PC塑料件装配合成。最大的塑件重60kg，模具重185t。它使用了八个可控的针阀式喷嘴。热流道加热功率为46.5kW。流道板有32个加热区。其中的地板塑件尺寸为970mm×915mm×70mm。泡沫PC的壁厚为8.5mm，重达12.8kg。“X”形流道板在480mm×480mm位置上有四个喷嘴，流道直径为18mm。还可采用阀针直径为6.5mm的液压针阀式喷嘴。

图10-1所示为早期的大型周转箱的热流道注射模。它有六个分喷嘴，主流道较短，没有加热。周转箱四侧面上有大面积镂空窗洞，四侧滑块很笨重。对侧滑块用动模和定模双向锁紧。四侧滑块由8根斜导柱导向和四个斜置液压缸驱动，实现侧抽动作。

塑料制品应用在各个邻域，大型化是其中一个方向，如电视机外壳、大型周转箱、汽车后保险杠和仪表板等。大型塑件重2kg以上，结构复杂，注射流程长。目前，国内外通常把锁模力大于6300kN、注射量大于3000cm³的注射机上所使用的注射模，或把重量大于2t的模具称大型注射模。

图10-1 早期的大型周转箱的热流道注射模

1—主流道套 2—定位圈 3—热流道板 4—堵塞 5—螺塞 6—分喷嘴 7—加热圈 8—热电偶 9—成型板 10—分喷嘴的浇口套 11—斜导柱 12—定模板 13—锁紧垫块 14—导套 15—大滑块 16—垫圈 17、22—螺钉 18—动模板 19—密封圈 20—短滑块 21—型芯 23—连接板 24—液压缸轴 25—隔水片 26—液压缸组件 27—油管接头 28—加热板

大型注塑件必须用热流道系统才能充满小间隙长流程型腔，让压力有效传递，保证制品质量，而且是无流道凝料。大型注射模的热流道浇注系统设计有如下要点：

①大量的塑料熔体要平衡浇注。经过计算机流动分析，对几个方案进行分析对比，科学确定注射点的数目和位置。

②大型流道板必须有足够的刚度和强度。流道直径经流变学设计计算，熔体流动输送时有合理剪切速率，整个浇注系统的压力损失不超过35MPa。流道直径有的达到了22～24mm。由于尺寸大，流道板和喷嘴的热膨胀补偿量大，必须仔细考量。

③多分区的加热和测温保证热流道系统温度分布均衡，用热流道的温度控制台可达到±0.5%以上的温控精度。

④采用针阀式喷嘴并进行时间程序控制。

图10-2所示是常见的中型塑料制品的热流道注射模。注塑件为408.8mm×307.5mm×63.6mm壳盖，要求制件表面无熔合缝和浇口痕迹。为此采用单个主流道型热喷嘴，而且是制件反装的模具结构。脱模机构在定模，由两个液压缸驱动。热喷嘴浇口处壁厚采用长方条的曲面凸起，以减轻流动痕迹。

图10-2 中型塑料制品的热流道注射模

1—动模座板 2—动模板 3—定模板 4—垫块 5—温度控制箱 6—推杆固定板 7—推板 8—热电偶 9—定位环 10—主流道衬套 11—加热圈 12—定模固定板 13—主流道喷嘴 14—液压缸 15—液压缸固定板 16—连接杆 17—液压缸固定板 18—支柱

（2）小塑件注射模的热流道 这种热流道用于重量几克到十几克的塑件一模多腔的注射加工。例如，聚酯饮料瓶半成品和小瓶口的瓶盖，生产批量很大，但注射点之间距离很小，小于喷嘴的安装直径，常用热流道微小型针尖式喷嘴。又如薄壁管件（文具笔套管、医用滴管和注射管等），由于型腔数目很多，流道系统的熔体体积接近，甚至超过注塑制品的总体积。

