制品成型關(guān)鍵要素之模具冷卻

1、高分子教研室高分子教研室 據(jù)據(jù)了解，注塑件是在塑料模具內(nèi)成形和冷卻固化的，由了解，注塑件是在塑料模具內(nèi)成形和冷卻固化的，由于每種樹脂要求的成形溫度和玻璃化溫度不同，所以，塑料于每種樹脂要求的成形溫度和玻璃化溫度不同，所以，塑料模具必須有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，才能適合每種樹脂的成形，高效模具必須有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，才能適合每種樹脂的成形，高效地進(jìn)行生產(chǎn)。地進(jìn)行生產(chǎn)。在在射出成形中，在模具內(nèi)時(shí)，融材料溫度一般在射出成形中，在模具內(nèi)時(shí)，融材料溫度一般在150350之間，但由于模具溫度一般在之間，但由于模具溫度一般在 40120，所以成，所以成形材料所帶來的熱量會(huì)逐漸使模具溫度升高。另一方面，由形材料所帶來的熱量

2、會(huì)逐漸使模具溫度升高。另一方面，由于加熱缸的噴嘴與模具的注道襯套直接接觸，噴嘴的溫度高于加熱缸的噴嘴與模具的注道襯套直接接觸，噴嘴的溫度高于模具溫度，也會(huì)使模具溫度上升。如果不設(shè)法將多余熱量于模具溫度，也會(huì)使模具溫度上升。如果不設(shè)法將多余熱量帶走，模具溫度必然繼續(xù)上升，從而影響成型品的冷卻固化。帶走，模具溫度必然繼續(xù)上升，從而影響成型品的冷卻固化。相反地，若從模具中帶走太多的熱量，使模具溫度下降，也相反地，若從模具中帶走太多的熱量，使模具溫度下降，也會(huì)影響成型品的質(zhì)量。會(huì)影響成型品的質(zhì)量。一、塑料一、塑料模具冷卻是注塑件成型的關(guān)鍵要素模具冷卻是注塑件成型的關(guān)鍵要素對(duì)對(duì)成形粘度低、流動(dòng)性好的塑料

3、成形粘度低、流動(dòng)性好的塑料(如聚乙烯、聚丙烯、聚如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯、ABS等等)，一般要求塑料模具溫度較低，一般要求塑料模具溫度較低(一般不高于一般不高于80);而對(duì)于黏度高、流動(dòng)性差的塑料而對(duì)于黏度高、流動(dòng)性差的塑料(如聚碳酸酯、聚砜、如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等聚苯醚等)，為了提高充型性能，或塑料模具較大，散熱面積，為了提高充型性能，或塑料模具較大，散熱面積廣等情況，其塑料模具不僅需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)，還需要設(shè)置廣等情況，其塑料模具不僅需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)，還需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，以便在注塑之前對(duì)模具進(jìn)行加熱。有加熱系統(tǒng)，以便在注塑之前對(duì)模具進(jìn)行加熱。有的塑料成形，的塑料成形，需要模具設(shè)

4、置冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)。當(dāng)模具的溫度達(dá)到塑料需要模具設(shè)置冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)。當(dāng)模具的溫度達(dá)到塑料的成形工藝要求時(shí)，即可關(guān)閉加熱系統(tǒng)，如果在注射一段時(shí)的成形工藝要求時(shí)，即可關(guān)閉加熱系統(tǒng)，如果在注射一段時(shí)間后，模具的溫度高于塑料的成形工藝要求時(shí)，就要打開模間后，模具的溫度高于塑料的成形工藝要求時(shí)，就要打開模具的冷卻系統(tǒng)，使模具的溫度在要求的溫度下恒溫具的冷卻系統(tǒng)，使模具的溫度在要求的溫度下恒溫。對(duì)于。對(duì)于小小型薄壁塑件，且成形工藝要求模溫不太高時(shí)，可以不設(shè)置冷型薄壁塑件，且成形工藝要求模溫不太高時(shí)，可以不設(shè)置冷卻裝置而靠自然冷卻。卻裝置而靠自然冷卻。二、模具二、模具溫度對(duì)制品的影響溫度對(duì)制品的影響1

