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技術(shù)文章
注塑冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)則
點(diǎn)擊次數(shù)：1976 發(fā)布時(shí)間：2012-8-13
在注塑成型模具中，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。這是因?yàn)槌尚退芰现破分挥欣鋮s固化到一定剛性，脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形。由于冷卻時(shí)間占整個(gè)成型周期約70%～80%，因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng)可以大幅縮短成型時(shí)間，提高注塑生產(chǎn)率，降低成本。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)會(huì)使成型時(shí)間拉長(zhǎng)，增加成本；冷卻不均勻更會(huì)進(jìn)一步造成塑料制品的翹曲變形。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)，由熔體進(jìn)入模具的熱量大體分兩部分散發(fā)，一部分有5%經(jīng)輻射、對(duì)流傳遞到大氣中，其余95%從熔體傳導(dǎo)到模具。塑料制品在模具中由于冷卻水管的作用，熱量由模腔中的塑料通過(guò)熱傳導(dǎo)經(jīng)模架傳至冷卻水管，再通過(guò)熱對(duì)流被冷卻液帶走。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱量則繼續(xù)在模具中傳導(dǎo)，至接觸外界后散溢于空氣中。
注塑成型的成型周期由合模時(shí)間、充填時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間及脫模時(shí)間組成。其中以冷卻時(shí)間所占比重zui大，大約為70%～80%。因此冷卻時(shí)間將直接影響塑料制品成型周期長(zhǎng)短及產(chǎn)量大小。脫模階段塑料制品溫度應(yīng)冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度，以防止塑料制品因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的松弛現(xiàn)象或脫模外力所造成的翹曲及變形。
影響制品冷卻速率的因素有：
塑料制品設(shè)計(jì)方面。主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大，冷卻時(shí)間越長(zhǎng)。一般而言，冷卻時(shí)間約與塑料制品厚度的平方成正比，或是與zui大流道直徑的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍，冷卻時(shí)間增加4倍。
模具材料及其冷卻方式。模具材料，包括模具型芯、型腔材料以及模架材料對(duì)冷卻速度的影響很大。模具材料熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，單位時(shí)間內(nèi)將熱量從塑料傳遞而出的效果越佳，冷卻時(shí)間也越短。
冷卻水管配置方式。冷卻水管越靠近模腔，管徑越大，數(shù)目越多，冷卻效果越佳，冷卻時(shí)間越短。
冷卻液流量。冷卻水流量越大（一般以達(dá)到紊流為佳），冷卻水以熱對(duì)流方式帶走熱量的效果也越好。
冷卻液的性質(zhì)。冷卻液的粘度及熱傳導(dǎo)系數(shù)也會(huì)影響到模具的熱傳導(dǎo)效果。冷卻液粘度越低，熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，溫度越低，冷卻效果越佳。
塑料選擇。塑料的是指塑料將熱量從熱的地方向冷的地方傳導(dǎo)速度的量度。塑料熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，代表熱傳導(dǎo)效果越佳，或是塑料比熱低，溫度容易發(fā)生變化，因此熱量容易散逸，熱傳導(dǎo)效果較佳，所需冷卻時(shí)間較短。
加工參數(shù)設(shè)定。料溫越高，模溫越高，頂出溫度越低，所需冷卻時(shí)間越長(zhǎng)。
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)則:
所設(shè)計(jì)的冷卻通道要保證冷卻效果均勻而迅速。
設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。
設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)——冷卻孔的位置與尺寸、孔的長(zhǎng)度、孔的種類、孔的配置與連接以及冷卻液的流動(dòng)速率與傳熱性質(zhì)。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)，由熔體進(jìn)入模具的熱量大體分兩部分散發(fā)，一部分有5%經(jīng)輻射、對(duì)流傳遞到大氣中，其余95%從熔體傳導(dǎo)到模具。塑料制品在模具中由于冷卻水管的作用，熱量由模腔中的塑料通過(guò)熱傳導(dǎo)經(jīng)模架傳至冷卻水管，再通過(guò)熱對(duì)流被冷卻液帶走。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱量則繼續(xù)在模具中傳導(dǎo)，至接觸外界后散溢于空氣中。
注塑成型的成型周期由合模時(shí)間、充填時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間及脫模時(shí)間組成。其中以冷卻時(shí)間所占比重zui大，大約為70%～80%。因此冷卻時(shí)間將直接影響塑料制品成型周期長(zhǎng)短及產(chǎn)量大小。脫模階段塑料制品溫度應(yīng)冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度，以防止塑料制品因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的松弛現(xiàn)象或脫模外力所造成的翹曲及變形。
影響制品冷卻速率的因素有：
塑料制品設(shè)計(jì)方面。主要是塑料制品壁厚。制品厚度越大，冷卻時(shí)間越長(zhǎng)。一般而言，冷卻時(shí)間約與塑料制品厚度的平方成正比，或是與zui大流道直徑的1.6次方成正比。即塑料制品厚度加倍，冷卻時(shí)間增加4倍。
模具材料及其冷卻方式。模具材料，包括模具型芯、型腔材料以及模架材料對(duì)冷卻速度的影響很大。模具材料熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，單位時(shí)間內(nèi)將熱量從塑料傳遞而出的效果越佳，冷卻時(shí)間也越短。
冷卻水管配置方式。冷卻水管越靠近模腔，管徑越大，數(shù)目越多，冷卻效果越佳，冷卻時(shí)間越短。
冷卻液流量。冷卻水流量越大（一般以達(dá)到紊流為佳），冷卻水以熱對(duì)流方式帶走熱量的效果也越好。
冷卻液的性質(zhì)。冷卻液的粘度及熱傳導(dǎo)系數(shù)也會(huì)影響到模具的熱傳導(dǎo)效果。冷卻液粘度越低，熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，溫度越低，冷卻效果越佳。
塑料選擇。塑料的是指塑料將熱量從熱的地方向冷的地方傳導(dǎo)速度的量度。塑料熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，代表熱傳導(dǎo)效果越佳，或是塑料比熱低，溫度容易發(fā)生變化，因此熱量容易散逸，熱傳導(dǎo)效果較佳，所需冷卻時(shí)間較短。
加工參數(shù)設(shè)定。料溫越高，模溫越高，頂出溫度越低，所需冷卻時(shí)間越長(zhǎng)。
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)則:
所設(shè)計(jì)的冷卻通道要保證冷卻效果均勻而迅速。
設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。
設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)——冷卻孔的位置與尺寸、孔的長(zhǎng)度、孔的種類、孔的配置與連接以及冷卻液的流動(dòng)速率與傳熱性質(zhì)。