叠层式热流道模具是当今塑料模具发展的一项前沿技术。与普通注射模不同的是，它的型腔是分布在2个或多个层面上的，呈重叠式排列[1]，即相当于是将多副模具叠放组合在一起。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%[2]，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。

一、结构

典型的叠层式模具[3～5]是将2副或多副常规注射模组合在一起，并加上热流道系统。该模具有3个主要组成部分，即动模部分、中间部分及定模部分。

二、优点

1、延长一些核心元件（如加热元件、温控元件等）的使用寿命。2、使叠层式热流道模具与普通的注射模塑设备配套。3、借助于CAD、CAE、CAM进行设计、分析与加工，实现模具结构最优化。4、叠层式热流道模具的通用零件实现标准化、商品化。

三、发展动态

通常的叠层模具大多用于小型的、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。但是在过去几年一批新模具拓宽了叠层模具的能力。叠层式模具技术在国外的发展动态早在1940年12月KNOWLESER就取得了叠层式模具的专利权。今天的叠层模塑，不仅比传统的单层模具成本更低，而且增加了应用叠层式模塑的灵活性。主要体现在以下几个方面：

1、外加热的针阀关闭喷嘴系统。20世纪90年代末，加拿大制造商进一步发展了叠层模具，设计了外加热的针阀关闭喷嘴系统，开模时系统可防止喷嘴滴料。这种叠层式模具，注塑机喷嘴和第一分型面之间有一阀关闭系统，用于关闭2个相对的喷嘴，有效地防止了在2个分型面之间的滴料。这种设计确实解决了由延长注塑机喷嘴而引起的麻烦。但未被普遍采用，其原因是它受制件特殊性的限制，例如高质量平面制件的流变学特性限制。另外，提供的保持压力也不能达到一致。

2、取消中心主喷嘴的叠层式热流道模具。由于开模距离的需要，中心主喷嘴的延伸有可能过长，因而产生与注塑机喷嘴干涉的问题。Mold-Master公司于1997年对叠层热流道模具使用一种阀对阀关闭的设计，以及YUDO公司结合单阀Ⅲ和YURI系统并申请专利的新型叠层式模YURI-COMBI，都使用“背对背”的阀式喷嘴组件，取消了长而大的中心喷嘴，以避免使用中心主喷嘴出现的溢料问题。但是，对于型腔压力的控制仍然是技术的难题。

3、无阀熔体传输系统（VMTS）。这是多层注射模技术发展有贡献的关键创新。通过使用交换式喷嘴，这一技术取消了传统的流道顶板，引导熔体流从侧面进入中心集流管。这一创新设计的另一个特点是熔体流到所有型腔的距离都是相等的，以及同样的温度和压力完全对称。

4、快速制品更换（QPC）系统。Tradesco模具公司最新开发了一种组合式快速制品更换（QPC）系统的叠层式热流道模具，它无需移动热流道或模具框架，即可更换模具，非常灵活方便。型芯和型腔组可滑出模具框架，所有电、气、水的连接都是连接在框架上。QPC系统允许使用者从一个标准的单面模升级到四叠层设计。它给叠层模具使用者可在很短时间内作运转的选择，以帮助对存货水平管理，对于这种复杂的模具，不是很容易做到的事情。

5、旋转叠层热流道模具在多组分材料成型中应用。一些新式叠层式模具可在打开时旋转90°或180°。如由Engel公司开发的一种旋转模板设计，其中心模板有2个面，每个周期旋转180°。而由Ferro2matikMilacron欧洲公司与德国模具制造商Foboha公司合作开发的旋转叠层模具有1个4个面的中心模板，每周期旋转90°。这类技术的应用主要包括模塑不同类型阻透包装盒、多色手机机壳，以及由不同材料成型的医用零部件等。例如Foboha公司申请专利的带有PET（40g）阻透层的HDPE（70g）牙膏管式瓶肩模具，其4×64的旋转叠层系统能在8.4s的周期中吐出64只双层零件，年产量达17500万件。

6、低惯性技术（LIT）。低惯性技术（LIT）来自Caco-Pacific公司。在这种较为简单的设计中，带有2个芯组的旋转杆连接到每个模具的半边，而不是在其他的设计中那样的单独设置。据KTW公司的Ziegler介绍，典型情况能节省20%到30%的时间，特别情况可节省50%到80%。

7、打破尺寸的障碍。叠层模具技术首次突破了尺寸障碍，进入在大于10000kN的机器上成型零部件的应用领域。Plastcoat公司正在使用一种在每个面上有一个型腔的Husky公司的双层叠层模具，为福特公司的XLT型卡车同时生产前后旋转照明灯。另一种1+1叠层模具正在为丰田公司的Camry生产线制造摇臂。这种零件各有数英尺长，使用300g的热塑性聚烯烃（TPO）。这种零件在Husky公司的22000kNEWLL（加宽、加长）两板式成型机上成型。