5、.成形成形性及成形效率性及成形效率模具模具溫度高時(shí)，成形空間內(nèi)熔融材料的流動(dòng)性改善，溫度高時(shí)，成形空間內(nèi)熔融材料的流動(dòng)性改善，可促進(jìn)填充。但就成形效率可促進(jìn)填充。但就成形效率(成形周期成形周期)而言，模具溫度適而言，模具溫度適度減低，可縮短材料冷卻固化的時(shí)間，提高成形效率。度減低，可縮短材料冷卻固化的時(shí)間，提高成形效率。2.成型成型品的物理性質(zhì)品的物理性質(zhì)通常通常熔融材料充填成形空間時(shí)，模具溫度較低，會(huì)使材熔融材料充填成形空間時(shí)，模具溫度較低，會(huì)使材料會(huì)迅速固化，此時(shí)為了填充，需要很大的成形壓力，因此，料會(huì)迅速固化，此時(shí)為了填充，需要很大的成形壓力，因此，固化之際，施加于成型品的一部份壓力殘留

6、于內(nèi)部，成為所固化之際，施加于成型品的一部份壓力殘留于內(nèi)部，成為所謂的殘留應(yīng)力。謂的殘留應(yīng)力。對(duì)于對(duì)于 PC或改性或改性PPO之類的硬質(zhì)材料，此殘留應(yīng)力大到之類的硬質(zhì)材料，此殘留應(yīng)力大到某種程度以上時(shí)，會(huì)發(fā)生應(yīng)力龜裂現(xiàn)象或造成成型品變形。某種程度以上時(shí)，會(huì)發(fā)生應(yīng)力龜裂現(xiàn)象或造成成型品變形。PA或或POM等結(jié)晶性塑料之結(jié)晶化度及結(jié)晶化狀態(tài)顯著取決等結(jié)晶性塑料之結(jié)晶化度及結(jié)晶化狀態(tài)顯著取決于其冷卻速度，冷卻速度愈慢時(shí)，所得結(jié)果愈好。由上可知，于其冷卻速度，冷卻速度愈慢時(shí)，所得結(jié)果愈好。由上可知，模具溫度高，雖不利于成形效率，但卻常有利于成型品的品模具溫度高，雖不利于成形效率，但卻常有利于成型品的品

7、質(zhì)。質(zhì)。3.成型成型品的形狀品的形狀成型成型品肉厚、大時(shí)，若冷卻不充分，其表面會(huì)發(fā)生收品肉厚、大時(shí)，若冷卻不充分，其表面會(huì)發(fā)生收縮下陷，即使肉厚適當(dāng)，若冷卻方法不良，成型品各部分縮下陷，即使肉厚適當(dāng)，若冷卻方法不良，成型品各部分的冷卻速度不同，也會(huì)因熱收縮而引起翹曲、扭曲等變形，的冷卻速度不同，也會(huì)因熱收縮而引起翹曲、扭曲等變形，因而需使模具各部分均勻冷卻。因而需使模具各部分均勻冷卻。4.模具模具的冷卻與加熱的冷卻與加熱一般一般模具，通常以常溫的水來冷卻，其溫度控制水的模具，通常以常溫的水來冷卻，其溫度控制水的流量調(diào)節(jié)，流動(dòng)性好的低融點(diǎn)材料大都以此方法成形。但流量調(diào)節(jié)，流動(dòng)性好的低融點(diǎn)材料大都

8、以此方法成形。但有時(shí)為了縮短成形周期，須將水再加以冷卻。有時(shí)為了縮短成形周期，須將水再加以冷卻。小型小型成型品的射出時(shí)間，保壓時(shí)間都短，成形周期取成型品的射出時(shí)間，保壓時(shí)間都短，成形周期取決于冷卻時(shí)間，此種成形為了提高效率，經(jīng)常也以冷水冷決于冷卻時(shí)間，此種成形為了提高效率，經(jīng)常也以冷水冷卻，但用冷水冷卻時(shí)，大氣中的水分會(huì)凝聚于成形空間表卻，但用冷水冷卻時(shí)，大氣中的水分會(huì)凝聚于成形空間表面，造成成型品缺陷，須加以注意。面，造成成型品缺陷，須加以注意。 成成形高融點(diǎn)材料或肉較厚、流動(dòng)距離長(zhǎng)的成型品，為了形高融點(diǎn)材料或肉較厚、流動(dòng)距離長(zhǎng)的成型品，為了防止充填不足或應(yīng)變的發(fā)生，有時(shí)對(duì)水管通溫水。成形低

