模具的温度控制

模具的溫度控制溫度控制的必要性在射出成形中,射出於模具內之熔融材料溫度,一般在150~350℃之間,但由於模具之溫度一般在40~120℃之間,所以成形材料所帶來的熱量會逐漸使模具溫度升高。另一方面,由於加熱缸之噴嘴與模具之注道襯套直接接觸,噴嘴處之溫度高於模具溫度,亦會使模具溫度上升。假使不設法將多餘之熱量帶走,則模具溫度必然繼續上升,而影響成型品的冷卻固化。相反地,若從模具中帶走太多的熱量,使模具溫度下降,亦會影響成型品的品質。故不管在生產性或成型品的品質上,模具的溫度控制是有其必要性的。茲分述如下：就成形性及成形效率而言模具溫度高時,成形空間內熔融材料的流動性改善,可促進充填。但就成形效率(成形週期)而言,模具溫度宜適度減低,如此,可縮短材料冷卻固化的時間,提高成形效率。就成型品的物性而言通常熔融材料充填成形空間時,模具溫度低的話,材料會迅速固化,此時為了充填,需要很大的成形壓力,因此,固化之際,施加於成型品的一部份壓力殘留於內部,成為所謂的殘留應力。對於PC或變性PPO之類硬質材料,此殘留應力大到某種程度以上時,會發生應力龜裂現象或造成成型品變形。PA或POM等結晶性塑膠之結晶化度及結晶化狀態顯著取決於其冷卻速度,冷卻速度愈慢時,所得結果愈好。由上可知,模具溫度高,雖不利於成形效率,但卻常有利於成型品的品質。就防止成型品變形而言成型品肉厚大時,若冷卻不充分的話,則其表面發生收縮下陷,即使肉厚適當,若冷卻方法不良,成型品各部分的冷卻速度不同的話,則會因熱收縮而引起翹曲、扭曲等變形,因而需使模具各部分均勻冷卻。溫度控制的理論要素模具的溫度調整,對成型品的品質、物性及成形效率大有影響,冷卻孔的大小與其分佈為重要的設計事項。熱在空氣中,主要藉輻射和對流來傳播,在固體或液體中主要藉傳導來傳播。固體的熱傳導也因物質的不同而有所差異,而且不同物質的交界處也有界膜傳熱係數。在液體中,熱的傳導因傳熱管的大小、流速、密度、黏度等而異,熱計算公式很複雜,需要很多假定,不易求解。但最近由於電腦的發展等已容易計算,可行理論解析。模具溫度控制所需的傳熱面積熔融材料的熱量約5%,因輻射或對流而喪失於空氣中,95%傳導於模具。假定材料帶入的熱量全部傳播到模具,其熱量為Q。則Q=s×g×[Cp×(T1-T2)+L](kCal/hr)s：每小時的射出數(次/hr)气g乌依：每锻次射炉出材迎料的它重量像(k壮g/诊次)加Cp禾：凉材料药的比薪熱(镇kC阵al誉/k两g．绢℃揪)州T版1破：骡材料共的溫标度(匀℃倘)攀T乓2肠：哥取出哀時的火成型湖品溫肺度,或及模跪具溫脑度(禾℃辟)紫L慧袖：熔样解潛龙熱(倾kC绍al楼/k微g)横現設吐讲Cp眉(筐T若1磨-T终2地)绣+家L磁=浩坦α碰药群岭s迹×数g喝=迈m皮則坚啄Q与=输m胜井×α江(猪kC式al馒/h季r)私m浓：倍每小距時射距出於理模具踩的材膨料數博量堡α启：摔材料渐1k赌g的圆全熱柳量惹所謂她熔解沫潛熱熄是材萄料的萝相變脚化產删生的鞠熱量责,亦拉即材截料從特液體歌變成灶完全浪固體剩時,攻從材谣料放份出的充熱量巨。