型模温度控制.docx
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型模温度控制
溫度控制必要性
(1)溫度控制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,受型模溫度之影響,頗為顯著.一般情形,型模溫度保持于較低,可以提高射出次數較為理想,但與成形品形狀(型模構造)及成形品材料种類有關之成形循環亦寄賴于必需提高型模充填之溫度.
(2)為防止應力作溫度控制
此為成形品材料品質問題,此項要求為有均一之冷卻速度,如冷卻時間短,即使有一部分硬化一部分尚軟之場合,仍能避免由于不均一收縮引起應力.亦即适當之溫度控制對冷卻應力性質改良.
實際之型模設計由于側向心型及頂出梢等關係,不能有冷卻孔設置.此种場合,在快速冷卻硬化部分使用熱水加熱,使型模各部之冷卻(收縮)速度均一,作為控制.
(3)成形材料之結晶化程度調整所作之溫度控制
聚胺(尼龍),聚醋酸樹脂,聚丙烯等結晶材料對結晶化程度調節,及机械性質改良,一般需要較高型模溫度.
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技術問題
(1)溫度控制所需之熱傳面積
型模熱傳面積之計算式為
移動熱量
(2)冷卻管路之分布
成形循環時間縮短雖有種種要素,但冷卻效果卓越之型模制造為重大之問題.冷卻不均一,施行急劇冷卻,將使成形品內步產生應力,發生變形及罅裂.所以必需相應型穴形狀及肉厚,考慮型模构造,使能有實施均一面高能率之冷卻性能.
再者,就型模管路加工場合綜合考慮,選定管路之數量及大小.
例如圖1所示,相同成形品面積之場合,型模(a)有較大管路,型模(b)有2條較小管路互作比較,依照熱傳路徑略圖所示,型模具(a)之型穴表面几乎有相等熱傳,有均一冷卻效果,較為适用.
(3)冷卻用水量
型模內能有适當之管路必需以次處适當之溫度及适當之冷卻用水量.
為使型模中流出之溫水能再行循環使用,將溫水冷卻,必需選定冷卻水溫度調節機及熱交換機,再者,將熱吸收必需有充分之水量送入.
冷卻水在型模內通過間,溫度上升,此為型模溫度各部分不均一發生之原因,但必需不能有較大之差异.冷卻水量受冷卻水溫調節機以及水泵等運轉經濟所限制.
表1為冷卻水孔直徑對水量之限度.
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各種冷卻管路之實例
圖6 一般使用之方法,加工容易.在注道附近通入冷水.適用于成形品方物之場合.
圖7 沿成形品形狀製作冷卻孔例,冷卻效果良好.使適用方物及變形物之成形品.
圓筒形成形品外周冷卻方法之一例.
冷卻孔前端交合方法.成形品直徑不過是大者.
可動側澆口部特加冷卻,固定側作環狀管路加工例.
心型梢先端較細時,作分段之冷卻孔,在間隔板中設置管路之例.
套筒頂出之場合,由間隔板式對心型梢冷卻器之例,但孔徑細小,由于水垢集結,孔有堵塞之處.此种場合,使用壓縮空气吹通,頗有效果.
成形品為圓筒形場合,對型穴及襯套使用環形管路在外周冷卻.噴水式心型為澆口附近主要冷卻之一例.
為使對成形品上面作主要冷卻,使用特設之間隔板對心型冷卻之例.
為使能專對澆口部冷卻,設置空气閥,並在頂出內部設置管路例.
空氣冷卻之例,噴水式專用于注道附近,其他部分并用一般之冷卻方式例.
冷卻孔對成形品沿間隔板形廓設置之例,孔之加工簡單,但入口及出口之溫度差大,有難解之點,為此設置過多數量之直列管路,為浪費之事,為效果不佳.
成形品為方物之場合,設置渦卷式管路,冷卻上面之例.
迂曲形冷卻回路例,出入可之溫度差大,增加出入口數以控制之.
對類似盒形之成形品冷卻廣泛利用之管路方法,效率非常良好,但型模构造變為複雜.
心型梢細,不可能使用噴水式之場合,使用鈹銅熱傳導體作間接冷卻之例.
插入銅管,充填熔點合金製作冷卻之例.
型模部分裝置冷卻及加熱組件例,孔與配合部分有間隙者,效果減小,必需加以注意.組件使用鋁或鈹銅制造.
使用插入式加熱管作部分加熱場合之例,孔使用絞削加工,密著度良好,效率提高,一般情形,加熱管以黃銅管製造.
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無流道成形之溫度控制
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加熱流道型模實例
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型模加熱器能量
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各种材料之成形溫度
材料名稱
材料溫度oC
射出壓力kg/cm2
型模溫度oC
聚乙烯
150~300
600~1500
40~60
聚丙烯
160~260
800~1200
55~65
聚醯胺
200~320
800~1500
80~120
聚醋酸樹脂
180~220
1000~2000
80~110
聚三氟氯乙烯
250~300
1400~2800
40~150
聚苯乙烯
200~300
800~2000
40~60
AS
200~260
800~2000
40~60
ABS
200~260
800~2000
40~60
丙烯樹脂
180~250
1000~2000
50~70
硬質氯化多乙烯
180~210
1000~2500
45~60
聚碳酸酯樹脂
280~320
400~2200
90~120
醋酸纖維素
酸酸鉻纖維素
160~250
600~2000
50~60
引用文獻
(1)(3)(5) 西村﹐瀨戶﹐曾根﹐中川﹐射出成形﹐(
)(July,1963)
(2)(4) H.A.Meyrick"WhatyoushouldknowaboutMoldCooling"ModerPlastics(Oct.1963)
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