高密度聚乙烯HDPE瓶盖重2g，体积为2.1cm³，密度为0.95g/cm³，外径为32mm，塑件高18mm，最厚处2mm，内有一圈半圆形的螺纹。如图10-3a所示，瓶盖外圆有直纹滚花。要求瓶盖顶面上的浇口痕迹最小，不显眼。瓶盖的下沿有4mm宽的安全保险扣圈，它与瓶盖本体之间有8个薄的45°斜向搭牙。它能顺牙旋入饮料瓶口，但在第一次旋开瓶盖时，搭牙被剪断，保险扣圈留在瓶口上。瓶盖顶部有密封圈边，旋紧时与瓶口端面扣压防漏。由于保险扣圈与盖体之间搭牙宽×高为0.65mm×0.65mm，最小壁厚为0.37mm，故瓶盖型腔的充模阻力较大。

32腔HDPE瓶盖热流道浇注系统的体积为178cm³，为瓶盖型腔总体积的2.65倍。一模多腔流道板设计必须注意塑料熔体在分流道中的停留时间。流道系统对32腔的塑料熔体采用平衡传输，可保证各型腔充模压力和温度的一致性。必须注意到热流道机械加工和装配误差的累积。实际注入各型腔熔体的压力和温度很难一致。由于瓶盖热流道的32个分喷嘴用针尖式浇口，针尖与浇口孔之间存在误差，故流经压力降有高有低。还必须注意，大批量生产塑料瓶盖必须对瓶口有旋合互换性。流道分叉设计成4×2×4，如图10-3b所示。用塑料熔体的流变学计算式确定流道直径，整个热流道系统的压力损失大约为113×10⁵Pa。

如此多的螺纹型芯，倘若用旋转脱模，则机构过于庞大，故采用多排侧向分型机构和强制脱模机构。两片分型侧滑块在注射机顶柱推顶过程中并合成推板，在瓶盖的搭边槽中将它强行脱出。两片分型侧滑块必须延迟分型。开始侧向分型时，压缩空气从型芯中央吹动瓶盖落下。回程由专门的液压缸驱动，两片分型侧滑块按闭模方向先复位，然后再合拢并锁紧，以保证两滑块成型面与型芯的密闭。

在本书第7章中详细讨论过一模8腔和一模16腔注射小塑件的流道板的流道设计，又在本书第9章中分析了一模32腔瓶盖类小塑件的注射模塑，归纳总结如下：

①用针尖式浇口的分喷嘴顶射成型，在型腔数较多、流道板较大时浇口温度控制较难，众多热力闭合的小浇口射胶不一致，影响模塑成型。现有改用针阀式喷嘴的趋势。

②针阀式喷嘴注射瓶盖类小塑件，用阀针圆柱头直径0.8～1.5mm，浇口痕迹细小且稳定，得到了客户的肯定。

③4～8个阀针用1～2个气缸（或液压缸）经推板机构驱动（见图9-28），能解决大批气缸工作带来的能耗、冷却和维修问题。

④几克或小于1g的小塑件，型腔间距为15～20mm时，应考虑选用多浇口喷嘴或边缘式喷嘴。

⑤型腔数不少于8个时，流道布置和直径用流变平衡方法设计，可缩短流道长度，能减少流道层次，并缩减流道板的体积。

图10-3 32腔HDPE瓶盖热流道浇注系统

a）HDPE瓶盖的结构

1—密封圈边 2—内螺纹 3—直纹滚花 4—保险扣圈 5—斜搭牙 b）瓶盖热流道浇注系统的压力分布 1—主流道喷嘴，口径×长度=ϕ20×74 2—第一分流道，ϕ16×130 3—两层分流板间的第一分流道，ϕ16×52 4—第二分流道，ϕ12×65 5—第三分流道，ϕ8×64 6—顶针式喷嘴，ϕ6×64，浇口ϕ1.6