以蔬單位谣重量锅表示要。表削1泼所示漫為各撤種材室料在繁成形忘條件茧下,松1k长g材张料的去全熱庆量。在熱量减Q甜從模搏具傳骑道冷浙媒,喇此時正冷卻远管的博傳熱婚面積夹為潜A梅,則拢谎粉兵稿醒Q照A残=榆针惜项督提落教读篇却案季(m窗2诞)顾觉免研耕伯策瑞轧h毁w乌×Δ帅T晶表1誓妙各垃種材畏料在明成形挤溫度隐條件继下的猛全熱做量拆(單辜位：区kc沙al养/k汉g)滩成形写材料猾α辜(k逢Ca澡l/嚼kg烛)居成形腐材料佩α坚(k胶Ca悦l/典kg葡)伐PE鞭(危低密霜度)础PE浮(撕高密汉度)式PP捏PS攻耐秧国塘杯隆丽13陆8.训9~探16腾6.遥7棵16高6.咏7~厉19厘4.子4今13劳8.游9~油16追6.腊7衫66具.7绩~8咽3.下3泳16蛾6.引7~困19伤4.苍4蜘AB诉S战AS寿聚縮抽醛殃PV躲C薄CA熔CA闻B跌77酿.8累~9额4.邪4崭66禾.7曾~8伤3.点3穴10鹿0稍50厌68虎.9济61标.7此A股煎际：傳堵熱面许積(牛m书2仙)扩h菌w绿：卻务管的永界膜犬傳熱捞係數球(k婶Ca寿l／锯m犯2袖．h雷r．栏℃头)税Δ易T旱：蚂模具棕與冷泰媒的陡平均棋溫度乱差(似℃赶)宁吗冷卻纪管的抄界膜挥傳熱雁係數越h蠢w是在冷絮卻水倡流的魄場合屑為樱λ敏d前v美e品绞喂站栗Cp燥扭×μ驼0.辩3臣h斥w炊=许串贺眠(腰最事纠)喘岁卫(败算慢礼济掩)偷字挡华茶(嗓kC法al鹊/m胳2时．h寸r．朽℃衡)桃d驰棕疼王μ姿λ雪λ华党觉：标冷媒役的熱靠傳導雾率(蜓kc葵al免/m逆．h却r．淋℃轰)体d着挖容：凡管徑壮(m喝)家v防队到：隐流速作(m胳/h缎r)结e屡条锹：删密度女(k事g/痕m者3煎)鲜μ黑：涛黏度赏(k完g/效m．井hr攀)组Cp贸谷毙廉：丘比熱屡(k隆ca巩l/颂kg属．偷℃参)层冷卻剥用水断量摇在成优形作此業中台為了揉控制顷模具载溫度斤,經柿常在物模具剥內設庆有冷销卻水鄙管,高但其爱入水恋溫度泊與出替水溫庆度及脊冷卻库水量牧等必好須詳蹄加考湖慮,塑為了说再利仓用或贡循環维模具粪送出旗的溫饥水,哪須選许定冷出卻水丸溫度柔調整悟機或隐熱交杯換機临降低亚入水附溫度王。若砖入水嫩溫度裙與出工水溫棚度之祝差太谦大時悦,亦裳即冷画卻水叔奪走帐模具朽中的范熱量上太多抬,則往不利膜於模竿具的默溫度阴分布含,而筋影響蚁成型胳品的诞品質题,此氧時,溉宜增垒快流倘速或袋增高荡注入兰壓力似,或粱增加跪流量妹。表吐2(兵後面锁字看存不清刮)初表2霉振冷卻棍水义的界船限循循環水忆流趟路柱直显徑六(m夹m刘)借流砌舟玻期量议(m晚3楼/m赛in秩)奏流匀狡赖量宜(l露/m婚in俱)额8军0.陪00全38台3.加8忙11翻0.贤00惕95换9.怨5锤19浪0.道03稻8光38岸24址0.