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注塑机知识

制品成型关键要素之模具冷却

发布时间:2017-06-30 21:39:00 点击:


海天注塑机:据了解,注塑件是在塑料模具内成形和冷却固化的,由于每种树脂要求的成形温度和玻璃化温度不同,所以,塑料模具必须有温度调节系统,才能适合每种树脂的成形,高效地进行生产。
  
在射出成形中,在模具内时,融材料温度一般在150~350℃之间,但由于模具温度一般在 40~120℃,所以成形材料所带来的热量会逐渐使模具温度升高。另一方面,由于加热缸的喷嘴与模具的注道衬套直接接触,喷嘴的温度高于模具温度,也会使模具温度上升。如果不设法将多余热量带走,模具温度必然继续上升,从而影响成型品的冷却固化。相反地,若从模具中带走太多的热量,使模具温度下降,也会影响成型品的质量。

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塑料模具冷却是注塑件成型的关键要素

  
对成形粘度低、流动性好的塑料(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等),一般要求塑料模具温度较低(一般不高于80℃);  


而对于黏度高、流动性差的塑料(如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等),为了提高充型性能,或塑料模具较大,散热面积广等情况,其塑料模具不仅需要设置冷却系统,还需要设置加热系统,以便在注塑之前对模具进行加热。

有的塑料成形,需要模具设置冷却系统和加热系统。当模具的温度达到塑料的成形工艺要求时,即可关闭加热系统,如果在注射一段时间后,模具的温度高于塑料的成形工艺要求时,就要打开模具的冷却系统,使模具的温度在要求的温度下恒温。
  
对于小型薄壁塑件,且成形工艺要求模温不太高时,可以不设置冷却装置而靠自然冷却。
  
模具温度对制品的影响
  
成形性及成形效率
  
模具温度高时,成形空间内熔融材料的流动性改善,可促进填充。但就成形效率(成形周期)而言,模具温度适度减低,可缩短材料冷却固化的时间,提高成形效率。
  
成型品的物理性质
  
通常熔融材料充填成形空间时,模具温度较低,会使材料会迅速固化,此时为了填充,需要很大的成形压力,因此,固化之际,施加于成型品的一部份压力残留于内部,成为所谓的残留应力。
  
对于 PC或改性PPO之类的硬质材料,此残留应力大到某种程度以上时,会发生应力龟裂现象或造成成型品变形。PA或POM等结晶性塑料之结晶化度及结晶化状态显着取决于其冷却速度,冷却速度愈慢时,所得结果愈好。由上可知,模具温度高,虽不利于成形效率,但却常有利于成型品的品质。
  
成型品的形状
  
成型品肉厚、大时,若冷却不充分,其表面会发生收缩下陷,即使肉厚适当,若冷却方法不良,成型品各部分的冷却速度不同,也会因热收缩而引起翘曲、扭曲等变形,因而需使模具各部分均匀冷却。
  
模具的冷却与加热
  
一般模具,通常以常温的水来冷却,其温度控制水的流量调节,流动性好的低融点材料大都以此方法成形。但有时为了缩短成形周期,须将水再加以冷却。
  
小型成型品的射出时间,保压时间都短,成形周期取决于冷却时间,此种成形为了提高效率,经常也以冷水冷却,但用冷水冷却时,大气中的水分会凝聚于成形空间表面,造成成型品缺陷,须加以注意。
  
成形高融点材料或肉较厚、流动距离长的成型品,为了防止充填不足或应变的发生,有时对水管通温水。成形低融点成形材料时,成形面积大或大型成型品,也会将模具加热,此时用热水或热油,或用加热器来控制模具温度。模具温度较高时,需考虑模具滑动部位的间隙,避免模具因热膨胀而动作不良。
  
一般中融点成形材料,有时因成型品的质量或流动性而使用加热方式来控制模具温度,为了使材料固化为最终温度均匀化,而使用部分加热方式,防止残留应变。
  
以上所述,模具的温度控制是利用冷却或加热的方式来调整的。
  
冷却系统的设计原则
  
1)冷却管的口径、间隔以及至成形空间表面的距离,对模具温度的控制有重大影响
  
2)为保持模具温度分布均匀,冷却水应先从模具温度较高处进入,然后循环至温度较低处再出口。通常注道、浇口附近的成形材料温度高,所以通冷水,温度低的外侧部份,则循环热交换的温水,此循环系统的管路连接,是在模具内加工贯穿孔,在模具外连接孔与孔。
  
3)成形 PE 等收缩大的材料时,因其成形收缩大,冷却管路不宜沿收缩方向。
  
4)冷却管应尽量沿成形空间的轮廓来设置,以保持模具温度分布均匀。
  
5)直径细长的心型或心型销,可在其中心钻盲孔,再装入套筒或隔板进行冷却,若无法装入套筒及隔板时,以热传率良好的铍铜合金作心型及心型销材料,或以导热管直接装入盲孔中,再以冷却水作间接之冷却,效果尤佳。
  
6)冷却水流动过程中不得有短捷或停滞现象而影响冷却效果,而且冷却管路尽可能使用贯穿孔方式,以便日后方便清理。



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