8注塑模温度调节系统课件.ppt

3.9 注塑模温度调节系统 3.9.1 概 念 什么是模具的冷却系统? 3.9.1 概 述 目 的 缩短成型周期，提高生产效率 。 使制品均匀冷却，防止制品翘曲变形，提高产品的质量。 概 述 以水为介质的模温调节机，其温度可调节到90℃以内。 以油作介质的模温调节机可达到更高的模温，也可在模具上插入加热棒或用加热套来获得高于 100℃的模温。 如果模温低于室温，可用冷冻水进行冷却，即用有致冷功能的模温调节机，但应注意模具型腔表面的温度不可调节到该大气环境的露点温度以下，否则型腔内壁会有冷凝水凝结，会直接影响制品的质量。 模温设定原则 模温高低视塑料品种不同而定，它对制品结晶度、力学性能、表面质量、制品的内应力和翘曲变形有很大影响。特别是结晶型塑料。 流动性差的塑料如聚碳酸酯（PC）、聚苯醚（PPO）、聚甲醛（POM）等要求高模温。较低的模温会影响其流动性，增大内应力，甚至会出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。 流动距离长（相对壁厚）及薄壁制品要求模温较高。 结晶型塑料的模温设定 模温是结晶聚合物最重要的工艺参数，它决定了结晶条件。 对于玻璃化温度低于室温的高聚物来说，若在成型时未达到足够的结晶度则在使用或储存过程中将发生后结晶现象，制品的形状和尺寸都将发生改变，因此应尽可能地使其结晶达到平衡状态。如PE、PP、POM都属于此类高聚物。 对于玻璃化温度远高于室温的聚合物来说模温决定了制品的结晶度，从而影响制品的性能。高模温由于结晶度大可得到刚性、硬度和耐磨性都很高的制品。而低模温可获得韧性较好的制品。 设计模温例子 例如尼龙的玻璃化温度较高，约为45℃，在室温下应该较为稳定，不易产生后结晶现象，可是尼龙制品仍发现有结晶度的微小变化，这是由于尼龙易从大气中吸收水分而诱发进一步结晶。 尼龙6和尼龙66常采用70～120℃的模温，这时其结晶速度很快而又不致产生粗大晶粒，可获得较高的结晶度。 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)可采用140～190℃的高模温来制取结晶度高不透明的高强度制品，如果采用接近室温的低模温则可制取结晶度低的透明制品。例如PET注拉吹瓶的管坯就要求它有极高的透明度，而采用30 ℃左右的低模温。 模温与内应力和变形 模具型腔内壁温度的差异将直接导致脱模时塑件各处温度的不均。由于脱模后塑件将继续冷却，最终降至室温，显然高温部位的收缩较低温部分为大，由于收缩的不均匀性会引起制品的内应力和翘曲变形，因此脱模时要力求塑件各部位的温度一致，但这并不等同于给型腔内各处相同的冷却，比如浇口附近和厚壁部位应加强冷却。 型芯内的热量不易散发，故应加强对型芯的冷却。一般型芯的空间较小，还布置有顶出杆、拉料杆等，因此常被忽略。 模温过高而导致脱模时定型不好也是脱模后制品发生形变的原因。 模温与制品外观 模温过低：某些塑料制品表面不光，如聚甲醛塑料成型时模温在80 ℃以下会产生橘皮纹；制品轮廓不清晰，并出现明显的熔接痕。 冷却效率 冷却效率对生产效率的影响 冷却效率 冷却介质对冷却效率的影响 冷却效率 提高冷却效率的措施 提高模板对冷却介质的传热系数 关键：提高冷却介质在模具冷却通道内的流速，或采取其它方式增加扰动使流体从层流状态转变成湍流状态。 湍流下的传热系数比层流提高10～20倍，这是因为湍流时管壁和芯部的流体发生无规则的快速对流，使传热效果明显加强，可以用表示流动状态的雷诺准数Re来校验冷却介质在流动通道中的流动状态。当Re=4000时流体的流动可视为湍流，要达到稳定的湍流要求Re=6000 ～10000. 提高冷却效率的措施 降低冷却介质温度增加传热推动力 对于聚苯乙烯一类的非结晶型塑料，在塑料熔体能顺利充满型腔的前提下，可适当降低冷却介质的温度，以缩短冷却时间，对于尺寸和性能要求不高的结晶型塑料制品如聚烯烃类薄壁杯等民用塑件，都可采用较低的模温，而不必考虑后结晶等问题。 一般注塑模所用冷却介质是常温水，低温水可提高注塑成型冷却效率，但需要能致冷的模温调节机，同时温度不宜低到露点温度以下，以免型腔表面产生凝结水。 提高冷却效率的措施 增大冷却传热面积 模具型腔一边的传热面积是不可更改的，仅可增加冷却介质道一边的传热面积。 在模具上开设尺寸尽可能大和数量尽可能多的冷却介质通道，但由于模具上众多的推杆和型芯布置以及型腔型芯的组合拼接，使介质通道开设位置受到限制。因此在考虑模具总体结构时就应先考虑冷却介质通道的布置方案，而不能等到设计的最后才考虑冷却介质通道开设的问题。 设计原则 设计原则 设计原则 设计原则 中心浇口 设计原则 中心浇口长型芯 设计原则 设计计算 制品所需冷却时间的计算 注入模具内的塑料熔体所带入的热量通过模具模板进入冷却介质，少量散发到大气中，它们之间的热交换速度是决定制品冷却时间的决定因素。虽然塑料在充模