（3）热流道和冷流道组合的注射模 有些注塑件有很高的尺寸精度要求，其注射工艺被称为精密注射。要采用热流道技术会受到种种限制，主要是浇口痕迹不能满足要求，而且有冷料注入塑件。另外，热流道的喷嘴直接浇注制品，在大直径浇口附近区域的制件上往往有流动痕等缺陷。由于该方形柱体四周有四个凸台，故用四个点浇口在底板上对称位置浇注。热流道注射模有八个型腔（见图10-4），定模上的顺序脱模机构设置有定模脱料板13和浇口卸套14。开模时，注塑件在分型面C处脱落。点浇口凝料在定模流道板8与定模脱料板13之间A面处落下。为确保拉断点浇口，并从分喷嘴的直浇口中拉下凝料，在分喷嘴上设置浇口卸套14，在B面打开时由定模脱料板13推出。

图10-5所示热流道和冷流道组合浇注PC/ABS后盖板件，其长×宽×高为350.3mm×267.3mm×22mm。熔体温度为270℃，模具温度为70℃，注射充填1.2s，保压10s，冷却时间20s。后盖外表面不允许有浇口的痕迹及显见的熔合痕。浇注系统的上游为热流道系统，有热流道板和5个直接浇口的分喷嘴。其中一个分喷嘴下游是冷流道和四个矩形侧浇口。四个分喷嘴位于盖板四角的螺钉孔处，四个冷浇口将被切削除去。

图10-6所示为热流道和冷流道组合浇注后盖板件的流动充模模拟（充填95%型腔）。在图示a位置有两条贯通熔合缝。为了保证制品质量，需在这两个位置的分型面上加工排气槽。由于料流程短，模具温度较高，注射制品上熔合缝无触摸手感，并不明显。

图10-4 一模八腔热流道和冷流道点浇口组合的注射模

1—动模座板 2—动模推板 3—回程杆 4—推杆固定板 5—动模板 6—动模型腔块 7—注塑件 8—定模流道板 9—定模板 10—拉杆 11—冷流道凝料 12—定距螺钉 13—定模脱料板 14—浇口卸套 15—定模板 16—定模框板 17—绝热板 18—定位圈 19—定模固定板 20—热流道板 21—分喷嘴 22—定距导柱 23—导套 24—拉模销 25—导柱

（4）高温塑料的热流道注射 高温熔融塑料也采用热流道注射。有些塑料的加工温度为300～400℃，而且要求注射时的温度波动限制在几摄氏度之内。此类塑料的价格很高，要求不能有流道废料。

热流道公司按照塑料熔融温度与模具温度之差ΔT，考虑喷嘴的种类和加热器的选用，设置热膨胀的补偿量。表10-1为塑料加热温度等级的分类。其中高温熔融塑料的加工温度列于表10-2。

图10-5 热流道和冷流道组合浇注PC/ABS后盖板件

1—分流道（直径10mm） 2—5个直接浇口分喷嘴（流道直径8mm） 3—冷浇口（最大直径6mm） 4—冷流道（直径5mm） 5—矩形侧浇口（14mm×1mm） 6—冷浇口（最大直径6mm）

图10-6 热流道和冷流道组合浇注后盖板件的流动充模模拟（充填95%型腔）

a—熔合缝位置

表10-1 塑料加热温度等级的分类

表10-2 高温熔融塑料的加工温度

注：液晶LCP有致热液晶聚合物TLCP（Ⅰ）、TLCP（Ⅱ）和添加填料的许多品种。各品种液晶的注射熔融温度高低相差很大，相应的模具温度也不同，应以各材料生产厂的各品种液晶的注射性能清单为准。

高温塑料对热流道系统有较高的要求。首先，沿着流道与喷嘴流径的温度分布要均匀，需仔细地确定流道和浇口的直径。其次，流道形状和尺寸的全程尺寸变化要缓慢且无锐角。流道内表面经抛光，可防止物料滞留。应避免热摩擦造成温度升高。还必须完全消除熔体的泄漏。

