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模具溫(wēn)度是注塑成型中(zhōng)最重要的變量——無論注塑何種塑料,必須保證形成模具表麵基本的濕潤。一個熱的模具表麵使塑料(liào)表麵長時間保持液態,足以在型腔內形成壓力。
如果型腔填滿而且在(zài)凍結的表(biǎo)皮出(chū)現硬化之前(qián),型腔壓力可將柔軟的(de)塑料壓在金屬上,那麽型腔表麵的複製就高。另一方麵,如果在低(dī)壓下進入型腔的塑(sù)料暫停了,不(bú)論時間多短,那麽它與金屬的輕微接觸都會造成汙點,有時被稱為澆口汙斑。
對於每一種塑料(liào)和塑膠件,存在一個模具表麵(miàn)溫(wēn)度的極限,超過這個極限就可能出現一種或更多不(bú)良影響(例如:組件可以溢出毛邊)。模具溫度更高意味著流動阻力更小。在許多注塑機上,這自然(rán)就意味著(zhe)更快流過澆(jiāo)、澆口和型腔,因(yīn)為所用的注(zhù)塑流動控製閥並不糾正這個改變,填充更快會在澆道和型腔內引(yǐn)起更高的有效壓力。
可能造成溢料毛邊。由於更熱的模(mó)型並不凍結(jié)那些在高壓形成(chéng)之前進(jìn)入溢料邊區域的塑料,熔(róng)料可在頂出杆周圍溢料毛邊(biān)並溢出到分割(gē)線間隙內(nèi)。這表明需要有良好的注(zhù)射(shè)速率控製,而一些現代化的流動控製編(biān)程器也確實可以做(zuò)到這(zhè)點。
通(tōng)常,模具溫度的升高會減少(shǎo)塑料在型腔晨有冷凝層,使熔(róng)融材料在型腔(qiāng)內更易於流動,從而獲得更大(dà)的零件重量和更好的表麵質量(liàng)。同時,模具溫度(dù)的提高還會使零件張力強(qiáng)度(dù)增加(jiā)。
•模具的保溫方法
許多模具,尤其是工程用的熱塑性(xìng)塑料,在相對較高的溫度下運行,如(rú)80攝氏度或176華氏度。如(rú)果模具沒有保溫,流失到空氣和注塑(sù)機上的熱量可以(yǐ)很容易(yì)地(dì)與射料缸流失的一樣多。所以要將模具與機板隔熱,如果可能,將模具的表麵隔熱(rè)。如果考慮用熱流道模具,嚐試減少熱道部分(fèn)和冷卻了的注(zhù)塑件之間的熱量交換。這樣的方法可以減少能量流失和預熱時間。
一、塑模溫(wēn)度控(kòng)製
【一(yī)】溫度控製必要性
(1)溫度(dù)控製對成形性之目的及作為
成形品外觀,材料物理性質,成形循環等,受模(mó)仁溫度之影響,頗為顯著。一般成型情況(kuàng),模仁溫(wēn)度保持於較低,可以提(tí)高射出次數較為理(lǐ)想,但與成形品形狀(zhuàng)(模仁構造)及成品材料種類有關之成形循環亦寄賴於必(bì)需提高模仁充填之溫度。
(2)為防止應力作溫度控製
此為成形品材料問題,此項要求唯有※冷卻速度。入(rù)冷確時間短,即使有一部份(fèn)硬化(huà)一部份尚軟之場合,仍能避免由於不(bú)均一收(shōu)縮引起應力。亦即(jí)適(shì)當之溫度控製(zhì)能對(duì)冷卻應力性質改良。
(3)成形材料之結晶化程度調整之做(zuò)之溫度控製
聚硫氨(尼龍),聚醋酸數脂,聚丙烯等結晶材料對結(jié)晶(jīng)化程度調(diào)節,及機械性質改良,一般需要較高模仁溫度。
【二】技術問題
(1)溫度控製所需之(zhī)熱傳麵積
模(mó)仁熱傳(chuán)麵積之計算式為
t1:成形材之熔(róng)融溫度
t0:成形品取出時溫度
