模溫機在模具中的應用模溫機在註塑模具的應用

2019-05-31

1.射出成型模具的熱平衡控制射出成型機和模具的熱傳導是生產射出成型件的關鍵。 模具內部，由塑膠（如熱塑性塑膠）帶來的熱量透過熱輻射傳遞給材料和模具的鋼材，透過對流傳遞給導熱流體。 另外，熱量透過熱輻射傳遞到大氣和模架。 被導熱流體吸收的熱量由模溫機帶走。 模具的熱平衡可以被描述為：P＝Pm－Ps。 式中P為模溫機帶走的熱量；Pm為塑膠引入的熱量；Ps為模具散發到大氣的熱量。

2.控制模具溫度的目的及模具溫度對射出成型件的影響射出成型製程中，控制模具溫度的主要目的一是將模具加熱至工作溫度，二是保持模具溫度恆定在工作溫度。 以上兩點做的成功的話，可以把循環時間最優化，進而確保注塑件穩定的高品質。 模具溫度會影響表面質量，流動性，收縮率，注塑週期以及變形等幾個方面。 模具溫度過高或不足對不同的材質會帶來不同的影響。 對熱塑性塑膠而言，模具溫度高一點通常會改善表面品質和流動性，但會延長冷卻時間和射出週期。 模具溫度低一點會降低在模具內的收縮，但會增加脫模後射出成型件的收縮率。 而對熱固性塑膠來說，高一點的模具溫度通常會減少循環時間，且時間由零件冷卻所需時間決定。 此外，在塑膠的加工中，高一點的模具溫度也會減少塑化時間，減少循環次數。

3.有效控制模具溫度的預備條件溫度控制系統由模具、模溫機、導熱流體三部分組成。 為了確保熱量能加給模具或移走，系統各部分必須滿足以下條件：首先是在模具內部，冷卻通道的表面積必須足夠大，流道直徑要匹配泵浦的能力（泵浦的壓力）。 型腔內的溫度分佈對零件變形和內在壓力有很大的影響。 合理設置冷卻通道可以降低內在壓力，從而提高了注塑件的品質。 它還可以縮短循環時間，降低產品成本。 其次是模溫機必須能夠使導熱流體的溫度恆定在1℃－3℃的範圍內，並根據射出成型件品質要求來定。 第三是導熱流體必須具有良好的熱傳導能力，最重要的是，它要能在短時間內導入或導出大量的熱。 從熱力學的角度來看，水明顯比油好。

4.工作原理模溫機由水箱、加熱冷卻系統、動力傳輸系統、液位控制系統、溫度感知器、注入口等元件組成。 通常情況下，動力傳輸系統中的泵浦使熱流體從裝有內置加熱器和冷卻器的水箱中到達模具，再從模具回到水箱；溫度感測器測量熱流體的溫度並將資料傳送到控制部分的 控制器；控制器調節熱流體的溫度，間接調節模具的溫度。 如果模溫機在生產中，模具的溫度超過控制器的設定值，控制器就會打開電磁閥接通進水管，直到熱流液的溫度，也就是模具的溫度回到設定值。 如果模具溫度低於設定值，控制器就會開啟加熱器。

5.模溫機的種類是根據使用的導熱流體（水或導熱油）來劃分的。 用運水式模溫機通常最大出口溫度95℃。 用運油式模溫機用於工作溫度≥150℃的場合。 通常情況下，帶有開口水箱加熱的模溫機適合用水溫機或油溫機，最大出口溫度為90℃至150℃，這種模溫機的主要特點是設計簡單，價格經濟。 在這種機器的基礎上又衍生了一種使用高溫水溫機，其可允許的出口溫度為160℃或更高，由於在溫度高於90℃的時候，水的熱傳導性比同溫度下的油 好很多，因此這種機器有著突出的高溫工作能力。 除次之外，還有一種強制流動的模溫機，出於安全因素，這種模溫機設計工作溫度為150℃以上，使用導熱油。 為了防止模溫機加熱器裡的油過熱，該機使用了強制流動泵送系統，加熱器由一定數量的管子堆疊組成，管子裡有裝有翅片的加熱元件用於導流。

6.控制模具內的溫度各點不均勻，也和注射週期中的時間點有關。 在註射以後模腔的溫度升到最高，這時熱的熔體碰到模腔的冷壁，當零件移走後溫度降到最低。 模溫機的作用就是保持溫度恆定在θ2min和θ2max之間，也就是說防止溫度差在生產過程或間隙上下波動。 以下的幾種控制方法適用於控制模具的溫度: 控制流體溫度是最常用的方法，且控制精度可以滿足大多數情況要求。 使用這種控制方法，顯示在控制器的溫度和模具溫度並不一致；模具的溫度波動相當大，因為影響模具的熱因素沒有直接測量和補償這些因素包括注射週期的改變，注射速度，熔化溫度和 室溫。 其次就是模具溫度的直接控制。 此方法是在模具內部裝溫度感測器，這在模具溫度控制精度要求比較高的情況下才會採用。 模具溫度控制的主要特點包括：控制器設定的溫度與模具溫度一致；影響模具的熱因素可以直接測量和補償。 通常情況下，模具溫度的穩定性比透過控制流體溫度更好。 此外，模具溫度控制在生產過程控制的重複性較好。 第三是聯合控制。 聯合控制是上述方法的綜合，它能同時控制流體和模具的溫度。 在聯合控制中，溫度感測器在模具中的位置極為重要，放置溫度感測器時，必須考慮形狀、結構及冷卻通道的位置。 另外，溫度感測器應被放置在對注塑件品質起決定性作用的地方。 連接一個或多個模溫機到注塑機控制器上有很多途徑。 從操作性、可靠性和抗干擾考慮最好使用數位接口，如RS 485。 在控制單元和注塑機之間可以透過軟體傳遞訊息。 模溫機還可以自動控制。

7.模溫機的配置與使用模溫機的配置應根據加工的材料，模具的重量，要求的預熱時間和生產率kg/h來綜合判定。 當使用導熱油時，操作者必須遵守這樣的安全規定：不要把模溫機放在靠近熱源火爐的地方；接頭使用有錐度的防漏和具有耐溫耐壓的軟管或硬管；定期檢查 溫度控制迴路模溫機，接頭和模具有無洩露，功能是否正常；定期更換導熱油；應選用人工合成油，熱穩定性好，結焦傾向小。 在模溫機的使用上，選擇合適的導熱流體極為關鍵。 用水作導熱流體經濟，乾淨，使用簡便，一旦溫度控制迴路如軟管聯結器洩漏，流出來的水可直接排放到下水道。 但用水作導熱流體水也有缺點：水的沸點低；根據水的組成，可能會腐蝕和結垢，造成壓力損失增大和模具和流體之間的熱交換效率下降等等。 使用水作為導熱流體時，應考慮以下預防措施:用防腐蝕劑預先處理溫度控制迴路；進水口前使用過濾器；定期用除銹藥劑清洗水溫機和模具。 用導熱油時沒有水的缺點。 油的沸點高，它們可以用於溫度高於300℃甚至更高的情況，但導熱油的熱量傳遞係數只有水的1/3，因此油溫機在註塑方面沒有水溫機用的廣泛。