制品成型關鍵要素之模具冷卻

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成形和冷卻固化的，由了解，注塑件是在塑料模具內成形和冷卻固化的，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節(jié)系統(tǒng)，才能適合每種樹脂的成形，高效地進行生產。地進行生產。在在射出成形中，在模具內時，融材料溫度一般在射出成形中，在模具內時，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，也會使模具溫度上升。如果不設法將多余熱量于模具溫度，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(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，也會影響成型品的質量。會影響成型品的質量。一、塑料一、塑料模具冷卻是注塑件成型的關鍵要素模具冷卻是注塑件成型的關鍵要素對對成形粘度低、流動性好的塑料

3、成形粘度低、流動性好的塑料(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);而對于黏度高、流動性差的塑料而對于黏度高、流動性差的塑料(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置冷卻系統(tǒng)，還需要設置廣等情況，其塑料模具不僅需要設置冷卻系統(tǒng)，還需要設置加熱系統(tǒng)，以便在注塑之前對模具進行加熱。有加熱系統(tǒng)，以便在注塑之前對模具進行加熱。有的塑料成形，的塑料成形，需要模具設

4、置冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)。當模具的溫度達到塑料需要模具設置冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)。當模具的溫度達到塑料的成形工藝要求時，即可關閉加熱系統(tǒng)，如果在注射一段時的成形工藝要求時，即可關閉加熱系統(tǒng)，如果在注射一段時間后，模具的溫度高于塑料的成形工藝要求時，就要打開模間后，模具的溫度高于塑料的成形工藝要求時，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。對于。對于小小型薄壁塑件，且成形工藝要求模溫不太高時，可以不設置冷型薄壁塑件，且成形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。卻裝置而靠自然冷卻。二、模具二、模具溫度對制品的影響溫度對制品的影響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，成形空間內熔融材料的流動性改善，溫度高時，成形空間內熔融材料的流動性改善，可促進填充。但就成形效率可促進填充。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間，提高成形效率。度減低，可縮短材料冷卻固化的時間，提高成形效率。2.成型成型品的物理性質品的物理性質通常通常熔融材料充填成形空間時，模具溫度較低，會使材熔融材料充填成形空間時，模具溫度較低，會使材料會迅速固化，此時為了填充，需要很大的成形壓力，因此，料會迅速固化，此時為了填充，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、于內部，成為所固化之際，施加于成型品的一部份壓力殘留于內部，成為所謂的殘留應力。謂的殘留應力。對于對于 PC或改性或改性PPO之類的硬質材料，此殘留應力大到之類的硬質材料，此殘留應力大到某種程度以上時，會發(fā)生應力龜裂現(xiàn)象或造成成型品變形。某種程度以上時，會發(fā)生應力龜裂現(xiàn)象或造成成型品變形。PA或或POM等結晶性塑料之結晶化度及結晶化狀態(tài)顯著取決等結晶性塑料之結晶化度及結晶化狀態(tài)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，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。質。3.成型成型品的形狀品的形狀成型成型品肉厚、大時，若冷卻不充分，其表面會發(fā)生收品肉厚、大時，若冷卻不充分，其表面會發(fā)生收縮下陷，即使肉厚適當，若冷卻方法不良，成型品各部分縮下陷，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，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。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節(jié)，流動性好的低融點材料大都以此方法成形。但流量調節(jié)，流動性好的低融點材料大都

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

9、融防止充填不足或應變的發(fā)生，有時對水管通溫水。成形低融點成形材料時，成形面積大或大型成型品，也會將模具加熱，點成形材料時，成形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動作不良。 一般一般中融點成形材料，有時因成型品的質量或流動性而中融點成形材料，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，防止殘留應變。均勻化，而使用部分加熱方式，防止殘留應變。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整的。調整的。5.冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的設計原則的設計原則1)冷卻管的口徑、間隔以及至成形空間表面的距離，對模冷卻管的口徑、間隔以及至成形空間表面的距離，對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，冷卻水應先從模具溫度較高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(huán)至溫度較低處再出口。通常注道、澆口處進入，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，溫度低的外側部份，附近的成形材料溫度高，所以通冷水，溫度低的外側部份，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，是在模具內加工貫穿孔，在模具外連接孔與孔。內加工貫穿孔，在模具外連接孔與孔。3)成形成形 PE 等收縮大的材料時，因其成形收縮大，冷卻管等收縮大的材料時，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)冷卻管應盡量沿成形空間的輪廓來設置，以保持模具溫冷卻管應盡量沿成形空間的輪廓來設置，以保持模具溫度分布均勻。度分布均勻。5)直徑細長的心型或心型銷，可在其中心鉆盲孔，再裝入直徑細長的心型或心型銷，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心型及心型銷材料，或以導熱管傳率良好的鈹銅合金