加热器在热流道注塑模具中的应用.doc

加热器在热流道注塑模具中的应用加热器的作用就是用来加热或冷却模具并保持它的工作温度，保证注塑件品质稳定和优化加工时间。加热器分水温机和油温机两种。在注塑工业中，模具的温度对注塑件的质量和注塑时间有着决定性的作用。本文将从以下七方面说明加热器在注塑模具中的应用要点：注塑模具的热平衡；控制模具温度的目的和模具温度对注塑件的影响；有效控制模具温度的预备条件；加热器；导热流体；加热器的优点和经济性。1、注塑模具的热平衡控制注塑机和模具的热传导是生产注塑件的关键。模具内部，由塑料（如热塑性塑料）带来的热量通过热辐射传递给材料和模具的钢材，通过对流传递给导热流体。另外，热量通过热辐射被传递到大气和模架。被导热流体吸收的热量由加热器来带走。模具的热平衡可以被描述为：PPmPs。式中P为加热器带走的热量；Pm为塑料引入的热量；Ps为模具散发到大气的热量。 2、控制模具温度的目的和模具温度对注塑件的影响注塑工艺中，控制模具温度的主要目的一是将模具加热到工作温度，二是保持模具温度恒定在工作温度。以上两点做的成功的话，可以把循环时间最优化，进而保证注塑件稳定的高质量。模具温度会影响表面质量，流动性，收缩率，注塑周期以及变形等几方面。模具温度过高或不足对不同的材料会带来不同的影响。对热塑性塑料而言，模具温度高一点通常会改善表面质量和流动性，但会延长冷却时间和注塑周期。模具温度低一点会降低在模具内的收缩，但会增加脱模后注塑件的收缩率。而对热固性塑料来说，高一点的模具温度通常会减少循环时间，且时间由零件冷却所需时间决定。此外，在塑胶的加工中，高一点的模具温度还会减少塑化时间，减少循环次数。 3、有效控制模具温度的预备条件温度控制系统由模具、加热器、导热流体三部分组成。为了确保热量能加给模具或移走，系统各部分必须满足以下条件：首先是在模具内部，冷却通道的表面积必须足够大，流道直径要匹配泵的能力（泵的压力）。型腔中的温度分布对零件变形和内在压力有很大的影响。合理设置冷却通道可以降低内在压力，从而提高了注塑件的质量。它还可以缩短循环时间，降低产品成本。其次是加热器必须能够使导热流体的温度恒定在13的范围内，具体根据注塑件质量要求来定。第三是导热流体必须具有良好的热传导能力，最重要的是，它要能在短时间内导入或导出大量的热量。从热力学的角度来看，水明显比油好。 4、工作原理加热器由水箱、加热冷却系统、动力传输系统、液位控制系统以及温度传感器、注入口等器件组成。通常情况下，动力传输系统中的泵使热流体从装有内置加热器和冷却器的水箱中到达模具，再从模具回到水箱；温度传感器测量热流体的温度并把数据传送到控制部分的控制器；控制器调节热流体的温度，从而间接调节模具的温度。如果加热器在生产中，模具的温度超过控制器的设定值，控制器就会打开电磁阀接通进水管，直到热流液的温度，即模具的温度回到设定值。如果模具温度低于设定值，控制器就会打开加热器。 5、加热器的种类是根据使用的导热流体（水或导热油）来划分的。用运水式加热器通常最大出口温度95。用运油式加热器用于工作温度150的场合。通常情况下，带有开口水箱加热的加热器适于用水温机或油温机，最大出口温度为90至150，这种加热器的主要特点是设计简单，价格经济。在这种机器的基础上又衍生了一种使用高温水温机，其可允许的出口温度为160或更高，由于在温度高于90的时候，水的热传导性比同温度下的油好很多，因此这种机器有着突出的高温工作能力。除次之外，还有一种强制流动的加热器，出于安全因素，这种加热器设计工作温度为150以上，使用导热油。为了防止加热器加热器里的油过热，该机使用了强制流动泵送系统，且加热器由一定数量的的管子堆叠组成，管子里有装有翅片的加热元件用于导流。 6、控制模具内的温度各点不均匀，也和注射周期中的时间点有关。在注射以后模腔的温度升到最高，这时热的熔体碰到模腔的冷壁，当零件移走后温度降到最低。加热器的作用就是保持温度恒定在2min和2max之间，也就是说防止温度差w在生产过程或间隙上下波动。以下的几种控制方法适用于控制模具的温度: 控制流体温度是最常用的方法，且控制精度可以满足大多数情况要求。使用这种控制方法，显示在控制器的温度和模具温度并不一致；模具的温度波动相当大，因为影响模具的热因素没有直接测量和补偿 这些因素包括注射周期的改变，注射速度，熔化温度和室温。其次就是模具温度的直接控制。该方法是在模具内部装温度传感器，这在模具温度控制精度要求比较高的情况下才会采用。模具温度控制的主要特点包括：控制器设定的温度与模具温度一致；影响模具的热因素可以直接测量和补偿。通常情况下，模具温度的稳定性比通过控制流体温度更好。此外，模具温度控制在生产过程控制中的重复性较好。第三是联合控制。联合控制是上述方法的综合，它能同时控制流体和模具的温度。在联合控制中，温度传感器在模具中的位置极其重要，放置温度传感器时，必须考虑形状、结构及冷却通道的位置。另外，温度传感器应被放置在对注塑件质量起决定性作用的地方。连接一个或多个加热器到注塑机控制器上有很多途径。从操作性、可靠性和抗干扰考虑最好使用数字接口，如RS 485。在控制单元和注塑机之间可以通过软件传递信息。加热器还可以自动控制。 7、加热器的配置与使用加热器的配置应根据加工的材料，模具的重量，要求的预热时间和生产率kg/h来综合判定。当使用导热油时，操作者必须遵守这样的安全规定：不要把加热器放在靠近热源火炉的地方；接头使用有锥度的防漏和具有耐温耐压的软管或硬管；定期检查温度控制回路加热器，接头和模具有无泄露，功能是否正常；定期更换导热油；应当选用人工合成油，热稳定性好，结焦倾向小。在加热器的使用上，选择合适的导热流体极为关键。用水作导热流体经济，干净，使用简便，一旦温度控制回路如软管联结器泄漏，流出来的水可直接排放到下水道。但用水作导热流体水也有缺点：水的沸点低；根据水的组成，可能会腐蚀和结垢，引起压力损失增大和模具和流体之间的热交换效率下降等等。在使用水作为导热流体时