《解析塑胶射出成型模具冷却不良导致的问题》.doc
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1、解析塑胶射出成型模具冷却不良导致的问题The Analysis ohe ProblemReultd frmPor ooling Plaic Ijetion old摘要:塑胶射出成型模的冷却设计不佳产生的问题,不像浇注系统那样一目了然,可以检视成型品外观或者观查顺序短射(sot ht equenc),以找出可能的症结。 业者因不明究理的模具冷却不良而导致的浪费和损失非常可观,然而,亟思脱困而不可得。 本文以案例解析冷却不良带来的几项代表性问题。关键字(eyrs) :冷却系统(colin ysem) 、一连串短射(shrt shtsuene) 、热传(heat trnsfer) 、冷却孔道(coo
2、ln channels) 、障板管(bafs) 、喷泉管(bubbler)、热管(thrmal pns ) 、冷却液(coolan)、模温机(old temperatre ontl u)、配管(iping) 、歧管(milds ) 、软管(holses) 、镶块(nsrt) 、超临界流体微发泡射出成型(supr ciical fluid mioceularnctin odin) 、光弹图(photoeasic grah) 、翘曲变形(shrinkge and wapag)、公和母模侧(core and cavity sids)、成型周期(molding ccl) 、热传导率(rte ofhet
3、 cdtin) 、对流的热传率(rteof heat transfrby convecton) 、努塞尔特数(Nelt umber) 、雷诺数(Rnolds uber、层流(aminar fw) 、普郎特数(randtl nmber) 、紊流(trbulent ow)、热传导系数(therm conductivity) 、密度(desiy) 、比热(pecic het) 、残余应力(reidual strs) 、一、前言塑胶射出成型模具的冷却系统往往被忽视,这是因为冷却系统和浇注系统之间的热传(eat transfer) 关系不被理解,不晓得不时冒出的问题当中,到底和冷却不佳有何关联。 本文解
4、析冷却不良产生的典型缺陷,并且阐述问题产生的来龙去脉。 了因果、知生死,才能药到病除、起死回生。 二冷却系统塑胶射出成型的冷却系统包括模板和模仁(mol inet) 内的冷却孔道(coolngcan) 及装置(dvices) 如障板管(ales ,见图) 、喷泉管(bubblers ,见图2)、热管(hral pins ,见图)等。图 障板管图2喷泉管图3热管冷却系统也包括供给和回收冷却液(ooant) 的装置和配管(pipng) ,如模温机(ol teperture otroluni) 、管线(ppe lies) 、歧管(anifds ,见图4) 、软管(hlses) 等,模温机调整冷却液温
5、度到一设定温度范围,配管衔接模温机和挂在射出成型机上的模具,歧管将冷却液分流或汇集,软管则衔接歧管和模具( 见图4) 或模具中不同的水路。图4 歧管和软管(以曲线代表) 和模具三、因冷却不佳而导致的外观问题冷却不均使得塑件各区域的固化有其先后,后固化的塑胶拉伸应力大,其表面光泽明亮,反之则较晦暗-导致阴阳面的生成,伤及外观品质。 图5是一汽车内饰件,材料是添加三元乙丙橡胶的聚丙烯 (P+EDM),表面光泽差异大使得塑件不被接受。其二处光泽有异的区域背后,各有一镶块(insert) ,其内并无冷却孔道及装置,然而包围镶块的模仁内则有冷却孔道及装置。 塑胶因冷却不均而收缩不均,造成表面光泽的差异。
6、图5 一汽车内饰件的表面光泽差异大模温高且均匀,残余应力小,对不透明件而言,其表面光泽度高。 图6 是二超临界流体微发泡射出成型(super citical flid micoclularinjctn molding) 的B 塑件。 下面的塑件是以蒸汽均匀加热的高模温模成型的,与模腔的抛光面对应的塑件表面光可鉴人,与模腔的咬花面对应的塑件表面匀称柔和。 上面塑件是以传统较低且不均匀的模温成型,不但黯然失色,而且光泽不均。图6 是二超临界流体微发泡射出成型的A 塑件,下件是以均匀的高模温成型的,上件是以传统模温成型。 模温高且均匀,对透明件而言,其透明度好。图 是对应于100 C 、120 C
7、和140 模温成型的透明件的光弹图(hotoelastic diaram) 。 可以看出模温愈高,其色彩变化愈缓且匀,说明其残余应力低、透明度好。图7对应于100 、120 C 和140 C 模温成型的透明件的光弹图四、 因冷却不均而导致的变形问题 塑胶射出成型的充填阶段采用高模温,可以确保产品的品质( 如高光无痕) ,后充填阶段采用低模温,可以缩短周期时间,这样高低模温交替以兼顾产品品质与生产效率的技术就叫作高低模温变换技术。采用此一方式生产高光免喷涂的产品,往往因为变形的问题而困扰不已。 原因常常是母和公模在充填阶段分别采用高和低的模温,母和公模侧的散热与型腔的中心面不对称,增加对此一中心
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