①氟塑料FEP。氟塑料具有高黏度和对剪切应力的阻抗，浇注时应该用大的流道和浇口直径，建议浇口直径大于5mm，常使用大直径阀针的针阀式喷嘴。氟塑料熔体对钢有强烈的腐蚀作用，因此需用镍含量高的合金钢，或至少用镍镀覆。当用导热铍青铜时，要压嵌在高镍合金钢中。在喷嘴与流道板之间的密封应采用矩形截面，而不是圆截面的密封圈。

②聚芳酯。聚芳酯PAR和聚芳砜PAS塑料的黏度比PC还高，但不随剪切速率的提高而减小。流道应该有较大的直径，最小浇口直径是1.2mm。生产注射PAR制品时，先注射干燥良好的PC，然后再升高温度。可用PAR清除PC，相反步骤被用来清除PAR。

①液晶。液晶聚合物LCP（Liquid Crystal Polymers）的流动熔体和塑化的制品有明显的分子取向。随着剪切速率升高，熔体黏度有很大降低，适宜用热流道注射模加工。采用热流道板和冷浇口，效果比用热流道的喷嘴好。流道全程的截面应较小，可为3mm。应尽可能地避免熔合缝，并用高的流动速率注射，缩短保压和浇口冻结的时间。

见本书6.1.2节的应用实例三，笔记本式计算机屏幕盖板上有块铝合金压铸件，边缘用塑料条封包。选择40%玻璃纤维充填的聚苯硫醚PPS注射模塑。玻璃纤维增强PPS耐热且有优异的力学性能，熔体温度为295～335℃，最高温度为355℃。PPS是高结晶度的聚合物，要求模具温度为120～180℃。GR-PPS在热流道中剪切流动时熔体黏度不稳定，为750～1000Pa·s。图6-23～图6-28对热流道系统设计有详细分析。

此热流道系统处于300℃以上高温时，所有电气布线的绝缘层会很快老化，需定期更换。玻璃纤维增强的物料对零件磨损严重，喷嘴的阀针也需定期更换，更重要的是注射模具浇注系统的流道不能过长。流道系统总压力损失不能超过35MPa，而且物料在机筒、热流道和喷嘴中若滞留时间过长，熔料很容易过热灼伤。

高温热流道系统设计和制造有如下要点：(www.xing528.com)

①提高流道板和喷嘴的加热器功率是必需的，更重要的是强化隔热措施，减少热损耗，否则，会出现加热温度不足或温度不稳定的情况。

②喷嘴用图6-14所示的多层隔热的结构，钛合金包裹在加热器外，可减少热传导与模具接触面。

③流道板用耐热钢H11制造，隔热承压圈用钛合金制造，流道板表面用隔热板和防辐射铝箔被覆。

④提高气缸或液压缸里密封圈的耐热等级，对定模固定板进行水循环冷却，提高加热导线和热电偶引线的耐热等级，加装隔热套管。

⑤热流道工作温度与模具温度之差有250～300℃，各位置的热膨胀量大，热补偿不足会引起热损坏。

图10-7 针阀式喷嘴按时间程序充填前保险杠（充模时间2.98s，充填90%型腔）

（5）多注射点的程序模塑 热流道模具有多个针阀式喷嘴，它们按时间程序控制塑料熔体先后注射型腔。近年来，大型制品壁厚明显减小，更要求避免可见熔合缝和流动痕迹。对于又长又窄的制品，如汽车散热栅条板、保险杠、长垫板和织物衬里的模塑，要有一系列的针阀式喷嘴，在注射充填型腔时，恰好在料流的前锋打开喷嘴，消除熔合缝。图10-7所示为针阀式喷嘴按时间程序充填前保险杠。注射从中间喷嘴G3开始，临近的喷嘴G2与G4只有当熔料前沿流经它们时才打开。同样，喷嘴G1与G5在料流前锋到达时才开启。当最后一对喷嘴G1与G5将型腔充满后，所有喷嘴必须打开，以实施保压。

