塑胶模具冷却系统管理

塑膠中的熱量
來自於冷卻水路的交換熱
MFC02
–從塑料到模穴壁的熱傳導: 冷卻系統的行為受從塑料中移走的熱量和轉
移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質、熔體溫度和模具表面溫度的差 異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。
冷卻的基本原理
–從模穴壁到水管壁的熱傳導: 冷卻系統行為也受通過模具材料到達冷
塑膠/金屬的界面
水 /金屬的界面
冷卻液
63 deg. C 43 deg. C 23 deg. C 20 deg. C
層流的溫度梯度
< 2300淤
紊流的溫度梯度
> 2300
冷卻的基本原理
–從水管壁到冷卻介質的熱傳導: 冷卻系統行為也受從模具材料到冷卻介質
熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、冷 卻液的性質及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時混合作用的影響﹐從水管外壁到 冷卻液的熱傳導比層流有效得多。過大的紊亂會浪費泵功率﹐而且沒有獲得更大的 熱傳導能力。在考慮冷卻介質時﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐ 在足夠的壓力下達到所需的流速﹐并在一個溫度和所需的速率下釋放熱。
冷却水道的水嘴最好装在注射机的背后(即:注射机操作的另一例)以免影响操 作
细模水路的水嘴不能靠的太近以免使的安装与固定水管困难
水路分布原則
水路設計的目的﹕
水路設計的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時間內頂出成型。水路排 布的好壞直接影響到產品的成型品質和生產周期(成本)。
• 對品質的影響﹕在成型時水路是用來控制模具溫度的﹐而模具溫度及其 波動對制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩定性﹑機械強度﹑應力開裂和表面質
模具冷却系统包,括:冷却水道,模具温度控制器及加热组件等 设计冷却系统时,应从以下原则考虑:
在保证模具材料有足够机械度的前提下,冷却水道应尽加难设置在靠近 型腔(型芯)表面.
在保证模具材料有中够机械度的前提下,冷却水道应安排的尽量紧密, 冷却水道的直径应优先采用大于8mm,并且各个水道的直径应尽量相同, 制品较厚的部位应特别加强冷却.
对于一模多腔的模具,其型芯的冷却方式可分为串联冷却和并联冷却两种. 串联冷却水路具有流动有力的优点,但存在随着型芯数目增加,温度变化大的 缺点. 并联冷却水路随温度梯度变化不大,但流动不够有力,其结果会导致对不同型 芯冷却效果不均匀,因此,两种冷却水路的排列方式仅适用型芯数目不多 的模具 对于一模多腔模具,上述两种冷却方式最好能和建立两个以上独 立回路的方法一起使用.许多模具中,一些形状特殊,尺寸较薄且偏长的型 芯,在成型过程中需对其进行温度控制,众所周知,直径较小(通常水于 6mm)且尺寸较长的芯子由于表面较小,使
得热传导非常困难,在成型过程中,因细长芯子散热不良,会引起制品在这一部位 出现变形,缩孔等缺陷,因此必须采用特殊的冷却方式对细长芯子温度加以控制.对 于这类型芯结构,通常在设计时采用下列几种冷却方式,冷却水围绕型芯,采用热传 导率较高的材料(如铍青铜)制造细长型芯.
在型芯内部较粗的部分.(通常直径大于8mm)加入细铜棒,细铜棒的一端联接模 板中的冷却水路. O型圈
量等均有影響。主要表現在﹕表面光潔度﹔殘余應力﹔結晶度﹔熱彎 曲。
• 對生產周期的影響﹕一個成型周期主要由以下几部分構成。縮短冷卻時 間就是提高成型效率。
注射時間
保壓時間
冷卻時間
開模時間
占整個周期的5%
相關時間 占整個周期的80%
占整個周期的15%
冷卻的基本原理
輻射散熱
對流散熱
散失到模板的熱量 A
如果模具的冷Baidu Nhomakorabea水道太长,在成型过程中,会使水温变化增大(入水口与出水口温度相差 很大)针对此问题,为保证冷却效果,加采用两个或两个以上独立水路.
相交水道通常采用以过盈配合方式插入镶件,使冷却液改变流向, 如果模具中成品的部分是以镶件方式镶入模板,其冷却水路的分布最好采用围绕镶件的的
方法. 型芯冷却水道的设置,
在模具结构中冷却水路通过模板与模板模板与型等等结合处会因结合存在配
合间隙产生冷却液泄漏现象为避免这一现象的发生通常采用”O”型圈对结合种实 行密封
在使用”O”型圈时模具结构应从以下原则考虑: 保证模板与镶件(模板与模板)之间有足够的正压力 冷却管与模具的连接
模具冷却水道的水嘴(出入水口)在模具中的正确位置 模具安装在注射机上后其冷却水道的水嘴(进出口)有能正对道注射机的拉杆以免 水管安装困难
塑胶模具冷却系统管理
塑模基础冷却系统
冷却系统 概述
热塑性塑料和部分热固性塑料注塑而成的过程,是将温度较高的熔融塑料, 通过高压注射过入温度较低的模具中,经过冷却因此从而得到所需要 的成品,制品应保证:最好的尺寸稳定性,最小的变形,最高的强度和韧 性,,最完美的外观,而在成型过程中,由于制品形状复杂,壁厚不均,充模 顺序不同等因素,使得注入模具形腔中的塑料固化时,不同的位置温度 不一样,,因此由于热交换而产生应力,这种应力会直接影响成品的尺寸 精度与外观,如何控制模具温度?得到高质量的成品,因此冷却系统设计 就成为模具设刘中的一个重要环节,
水路設計過程中應注意的几個問題
• 加強熱點的冷卻﹔避開冷點
所謂熱點就是肉厚相對較厚且不能充分散熱的區域。
冷却水道在模具中位置 冷却水道位置取决于于成品的形状和不同的壁厚,原则上冷却水道应设置在塑料自模具热
传导困难的地方,根据冷却系统的设计原则,冷却水道应围绕模具的成型的成品,且尽量排 列均匀一致.(由于顶出装置的影响,公模水路与线母模水路的排列不能完金一致) 模板冷却水道的设置 不少小型模具的型腔是直接在模板上加工而成的,对这类模具可以直接在模板上设置冷却 水道,在模板上设置冷却水道,同样应遵循冷却系统的设计原则,使冷却水道尽量靠近型腔 表面和尽量围绕型腔,使成品在成型过程中冷却均匀,
卻水管的熱傳導的影響。模具材料的性質﹐包括熱傳導率、冷卻水管和塑料表 面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內部溫度之差﹐也影響冷卻系統行為。水管 距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過近﹐會產生模 穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最 優化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。