9、融防止充填不足或應(yīng)變的發(fā)生，有時(shí)對(duì)水管通溫水。成形低融點(diǎn)成形材料時(shí)，成形面積大或大型成型品，也會(huì)將模具加熱，點(diǎn)成形材料時(shí)，成形面積大或大型成型品，也會(huì)將模具加熱，此時(shí)用熱水或熱油，或用加熱器來控制模具溫度。模具溫度此時(shí)用熱水或熱油，或用加熱器來控制模具溫度。模具溫度較高時(shí)，需考慮模具滑動(dòng)部位的間隙，避免模具因熱膨脹而較高時(shí)，需考慮模具滑動(dòng)部位的間隙，避免模具因熱膨脹而動(dòng)作不良動(dòng)作不良。 一般一般中融點(diǎn)成形材料，有時(shí)因成型品的質(zhì)量或流動(dòng)性而中融點(diǎn)成形材料，有時(shí)因成型品的質(zhì)量或流動(dòng)性而使用加熱方式來控制模具溫度，為了使材料固化為最終溫度使用加熱方式來控制模具溫度，為了使材料固化為最終溫度均勻化，而

10、使用部分加熱方式，防止殘留應(yīng)變。均勻化，而使用部分加熱方式，防止殘留應(yīng)變。以上以上所述，模具的溫度控制是利用冷卻或加熱的方式來所述，模具的溫度控制是利用冷卻或加熱的方式來調(diào)整的。調(diào)整的。5.冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則的設(shè)計(jì)原則1)冷卻管的口徑、間隔以及至成形空間表面的距離，對(duì)模冷卻管的口徑、間隔以及至成形空間表面的距離，對(duì)模具溫度的控制有重大影響具溫度的控制有重大影響2)為保持模具溫度分布均勻，冷卻水應(yīng)先從模具溫度較高為保持模具溫度分布均勻，冷卻水應(yīng)先從模具溫度較高處進(jìn)入，然后循環(huán)至溫度較低處再出口。通常注道、澆口處進(jìn)入，然后循環(huán)至溫度較低處再出口。通常注道、澆口附近的成形材料溫度高，所以通冷

11、水，溫度低的外側(cè)部份，附近的成形材料溫度高，所以通冷水，溫度低的外側(cè)部份，則循環(huán)熱交換的溫水，此循環(huán)系統(tǒng)的管路連接，是在模具則循環(huán)熱交換的溫水，此循環(huán)系統(tǒng)的管路連接，是在模具內(nèi)加工貫穿孔，在模具外連接孔與孔。內(nèi)加工貫穿孔，在模具外連接孔與孔。3)成形成形 PE 等收縮大的材料時(shí)，因其成形收縮大，冷卻管等收縮大的材料時(shí)，因其成形收縮大，冷卻管路不宜沿收縮方向。路不宜沿收縮方向。4)冷卻管應(yīng)盡量沿成形空間的輪廓來設(shè)置，以保持模具溫冷卻管應(yīng)盡量沿成形空間的輪廓來設(shè)置，以保持模具溫度分布均勻。度分布均勻。5)直徑細(xì)長(zhǎng)的心型或心型銷，可在其中心鉆盲孔，再裝入直徑細(xì)長(zhǎng)的心型或心型銷，可在其中心鉆盲孔，再裝入套筒或隔板進(jìn)行冷卻，若無法裝入套筒及隔板時(shí)，以熱套筒或隔板進(jìn)行冷卻，若無法裝入套筒及隔板時(shí)，以熱傳率良好的鈹銅合金作心型及心型銷材料，或以導(dǎo)熱管傳率良好的鈹銅合金