采用阀式浇口程序控制技术（Sequential Valve Gate technology，SVG）时，针阀式喷嘴采用圆锥形浇口能可靠闭合无泄漏，浇口套耐用且强度足够。此外，还要有相应的时间控制系统。喷嘴的控制信号来自注射螺杆推进的启动时间触发控制程序。时间控制器可预设各喷嘴延时开启的时间和关闭时间。SVG已经能实行Mold_- Flow计算机模拟分析，经延时时间设置，控制针阀式浇口启闭。SVG已普遍用在下述三方面的注射模塑：

①对薄壁窄长的制件，多个针阀式喷嘴按程序开启可消除熔合缝。

②可控制两注射点的对接熔合缝的位置，避免光亮可见表面上显现熔合缝。适用于大面积和多孔的易生成熔合缝的制品。

③对一副模具的不同形体尺寸的多个型腔注射，程序模塑可以实现各型腔的平衡注射，尽管会延长一些注射周期。

2.采用热流道的注射模塑新技术

（1）快速热冷循环成型技术 快速热冷循环成型技术（Rapid Heating Cycle Molding，RHCM）又称为高光无痕注射成型技术、蒸汽注射成型技术。

1）原理和特征。温度对注塑件的质量影响很大。传统的冷模具设计片面追求低的模温，减少冷却时间，提高生产率。低温模具使熔料在注射进料中快速冷却，致使注塑件的质量不佳。

模具温度加热到注塑塑料的热变形温度以上，在注射和保压阶段塑料熔体在高温型腔中流动充填并补缩进料。熔体能较好地保持注射温度，减少进料的流动阻力，使压力传递畅通，因此塑料熔体能与型腔壁面黏合良好，能很好充填窄小间隙或细小的凹槽拐角，将细微结构完整地复制在注塑件上，能获得表面粗糙度值低的外观高光的塑料制件。

与传统的冷型腔中的充模流动相比，在高模温中进料的熔体温度不会急剧下降，不会在型腔壁上形成冷凝皮层。高温熔体能充分扩散，可消除注塑件上的流动痕。熔料分离后，熔体前锋的温度较高，有足够能量汇合交融，提高了熔合缝强度并消除了熔合的痕迹。

高温的熔料也能更有效补缩，因此成型制件密度足够并均匀，制件上没有凹陷等缺陷，残余应力小。注塑件的强度和刚度也有提高。

在高模温型腔中充填保压后，模具又快速冷却，致使注塑件的表层迅速固化，从而可保证制件光泽与平整，轮廓清晰。

电视机的面框和轿车车轮中央的装饰圈的生产批量都很大，原注射成品需喷涂修饰，工艺过程有污染，成本高，改成高光无痕注射后，无需喷涂。为了使塑料制品高光无痕，注射模都用热流道注射。

快速热冷循环成型有两方面的特点：一方面，在注射和保压阶段，用加热介质使模具快速加热到注塑塑料的热变形温度以上，然后改用冷却介质快速冷却，实现动态的模具温度控制；另一方面，模具的介质通道随着制品轮廓面设计和加工的改进，使模型壁面温度均匀。

2）快变模具温度技术。快速变换模具温度技术与传统的模温控制技术相比，加热和冷却模具较复杂，动态调节控制模温较困难。该项技术还在发展中。模具的快速加热方法有电加热、蒸汽加热、电磁感应加热、红外线加热和火焰加热等。这里介绍已成功用于注射生产的前两种。

①电加热。常用电热管、电热板或电热圈等电阻加强元件加热模具，其加热速度快，为1～3℃/s，温度控制范围可大于350℃。在注射成型时，将模具的型芯和型腔快速加热至接近聚合物的玻璃化转变温度，并保持该温度至注射完成；然后，用冷却水对模具快速冷却，待注塑件固化后，再利用压缩空气将模具中的冷却水快速排出。

电热-水冷变换的模温控制方法，比用热油加热模具效率高，也便于实现。电加热器直接安装在模具内，需专门的模具结构设计，必要时还需考虑绝热措施，防止过多的热损耗。检测与调节模具温度的仪表系统成本较高。