救07张6冒76造一般架帶入咳模具质的熱帆量藉解冷卻晋水帶票出模讲具外婶的水汉量可凶計算胳如下从：衡丈敢变延m蛋启α勤引w既=就或陶末K徒(惊T故3傅-居T戒4孔)哭涌w望舰：每胡小時繁流出奋的冷妥卻水铃量(班kg西/h色r)超m费从：兴每小埋時射便入於拢模具鞋的材筑料重鱼量鼓(k膛g/类hr旷)殊α拿式：椒材料贡1k剩g的奉全熱送量(师表5亚.锤5)动终K用赢：水害的熱钢傳導棚效率天盒T吧3李塑：钩出水忧溫度庄(圆℃券)冬驴T蒸4厘俘：引入水疤溫度翠(唤℃苹)胀K值隔之決孟定：破唇冷卻慧水管畜在型去模板邪中或郑心型拨中時怀拉罢作K述=0泪.6歪4朽孙冷卻螺水管脸在固布定側推固定饼板或茶承板访中時另双K究=0园.5疼0加跨歇使面用銅鲜管之械冷卻经水管算時脆准帆锦笼孝姨梦K=茅0.植10功模具护加熱鉴器能璃量启加熱超流道伸模具位之加赢熱流强道件窗通常钟使用械插入记式加花熱器尖來控柿制其麻溫度份。非冈加熱胀流道惠模具信在成害形高纸融點秋材料刺或肉速厚較惨厚、革流動重距離糠長、啦面積艺大之赏成型苗品時逆,經移常需殿將模拉具加旧熱,称此時收亦可智使用丹加熱帝器將侮模具涝加熱夺已利案成形铁。加卸熱器累之能歇量可领計算代如下侄,現铸設加倒熱的妇材質瓜為高构碳剛跟,比江熱0浮.1触15个kC访al续/k罗g。锁則TW仇P冻=誉攀偶合8辅60诉n芹P泼驱：每狐小時扶所需万電力驳(K诱W/截hr伍.)烧T吸孝：模若具溫推度或汉加熱贫流道乱件溫危度(仿℃币)碑W掠缸：模柳具重采量或油加熱如流道捆件重拨量(钩kg要)基遗n理杆：效迟率(率%)挡蜻此式缓所需乞溫度幅上升链起點竟以0均℃刷作基副準,奋而且盐加熱蕉器之季密接积度,漆絕熱腾材之烘絕熱考效果罢依情折狀而贝異,恐n值津以5带0%状計。驼模具售的冷壮卻和室加熱虎一般滋模具确,通延常以籍常溫缝的水样來冷吊卻,乞其溫宿度控击制藉鱼水的央流量古調節嘱,流苍動性届好的我低融殃點材隆料大艇都以德此方妻法成齿形。仁但有缎時為但了縮芽短成今形週择期,亭須將仅水再脸加以提冷卻必。小燕型成筒型品李的射愚出時乞間,够保壓够時間贸都短族,成械形週掘期取辞決於仆冷卻秋時間浮,此掘種成挡行為映了提锯高效幻率,树經常锅也以恩冷水饲冷卻鉴,但榴用冷青水冷跳卻時亲,大怎氣中婚的水帅分會遵凝聚尼於成茫形空锯間表出面,救造成察成型站品缺辞陷,承須加丢以注瞒意。幕成形姜高融骂點材蜜料或蹄肉厚感較厚蒜,流玉動距璃離長元的成会型品恶,為棍了防歌止充即填不掠足或呼應變洪的發尝生,擦有時云對水悔管通墓溫水券。成利形低较融點衰成形惕材料拍時,摩成形婆面積沉大或逃大型牧成型径品時端,也错會將朝模具趋加熱并,此线時用爱熱水唱或熱仁油,价或用荣加熱焦器來氧控制奉模具腔溫度羽。模轮具溫彼度較制高時笑,需连考慮要模具岩滑動得部位兽的間勿隙,沟避免萝模具倡因熱刊膨脹其而作冈動不哭良。前一般租中融狭點成绝形材罩料,瑞有時齿因成离型品漠的品抽質或绿流動衡性而枪使用授加熱气方式丸來控核制模稍具溫倒度,室為了劈使材嫁料固说化為狐最終矿溫度烤均勻中化,棒使用坐部分铃加熱咐方式舞,防组止殘乔留應证變。唤以上丹所述产,模颈具的收溫度壳控制嘴是利绝用冷俊卻或豆加熱晕的方仙式來蓄調整困的。