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注塑模具的温度对注塑工艺的影响到底有多大呢

作者:jcmp      发布时间:2021-04-24      浏览量:0
1、注塑模具的热平衡控制注

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模温机来带走。模具的热平衡可以被描述为:P=Pm-Ps。式中P为模温机带走的热量;Pm为塑料引入的热量;Ps为模具散发到大气的热量。


2、有效控制模具温度的预备条件温度控制系统由模具、模温机、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。


其次是模温机必须能够使导热流体的温度恒定在1℃-3℃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。



3、工作原理模温机由水箱、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。

如果模温机在生产中,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。


4、模温机的种类是根据使用的导热流体(水或导热油)来划分的。用运水式模温机通常最大出口温度95℃。用运油式模温机用于工作温度≥150℃的场合。通常情况下,带有开口水箱加热的模温机适于用水温机或油温机,最大出口温度为90℃至150℃,这种模温机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。

除此之外,还有一种强制流动的模温机,出于安全因素,这种模温机设计工作温度为150℃以上,使用导热油。为了防止模温机加热器里的油过热,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。


5、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。模温机的作用就是保持温度恒定在θ2min和θ2max之间,也就是说防止温度差△θw在生产过程或间隙上下波动。


注塑时塑胶产品的冷却主要靠模具冷却水路来完成,但传统冷却水路是通过铣床等机加工工艺制造,水路只能为圆柱形直孔,无法完全贴近注塑件表面,冷却效率低且冷却不均匀,导致注塑周期长、产品变形量大。

随形水路可以为任意形状、任意截面,通过改变形状和截面使随形水路均匀布置,提升的冷却效果。而3D打印技术通过层层制造的方式加工内部复杂流道,是实现此类结构的有效加工手段。采用3D打印技术制造的主要部件是成型零件和冷却系统,不仅简化了制造工艺,同时也方便了随形冷却水道的设计,提高了设计的效率,随形性更为理想,可以更好的减少缺陷。

图片来源于百度


案例分享


1、汽车水杯架

存在的问题:生产周期长,翘曲变形

冷却面积:增加4倍

传统模具注塑周期:78S

随形冷却模具注塑周期:42S

翘曲变形:减小57.5%

2、路由器壳体

存在的问题:生产周期长

传统模具冷却时间:15S

随形冷却模具冷却时间:6.7S


3、路由器壳体

存在的问题:生产周期长,四角容易发生翘曲变形

传统模具冷却时间:78.7S

随形冷却模具冷却时间:41.9S

翘曲变形:减小23%


4、灯罩

存在的问题:生产周期长,部分地区散热不足导致翘曲变形

传统模具冷却时间:9.4S

随形冷却模具冷却时间:6.5S

翘曲变形:减小5%


5、扇叶轮

存在的问题:生产周期长

传统模具冷却时间:43.5S

随形冷却模具冷却时间:32.1S


6、风扇叶片


来源:模具人杂志、光韵达演讲PPT



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