②蒸汽加热。可将高温蒸汽和冷凝水交替循环输入模具内的管道。模具升温速度可达4℃/s，可使模具型腔表面温度达到160℃。熔料的冷却速度可达6℃/s。为了保证模温能均匀分布，又能快速变化，管道要布设合理，与型腔面的距离合适且一致。

也有用高压热水和冷凝水交替循环输入模具内管道的。为了提高模具温度的控制精度，保证注塑件的质量，可采用随形介质通道的模具结构设计，但会增加模具零件的加工量。同时，必须有准确的模具温度调节系统。

3）随形介质通道。快速热冷循环成型注塑，要求模具在最短时间内均匀传热，要使模具的成型表面温度均匀，并能快速上升与下降，因此建议对传统模具的冷却介质管道设计进行改造。模具的冷却介质通道要根据制品轮廓面设计，且传热壁厚一致。动模型芯块和定模型腔块要用组合结构。其中成型构件用耐热钢制造，壁厚约10mm，有承受型腔高压的刚度，能耐热疲劳，又能较好地传热导，型腔表面能被镜面研磨抛光。

随形介质通道的设计和加工困难，因此对动模型芯仍旧按线形的介质管道设计。而定模型腔块设计仍然有随形介质通道的，结果是注射成型塑料壳体的外表面光亮无痕，壳体内表面质量较差。

（2）金属粉末的注射模塑 金属粉末注射成型技术（Metal powder Injection Molding，MIM）是粉末注射成型技术（Powder Injection Molding，PIM）的一种（另两种是磁性材料注射成型和陶瓷粉末注射成型）。金属粉末注射成型技术是从传统的粉末冶金领域中发展而来。粉末冶金工艺常用来生产硬质合金刀具。

1）金属粉末注射成型过程。

①金属粉末和粘结剂。金属固体粉末有铁基合金、不锈钢、硬质合金和钨合金等，颗粒尺寸为0.5～20μm，越细越容易成型和烧结。有机粘结剂是以PP、PE、POM或PA聚合物为主体，添加石蜡、硬脂酸等助剂而成的混合物。金属粉末与粘结剂的质量比为9∶1。

②混炼和造粒。按配比在一定温度下用挤出螺杆造粒，混合均匀。

③注射成型。用塑料注射成型机，在一定温度和压力下将熔融物料充填至注射模的型腔，经冷却固化成毛坯。

④萃取。成型毛坯在烧结前去除所有的粘结剂。粘结剂从毛坯的不同部位，沿颗粒之间的微小通道逐渐排出，但并不降低毛坯的强度。

⑤烧结。使多孔、已脱脂毛坯收缩成致密的制品。烧结工艺决定了制品的金相组织和性能。

⑥制品的后加工。

2）金属粉末注射成型模具。图10-8所示为金属粉末注射成型模具的热流道系统。金属制件的型腔体积仅15.8mm³。制件长20.19mm，方柱头尺寸为1.27mm×1.82mm，上有侧凹坑，需要侧向抽芯成型。一次成型8个金属毛坯。流道板分流后有四个分喷嘴，铁铬粉末与粘结剂的混合物经直接浇口注入冷流道。分流道有两个侧浇口成型两个毛坯。毛坯经过萃取和烧结有40%的体积收缩率及10%线性收缩率。

这种混合物需由材料工程师专门设计，配方经过调整测试，使其具有250℃以下熔融温度，中等黏度。混合料具有良好的导热性。对热流道的磨损程度，要视金属颗粒的硬度和粒度而定。不锈钢类金属粉末硬度低于40HRC，流道和浇口磨损情况一般。如果是硬质合金或钴铁硼等金属粉末，硬度为50～52HRC或以上，则流道的内层和浇口要用耐磨合金制造。

图10-8 金属粉末注射成型模具的热流道系统

a）热流道系统 b）金属粉末成型制件和冷流道

（3）微发泡注射模塑 微孔塑料的注射制品性能比传统的泡沫塑料好，能注射成型薄壁的结构件，且具有绝热、隔声和抗振特性。其发泡注射的总成本较低，在各种新型注射工艺中有较突出的应用。