cp:成形材料之比熱
sh:每小時射出成形次數移(yí)動熱量(liàng)
Q=shx*cp*(t1-t0)kacl /hr
hw:冷卻管路側(cè)之表膜熱傳係數
d:冷卻孔直徑(m)
u:粘度(kg/mses)
μ:流速(m/ses)
λ:冷媒之熱傳導(dǎo)率(lǜ)(kcal/m2 hrc)
ΔT:模型及冷(熱)媒間之平均(jun1)溫度差(chà)則
Hw:λ d(dug/μ) (cp u /λ)
(kcal/ hr℃)
所需之熱傳麵積(jī)可由下式求得(dé)之A=Q/hw x T (m2)
此際對外界空氣之放熱、型模板(bǎn)、噴嘴等之熱傳俱行略去不計。
圖1 熱傳路徑圖2 溫度變(biàn)化曲(qǔ)線
(2)冷卻管路之分布
成形循環時間縮短雖有種種因素,但冷卻效果卓越之(zhī)模型製造為重大之問題。冷卻不均一,實行急遽冷卻,將使成形品內部產生應力,發生變形及龜裂。所以必(bì)需相應穴形狀及肉厚,考慮模仁構(gòu)造,使能有實施均一而高效率之(zhī)冷卻(què)性能。
再者,就模型管路加(jiā)工場合(hé)綜合考慮,選定管路之數量與大小。
例如圖1所示,相同成形品麵積之場合,模仁(a)有5條較大管路,型模(b)有2條較(jiào)小管路互作比較(jiào),依照熱傳路徑略圖所示,型模(a)之型穴表麵幾乎有相等(děng)熱傳,有(yǒu)均一之冷卻效果,較為適用。
圖(tú)二示型穴管及管路表麵間(jiān)溫度變化約略之等(děng)溫曲線。圖(a)示使用(yòng)較大管(guǎn)路(lù)之溫(wēn)度變化,管中循環水之溫度為59.83℃,型穴表麵作業循環(huán)時之溫度為60℃之60.5℃,而較小之管(guǎn)路(b)中,循環水溫為45℃,型穴表麵溫度發生53.33℃至60℃之溫度變化。
此種模仁表麵關聯之較(jiào)大溫度變化雖亦可作為充(chōng)份之成形條件,但對模仁之(zhī)溫度控製亦有所不當。
再者,熱(rè)傳導率之(zhī)高度熱傳導係統之效率較佳,熱量傳出之控製良好。亦即熱傳導率高之模仁表麵溫度(dù)變化較小,反之,傳導率低者,溫度變化較大。
一般情形,對熱冷卻係統應加注意(yì)點為:
1)重型模仁設置有數條貫通水路(lù)孔者,冷水先(xiān)行進入注(zhù)道附近,然後溫水循環至外側(圖三)
2)使用聚乙烯時,成形收縮大,冷卻(què)管路(lù)不(bú)宜沿收縮方向設置,使生變形。
3)心型冷卻(圖4)盡可(kě)能沿心型形廓(kuò)設置管路。
二、塑(sù)料材料之物性介紹
【一】質輕
在比重0.9~2.3之間,若發泡可降至0.01。(遠比鋁2.7,鐵7.8小)
【二】加工易
在30℃以下可融膠,以(yǐ)流動成型,少後加工。(熔點遠比鋁600℃,鐵1530℃低)
【三】性質可隨需要改變(biàn)
不同單體可合成不圖性質塑料,不同塑(sù)料可複合性質,加入填充物或補強物可改善某些性質。
【四】化學穩定性好
耐蝕性佳,不受(shòu)酸、堿、油、鹽、水(shuǐ)、氣、蒸氣的侵蝕(shí)。
【五】光特性好及著色易
PS、PMMA、PC 透(tòu)明;可取代易碎不(bú)易成型的玻璃(lí);塑料加色粒可得美好色調。
【六】絕緣性好且可調
抗電5~50千伏/毫(háo)米(mǐ),並可(kě)藉加(jiā)入導電填充(chōng)物(wù)、導(dǎo)磁(cí)性。
【七】摩擦性好並耐磨
天然軸(zhóu)承材料。
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