18温度调节系统

11 1模具温度及塑料成型 11温度调节系统 模具温度 模温 是指模具型腔和型芯的表面温度 一 温度调节对塑件质量的影响 1 变形模具温度稳定 冷却速度均衡 可减小塑件的变形 对壁厚不一致和形状复杂的塑件 经常会出现因收缩不均匀而产生翘曲变形的情况 故须采用合适的冷却系统 使模具凹模与型芯的各个部位的温度基本保持一致 以便型腔内的塑料熔体能同时凝固 2 尺寸精度保持模温恒定 能减少制件成型收缩率的波动 提高塑件尺寸精度的稳定性 在可能的情况下采用较低的模温有助于减小塑件的成型收缩率 例如 对于结晶形塑料 因为模温较低 制件的结晶度低 可以降低收缩率 但结晶度低不利于制件尺寸的稳定性 从尺寸的稳定性出发 又需要适当提高模具温度 使塑件结晶均匀 3 力学性能结晶形塑料 结晶度越高 塑件的应力开裂倾向越大 故从减小应力开裂的角度出发 降低模温是有利的 但对于聚碳酸酯一类高黏度无定形塑料 其应力开裂倾向与塑件中的内应力的大小有关 提高模温有利于减小制件中的内应力 也就减小了其应力开裂倾向 为什么说缩短注射循环周期的冷却时间是提高生产效率的关键 因注射模中熔体从200 左右降低到60 左右 所释放的热量中约有5 以辐射 对流的方式散发到大气中 其余95 由冷却介质 一般是水 带走 模具的冷却时间约占整个注射循环周期的2 3 4 表面质量提高模温能改善制件表面质量 过低的模温会使制件轮廓不清晰并产生明显的熔接痕 导致制件表面粗糙度提高 二 温度调节对生产效率的影响 注射成型中 模具的冷却时间取决于冷却效果 即冷却水的流动状态 据资料表明 在湍流下的热传递比层流下的高10 20倍 模温过低 塑料流动性差 塑件轮廓不清晰 表面无光泽 热固性塑料则固化不足 性能严重下降 模温过高 易造成溢料粘模 塑件脱模困难 变形大 热固性塑料则过熟 模温不均 型芯型腔温差过大 塑件收缩不均 内应力增大 塑件变形 尺寸不稳定 三 模温与成型的关系 式中Q 模具与冷却系统之间所传递的热量 KJ 冷却通道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数 W m2 K A 冷却介质的传热面积 m2 m 模具成型表面的温度 w 冷却水的平均温度 t 冷却时间 s 11 2冷却回路的尺寸确定 1冷却水孔相对位置尺寸塑件平均壁厚2mmd 8 10 mm塑件平均壁厚 2 4 mmd 10 12 mm塑件平均壁厚 4 6 mmd 10 14 mmL 10 15 mmL1 1 2 dL2 3 5 d 1合理地确定冷却管道的中心距及冷却管道与型腔壁的距离 图 a 布置的冷却管道间距合理 保证了型腔表面温度均匀分布 图 b 开设的冷却管道直径太小 间距太大 型腔表面的温度变化很大 53 33 61 65 冷却管道与型腔壁的距离太大会使冷却效率下降 而距离太小又会造成冷却不均匀 根据经验 一般冷却管道中心线与型腔壁的距离应为冷却管道直径的1 2倍 冷却管道的中心距约为管道直径的3 5倍 11 3常见冷却系统的结构 2当制件壁厚均匀时 应尽可能使所有的冷却管道孔到各处型腔表面的距离相等 图10 13 当塑件壁厚不均匀时 在厚壁处应开设距离较小的冷却管道 图10 14 3应加强浇口处的冷却 熔体充模时 浇口附近的温度最高 一般来说 距浇口越远 温度越低 浇口附近应加强冷却 将冷却回路的入口设在浇口处 冷却水首先通过浇口附近 图10 15 a 侧浇口冷却回路的布置 b 多个点浇口冷却回路的布置 4 应避免将冷却管道开设在塑件熔合的部位 当采用多浇口进料或者型腔形状复杂时 多股熔体在汇合处将产生熔合纹 在熔合纹处的温度一般较其他部位的低 为了不致使温度进一步下降 保证熔合质量 应尽可能不在熔合纹部位开设冷却管道 5 注意水管的密封问题 以免漏水 冷却管道应避免穿过镶块 否则在接缝处漏水 若必须通过镶块时 应加设套管密封 6冷却水道出 入口温差应尽量小 如果冷却水道较长 则入水与出水的温差就较大 这样就会使模具的温度分布不均匀 图6 8钻孔式水道系统 11 3 2常见冷却系统的