微孔发泡塑料中的泡孔直径在100μm以下，大量的泡孔直径为5～50μm。泡孔使微孔塑料的某些项的力学性能有改善。微孔发泡注射塑料件的重量减轻后，大多数的微孔发泡注射塑料件力学性能减小不多。而化学发泡制品只能成型厚壁制品，物理性能会随空隙率提高以平方指数下降。

1）微孔塑料注射成型系统。图10-9所示为典型的微孔塑料制件的注射成型系统。塑料粒子原料由料斗加入机筒中。机筒加热和螺杆的剪切塑化使塑料熔融。物理发泡剂二氧化碳或氮气的超临界流体（Super Critical Fluid，SCF）在螺杆头部位置注入。螺杆头配有混合元件3，将发泡剂与塑料熔体搅混、分散和均化。在螺杆推动下，混合料进入静态混合器4，形成熔体与气相的均相体。发泡气体在熔体中析出微孔气泡核，机筒内维持的高压能防止气泡核长大。

阀式喷嘴5打开后，在螺杆快速推进注射时，聚合物熔料注入模具型腔，熔体中析出大量的微孔气泡核。要防止微孔气泡在充模流动时过快膨胀。熔料充满型腔后，在型腔内压的下降过程中，让塑料中气泡长大。与此同时，模具的冷却作用使微孔塑料制件固化成型。

2）注射模设计。微孔塑料的注射模设计，应遵循以下的原则，其中以流动平衡和模具冷却最为重要。

①微孔塑料注射件依靠泡孔内压补缩，塑件的收缩率比较均匀。未充填的微孔塑料的成型收缩率与重量减少的幅度关系很小，与传统的塑料注射成型收缩率相同。

图10-9 微孔塑料制件的注射成型系统

1—机筒 2—螺杆 3—混合元件 4—静态混合器 5—阀式喷嘴 6—注射模具 7—SCF输送泵 8—计量阀 9—SCF注射器 10—加热器 11—料斗

②溶有超临界流体的聚合物熔体黏度较低。微孔塑料的注射不依靠保压补缩，不需要传递保压压力，因此与传统的冷流道截面相比尺寸要小。

③微孔使塑料的导热性更差，如果流道中物料截面过大会增加冷却时间，以致增长注射周期。

④流道中塑料承受泡孔的内压，冷却固化后与流道壁面有较大的黏附力。

所有的浇口类型在注射微孔塑料制品时都能采用，但潜伏式弯曲进料的小浇口很难成功。同流道截面设计一样，因物料黏度较低，浇口的截面要比传统注射模小些。但过小的浇口截面会造成注射熔体的剪切速率过高，使制件材料烧伤变质。

对于应用点浇口的双分型注射模，点浇口的引导圆锥的长度应小于10mm，并有较大的斜度角。这样可便于脱模。在流道的转角或相交处应有较大圆角，而且此流道板必须设置独立的冷却水路，用以有效冷却流道中的塑料。

选择浇口的位置，应该考虑塑料熔体充填型腔时的流动均匀舒展。让注塑件在最低的压力下发泡，可得到更大的减重。与传统注射模相反，如果注塑件的壁厚厚薄有差异，则应将浇口设置在薄壁位置。因为微孔塑料的注射不需要物料在保压时传递压力，故能得到较大减重的注塑件。此外，微孔塑料制品上的浇口位置一般不会考虑是否有碍外观。微孔塑料注射制品若外观不佳，通常只安装在装备的内部。

微孔塑料的注射模采用热流道技术，必须用可控制的针阀式喷嘴，以保证热流道内的饱和超临界流体的聚合物熔体能承受10～17MPa的压力，防止熔料在热流道中发泡。热流道的针阀式喷嘴在24MPa下应不泄漏。另一个要求是，一模多腔的热流道系统必须实现完全的流变平衡设计，使所有型腔能被均衡注射充填。非均衡充模会使各型腔成型的注塑件的重量有差异。