2.模塑材料
模塑材料的传热效果,对冷却时间具有重大影响。
塑料熔体带入模腔的热量,以热传
导形式被冷却水带出模外,这就需要时间。
但是塑料的导热系数 K 值和热扩散系数 K 值( K
= K/CPQ( K 为导热系数,Cp 为比热容,Q 为密度) ) 都很低,可用填充、改性或加入填料的
方法加以改善。
3.冷却回路分布
为使模具表面温度均匀,型腔与冷却回路的分布状态,也就是距离和间隔问题,值得
重视,要求冷却回路输出热量和塑料熔体带入的热量成比例关系。冷却回路通常按制件形状
及所需温度分为
: 直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、涡旋式、平面 U 形弯曲式、垂直 U 形弯
曲式、喷射式
( 扩散管式) 、隔离板式( 挡板式) 。 又可按流量和回路数目分为直列冷却和并列
冷却
; 按模具内是否装入镶拼件还可分为直接冷却和间接冷却,但后者是以分割套匣组合而
成,所以不能完全密封,冷却效率当然不及直接冷却佳。注塑成形是瞬时完成的,理想的情
况是进行迅速而均匀的冷却,但在实际上,塑料熔体从浇口到型腔各点温度均在陆续下降。
在许多情况下由于成形件的形状,特别是壁厚不均导致冷却不均匀。
应按实际情况,相应
地设置冷却回路,可用后面提到的电模拟方法进行实验、调整。
另外,对于散热困难的型芯
要设置有效的冷却回路。
如对细小型芯可采用导热性好的铍铜导热棒以及热管等进行冷却。
4.模具温度
近年来,由于温度调节器、冷冻器的普及,在很多情况下,已不用室温的水为冷却液,
按塑料的不同种类,分别选用不同温度冷却液。
在这种情况下,要很好地掌握环境温度、冷
却液温度,塑料变形温度等三个重要因素。
当模具温度与环境温度有较大差异时,要设置
与制品形状相适应并使整个模具维持一定温度
( 或保温) 的冷却回路,以防止模具本身因热
膨胀而发生变形、翘曲等。可以看出,在设计模具时,应充分考虑各种影响因素,尽可能对
设计加以优化。
注塑模具冷却分析软件可以更好地帮助做到这一点
5.冷却液温度及流动状态
根据均匀冷却的考虑,冷却水在出、入口处的温差小为好。
一般希望控制在 5
℃以下,
而精密成型模具、多腔模具要控制在
2~ 3
℃以下。 回路长度在 1。 2~1。 5m 以下增加回路
数可以增大流量,减少压力损失,提高传热效率。显然,回路中的冷却水湍流比层流有更好
的冷却效果,在湍流下的热传递比层流高
10~20 倍。 由于雷诺准数 Re= vdQ/ L( v 为冷却水
流速,
d 为冷却流道直径,Q 为冷却水密度,L 为冷却水粘度) ,当冷却水在管道内流速 v
增加到某值时,
Re> 104 ,达到稳定湍流,再增加冷却水流速,其传热效率并无明显提高。
但当其它条件不变,使用过冷水冷却,其粘度
L 增加,当 L 增大到一定程度时,Re<
2300,便处于层流状态,从而大大降低了热传递。 在大多数情况下,用于冷却模具的入口
水温要高一些
( 一般以 10~18
℃为宜) 。
6.制件厚度
一般制件越厚,其传热阻力越大,热量导出的难度就越大、越慢,因此,相应的所需冷
却时间越长。
通常来说冷却时间与制件厚度平方成正比关系。
四、结束语
本文从模具材料、
.模塑材料、冷却回路分布、模具温度、冷却液温度及流动状态、制件厚
度等来分析其对模具冷却的影响,当然影响模具冷却时间的因素还有很多,以上分析的是
几个常见而主要的因素,要想精确把握模具冷却时间还需要分析很多细小的方面,本文可
为模具实际的生产提供些参考和借鉴。
参考文献
[1]孙桂兰,杜宏明. 基于 Moldflow 的风扇叶注塑模具冷却系统的设计及分析[J]. 机
械
,2013,01:22-26.