询冷卻两管路圈的分垫佈咐欲班提高草成形晴效率鱼,獲后得應栗變少筹的成曲型品片時,玉模具落構造港須能东對應非於成我形空酷間的厌形狀符或肉缓厚,券進行巡均勻白的高偷效率速冷卻宇。在按模具澡加工耀冷卻告管路享時,竞管路蛾的數糠目、卵大小劫及配组置極番其重们要。狼如圖铁1(壤a)匪(b俗)所墨示,望相同扑的成熄形空撕間,凤加工治相近宇的大民冷卻卷管路挑或加饿工遠紫離的键小冷笋卻管咽路,景探討阳熱的锡傳導甜路徑觉。現夫在大庭管路源通入么59补.8努3茂℃拍的水就,小吧管路疏通入割45辞℃哨的水级,求谈溫度围斜度齐,連遣結等潜溫曲旗線,诸即得剂圖1微(c汽)(音d)旋,可朱見模泼具成栏形空墓間表裕面的油溫度乳分佈给,大熊管路竟是每问週期扫有6膊0~金60扫.0欺5遗℃茅的溫愿度變玩化,俯而小揭管路解,則兵有5认3.斜33考~6锹0档℃研的溫席度變迅化。阴(跳a)冲誉嘱蔑隐顾呢泊歼回蛾缸僵订休晴战阁(c南)肿(b奸)绩杰男拦撑疏叛妥晴跌辛饱出议尚恭处(休d)粪圖1完棉熱傳留路徑脾與溫胸度變霉化曲核線其模具李成形陶空間偏表面细的溫衔度分纲佈,浊因水嚷管的普大小今、配邀置、茶水溫铜而異冲,上山示圖执(d悉)之偶6.而67踏℃瓜(6退0~如53词.3深3)程溫度真差在剂某一部成形岔條件惧上也填許充条分,盟但殘征留之傲內部利應力崭,對煤尺寸昂精度滔高的烟成型掏品,游可能警造成塞成形知應變牙或經绞時變循化。势熱傳停導率谜愈高战時,红傳導秤效率拜愈好篮,容劣易控候制及谁排除终熱量兼。亦饼即熱锦傳導燕率愈国高時旦,模形具成赶形空凳間的勿表面挎溫度愈變動孟少,诊傳導价率低著時,迎表面遥溫度组變化吹大。青通常禾熔融犹材料赖充填瓶成形垮空間睁時,跨澆口舒附近份溫度戏高,短離澆在口愈霜遠處刘的溫块度愈骡低。贺若將夺成型准品分检割成乒若干架部份某,則似該部庆份的为熱量劈正比滨於體迅積。撕一般恳對冷情卻系杜統的骑設置琴需考责慮下送列原挽則：烦冷卻愚管的灵口徑份、間荒隔以基及至陡成形觉空間怖表面认的距响離,约對模服具溫柴度的间控制宵有重螺大影雾響,冠這些污關係言比的纤最大液值如评下,顾如冷前卻管万口徑哑為1毅時,汤管與青管的参間隔覆最大闭值為辉5,御管與尼成形动空間遍表面鸦的最冲大距迟離為浇3。称再者返,成厅型品版肉厚全較厚比處比赖肉厚逗較薄垫處,冠冷卻另管必速須縮挠小間营隔並注且較辛接近评成形伟空間脸表面窗。睛為保舟持模努具溫租度分荡佈均析勻,缎冷卻匹水應蚂先從堪模具骄溫度哀較高叼處進兴入,狮然後裁循環突至溫贯度較欲低處绸再出核口。率通常艰注道他、澆督口附娇近的鄙成形爆材料织溫度平高,规所以蜡通冷降水,握溫度体低的播外側厨部份赏,則导循環浑熱交革換的压溫水融,此蜡循環燥系統云的管拨路連碌接,薪是在织模具粥內加价工貫怠穿孔煤,在郑模具再外連边接孔乎與孔泄。珍成形尸PE吹等收绩縮大程的材培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