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    當前位置: 首頁 > 新聞頻道 > 應用案例 > 塑料模具冷卻是注塑件成型的關鍵要素
    塑料模具冷卻是注塑件成型的關鍵要素
    來源:中國數控機床網   發表時間:2021/4/8 16:55:00  瀏覽次數:
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    據了解,注塑件是在塑料模具內成型和冷卻固化的,由于每種樹脂要求的成型溫度和玻璃化溫度不同,所以,塑料模具必須有溫度調節系統,才能適合每種樹脂的成型,高效地進行生產。

    在注塑成型過程中,模具內熔融材料溫度一般在150~350℃之間,但由于模具溫度一般在40~120℃,所以成型材料所帶來的熱量會逐漸使模具溫度升高。另一方面,由于注塑機加熱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,也會使模具溫度上升。如果不設法將多余熱量帶走,模具溫度必然繼續上升,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,也會影響成型品的質量。

    對成型粘度低、流動性好的塑料(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等),一般要求塑料模具溫度較低(一般不低于80℃);

    而對于黏度高、流動性差的塑料(如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等),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置冷卻系統,還需要設置加熱系統,以便在注塑之前對模具進行加熱。

    有的塑料成型,需要模具設置冷卻系統和加熱系統。當模具的溫度達到塑料的成型工藝要求時,即可關閉加熱系統;如果在注射一段時間后,模具的溫度高于塑料的成型工藝要求時,就要打開模具的冷卻系統,使模具的溫度在要求的溫度下恒溫。

    對于小型薄壁塑件,且成型工藝要求模溫不太高時,可以不設置冷卻裝置而靠自然冷卻。

    一.模具溫度對制品的影響

    1.成型性及成型效率

    模具溫度高時,成型空間內熔融材料的流動性改善,可促進填充;但就成型效率(成型周期)而言,模具溫度適度減低,可縮短材料冷卻固化的時間,提高成型效率。

    2.成型品的物理性質

    通常,熔融材料充填成型空間時,若模具溫度較低,會使材料會迅速固化,此時,為了填充,需要很大的成型壓力,因此,固化之際,施加于成型品的一部分壓力殘留于內部,成為所謂的殘留應力。

    對于PC或改性PPO之類的硬質材料,此殘留應力大到某種程度以上時,會發生應力龜裂現象或造成成型品變形。PA或POM等結晶型塑料之結晶化度及結晶化狀態,顯著取決于其冷卻速度。冷卻速度愈慢時,所得結果愈好。由上可知,模具溫度高,雖不利于成型效率,但卻常有利于成型品的品質。

    3.成型品的形狀

    成型品肉厚、大時,若冷卻不充分,其表面會發生收縮下陷,即使肉厚適當,若冷卻方法不良,成型品各部分的冷卻速度不同,也會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。

    二.模具的冷卻與加熱

    一般地,模具通常以常溫的水來冷卻,其溫度控制水的流量調節,流動性好的低熔點材料大都以此方法成型。但有時為了縮短成型周期,須將水再加以冷卻。

    小型成型品的射出時間、保壓時間都短,成型周期取決于冷卻時間,此種成型為了提高效率,經常也以冷水冷卻,但用冷水冷卻時,大氣中的水分會凝聚于成型空間表面,造成成型品缺陷,須加以注意。

    成型高熔點材料或肉較厚、流動距離長的成型品,為了防止充填不足或應變的發生,有時對水管通溫水。成型低熔點成型材料時,成型面積大或大型成型品,也會將模具加熱,此時用熱水或熱油,或用加熱器來控制模具溫度。模具溫度較高時,需考慮模具滑動部位的間隙,避免模具因熱膨脹而動作不良。

    一般中熔點成型材料,有時因成型品的質量或流動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均勻化,而使用部分加熱方式,防止殘留應變。

    以上所述,模具的溫度控制是利用冷卻或加熱的方式來調整的。

    三.冷卻系統的設計原則

    (1)冷卻管的口徑、間隔以及至成型空間表面的距離,對模具溫度的控制有重大影響。

    (2)為保持模具溫度分布均勻,冷卻水應先從模具溫度較高處進入,然后循環至溫度較低處再出口。通常注道、澆口附近的成型材料溫度高,所以通冷水,溫度低的外側部分,則循環熱交換的溫水,此循環系統的管路連接,是在模具內加工貫穿孔,在模具外連接孔與孔。

    (3)成型PE等收縮大的材料時,因其成型收縮大,冷卻管路不宜沿收縮方向。

    (4)冷卻管應盡量沿成型空間的輪廓來設置,以保持模具溫度分布均勻。

    (5)直徑細長的芯型或芯型銷,可在其中心鉆盲孔,再裝入套筒或隔板進行冷卻,若無法裝入套筒及隔板時,以熱傳率良好的鈹銅合金作芯型及芯型銷材料,或以導熱管直接裝入盲孔中,再以冷卻水作間接之冷卻,效果尤佳。

    (6)冷卻水流動過程中,不得有短捷或停滯現象而影響冷卻效果,而且,冷卻管路盡可能使用貫穿孔方式,以便日后方便清理。

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