机械 模具 外文翻译 外文文献 英文文献 注射模具中热量控制评估.doc

注射模具中热量控制评估 B. A. McCalla1, P. S. Allan*1 and P. R. Hornsby2 摘要： 注射模具的热量控制和管理对于获得最佳的生产工艺来说是一个重要的条件。本文介绍的是一个关于传统的模具冷却和一个称为“间歇冷却技术”的新技术的对比调查报告。间歇冷却技术的原则是：是在注射成型周期中利用冷却介质流量的间歇性来精确控制模具型腔表面的温度。 一个测量型腔压力，型腔表面温度和模具背面温度测量的仪表是用来对本课题进行研究的。结果表明，传统的冷却方法和“间歇冷却技术”的对比中，聚丙烯（PP），聚碳酸酯以及填充的铝粉的滑石粉起着重要作用。当使用“间歇冷却技术”而未填充聚丙烯（PP）时比传统的冷却技术多22%的时间。 关键词：注塑、模具冷却、脉冲冷却、模具温度控制 引言： 注射模具温度控制系统的目的是使型腔表面温度循环保持一致，而这在注射模具中是必须的。型腔表面温度的周期变化可以导致性能的变化，如：收缩、内应力、变形和表面质量的保证。冷却系统的效率是主要因素 将影响整个周期时间，因为模具从注射温度冷却的可以开模的温度是成型周期中时间最长的。模具材料的热性能、冷却通道的设计,铸件壁厚,冷却介质的属性都将影响成型效率。众多的产品设计采用热塑性材料来提高冷却效率。比如：（1）具有高导热系数的铍铜已用于制造模具镶件。（2）正形的冷却通道已用来实现复杂模具零件的均匀散热。（3）冷却探头以及一些特殊的设计用来在冷却介质中创造湍流。 所有的这些特点都对模具的冷却的重要的作用，但他们在模具中没有特定的热管理。 在工业行业中传统的冷却方法是在一副模具中利用冷却液来冷却。用于控制温度的传感器可以设在模具中或控制单元中。这种冷却方法的特点是冷却液不断流动，通常只有一个传感器用于模具。 在过去15年来，在模具传热中热管理已经得到发展。“脉冲冷却技术”利用脉冲在模具中公开不同的冷却区域。它还可以利用注射熔体的热量来控制模具的温度，因此只有从来源处的多余的热量被提取了。“间歇冷却技术”的简单操作如下：（1）模具最先得到的热量来源于设计过程中的聚合物。此外该工具可以初步使用辅助加热系统。（2）当模具到达设定温度将由脉冲冷却控温接管。在模具各处的表面温度将决定冷却液的需求。（3）只有当传感器发出需要冷却液的指令时“间歇冷却技术”控制系统才会提供冷却液。（4）当模具表面温度在冷却循环中达到一致的步调时，这个过程将有率地运行。 “间歇冷却技术”的特点是型腔表面的温度来决定冷却液的供给。“间歇冷却技术”要做是，去除由聚合物提供的多余的热量以及在整个周期中精密地控制模具表面的温度。“间歇冷却技术”的一个显著的特点 是利用受控的脉冲来控制冷却液以降温而传统的冷却方法是不能这样的。 正如前面所说“间歇冷却技术”已经存在于这个行业15年，但是在那个时候整个过程还没有制定一个详细的评估。这个研究的目的是评估“间歇冷却技术”以及将它和传统的冷却技术对比。为了实现这个目的，我们设计一副注射模具用来提供给传统的冷却技术和“间歇冷却技术”。本文给出了两种冷却方法的评价和关于它们的周期，冷却的一致性和设置运行的简单化。 实验 模具工具 本副试验模具既有广泛应用于聚合物加工行业中的直接冷却方法，又有英国可再生能源推广有限公司的“间歇冷却技术” 图1模具原理图，图中央显示了模塑组件。图中插入了一个聚丙烯（PP）的照片。 这个模塑组件包括三个部分：一个2毫米厚的中空箱，一个两毫米厚的中空管，两个ISO力学测试机。 图2 流道，浇口，四个型腔压力传感器的位置 如图2所示，该塑件从三个地方浇注，而且三个浇口设计成从任何一个浇口都可以浇注。该型腔仪器包括四个6190A型压力温度传感器，6190A是由5049A型智能放大器控制。该型压力是由相反的浇口处记录到的。该模具需要三个独立温度控制区域：固定板，推板，核心部分。图3A和图3B三个热敏电阻是三个温度的区域的位置。 图3A是常规操作的冷却水道图。为了直接比较“PCT”和传统冷却系统，传统的有三个加热\冷却系统，每一个都控制一个温度区间。传统的冷却包括主要加强板中的水道。每个区域温度的监测由三个探针传导。 图3B显示的是“PCT”的安排。这表明：标记为“未使用”的水道可以在成型前加快预热。当开始成型和“PCT”的开关标记为开是这些水道是不工作的。三个区域的温度是由冷却液脉冲的闭环控制利用三个传感器连接到“PCT”控制器中来控制。该控制器只有在探头温度高于设定温度时才会供给冷却液。 图3 A为传统冷却技术的管道B为脉冲冷却技术的管道：在图3A中所有的通道采用典型的安装。必须指出在冷却区1等3都是活跃的。图3B中标有“不使用”的通道作为初始加热用，但他们在成型过程中并不使用。 所有的温度和压力传感器都连接到Ade