模溫機(jī)對(duì)射出成型模具控溫、押出成型、輥輪加溫、橡膠機(jī)械溫度控制、導(dǎo)光板、光學(xué)鏡頭、光碟、連接器等有著加熱、恒溫、控溫的作用,使模具成型產(chǎn)品更具有型、有光澤、沒(méi)有紋痕,達(dá)到產(chǎn)品合格高度,也是社會(huì)發(fā)展的不斷需求。
1、注塑模具的熱平衡控制注塑機(jī)和模具的熱傳導(dǎo)是生產(chǎn)注塑件的關(guān)鍵。模具內(nèi)部,由塑料(如熱塑性塑料)帶來(lái)的熱量通過(guò)熱輻射傳遞給材料和模具的鋼材,通過(guò)對(duì)流傳遞給導(dǎo)熱流體。另外,熱量通過(guò)熱輻射被傳遞到大氣和模架。被導(dǎo)熱流體吸收的熱量由模溫機(jī)來(lái)帶走。模具的熱平衡可以被描述為:P=Pm-Ps。式中P為模溫機(jī)帶走的熱量;Pm為塑料引入的熱量;Ps為模具散發(fā)到大氣的熱量。
2、有效控制模具溫度的預(yù)備條件溫度控制系統(tǒng)由模具、模溫機(jī)、導(dǎo)熱流體三部分組成。為了確保熱量能加給模具或移走,系統(tǒng)各部分必須滿足以下條件:首先是在模具內(nèi)部,冷卻通道的表面積必須足夠大,流道直徑要匹配泵的能力(泵的壓力)。型腔中的溫度分布對(duì)零件變形和內(nèi)在壓力有很大的影響。合理設(shè)置冷卻通道可以降低內(nèi)在壓力,從而提高了注塑件的質(zhì)量。它還可以縮短循環(huán)時(shí)間,降低產(chǎn)品成本。其次是模溫機(jī)必須能夠使導(dǎo)熱流體的溫度恒定在1℃-3℃的范圍內(nèi),具體根據(jù)注塑件質(zhì)量要求來(lái)定。第三是導(dǎo)熱流體必須具有良好的熱傳導(dǎo)能力,重要的是,它要能在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)入或?qū)С龃罅康臒崃俊臒崃W(xué)的角度來(lái)看,水明顯比油好。
3、工作原理模溫機(jī)由水箱、加熱冷卻系統(tǒng)、動(dòng)力傳輸系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)以及溫度傳感器、注入口等器件組成。通常情況下,動(dòng)力傳輸系統(tǒng)中的泵使熱流體從裝有內(nèi)置加熱器和冷卻器的水箱中到達(dá)模具,再?gòu)哪>呋氐剿?/span>;溫度傳感器測(cè)量熱流體的溫度并把數(shù)據(jù)傳送到控制部分的控制器;控制器調(diào)節(jié)熱流體的溫度,從而間接調(diào)節(jié)模具的溫度。如果模溫機(jī)在生產(chǎn)中,模具的溫度超過(guò)控制器的設(shè)定值,控制器就會(huì)打開(kāi)電磁閥接通進(jìn)水管,直到熱流液的溫度,即模具的溫度回到設(shè)定值。如果模具溫度低于設(shè)定值,控制器就會(huì)打開(kāi)加熱器。
4、模溫機(jī)的種類是根據(jù)使用的導(dǎo)熱流體(水或?qū)嵊?/span>)來(lái)劃分的。用運(yùn)水式模溫機(jī)通常大出口溫度95℃。用運(yùn)油式模溫機(jī)用于工作溫度≥150℃的場(chǎng)合。通常情況下,帶有開(kāi)口水箱加熱的模溫機(jī)適于用水溫機(jī)或油溫機(jī),大出口溫度為90℃至150℃,這種模溫機(jī)的主要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,價(jià)格經(jīng)濟(jì)。在這種機(jī)器的基礎(chǔ)上又衍生了一種使用高溫水溫機(jī),其可允許的出口溫度為160℃或更高,由于在溫度高于90℃的時(shí)候,水的熱傳導(dǎo)性比同溫度下的油好很多,因此這種機(jī)器有著突出的高溫工作能力。除次之外,還有一種強(qiáng)制流動(dòng)的模溫機(jī),出于安全因素,這種模溫機(jī)設(shè)計(jì)工作溫度為150℃以上,使用導(dǎo)熱油。為了防止模溫機(jī)加熱器里的油過(guò)熱,該機(jī)使用了強(qiáng)制流動(dòng)泵送系統(tǒng),且加熱器由一定數(shù)量的的管子堆疊組成,管子里有裝有翅片的加熱元件用于導(dǎo)流。
5、控制模具內(nèi)的溫度各點(diǎn)不均勻,也和注射周期中的時(shí)間點(diǎn)有關(guān)。在注射以后模腔的溫度升到高,這時(shí)熱的熔體碰到模腔的冷壁,當(dāng)零件移走后溫度降到低。模溫機(jī)的作用就是保持溫度恒定在θ2min和θ2max之間,也就是說(shuō)防止溫度差△θw在生產(chǎn)過(guò)程或間隙上下波動(dòng)。以下的幾種控制方法適用于控制模具的溫度:控制流體溫度是常用的方法,且控制精度可以滿足大多數(shù)情況要求。使用這種控制方法,顯示在控制器的溫度和模具溫度并不一致;模具的溫度波動(dòng)相當(dāng)大,影響模具的熱因素沒(méi)有直接測(cè)量和補(bǔ)償這些因素包括注射周期的改變,注射速度,熔化溫度和室溫。其次就是模具溫度的直接控制。該方法是在模具內(nèi)部裝溫度傳感器,這在模具溫度控制精度要求比較高的情況下才會(huì)采用。模具溫度控制的主要特點(diǎn)包括:控制器設(shè)定的溫度與模具溫度一致;影響模具的熱因素可以直接測(cè)量和補(bǔ)償。通常情況下,模具溫度的穩(wěn)定性比通過(guò)控制流體溫度更好。此外,模具溫度控制在生產(chǎn)過(guò)程控制中的重復(fù)性較好。第三是聯(lián)合控制。聯(lián)合控制是上述方法的綜合,它能同時(shí)控制流體和模具的溫度。在聯(lián)合控制中,溫度傳感器在模具中的位置極其重要,放置溫度傳感器時(shí),必須考慮形狀、結(jié)構(gòu)及冷卻通道的位置。另外,溫度傳感器應(yīng)被放置在對(duì)注塑件質(zhì)量起決定性作用的地方。連接一個(gè)或多個(gè)模溫機(jī)到注塑機(jī)控制器上有很多途徑。從操作性、可靠性和抗干擾考慮好使用數(shù)字接口,如RS485。在控制單元和注塑機(jī)之間可以通過(guò)軟件傳遞信息。模溫機(jī)還可以自動(dòng)控制。
6、模溫機(jī)的配置與使用模溫機(jī)的配置應(yīng)根據(jù)加工的材料,模具的重量,要求的預(yù)熱時(shí)間和生產(chǎn)率kg/h來(lái)綜合判定。當(dāng)使用導(dǎo)熱油時(shí),操作者必須遵守這樣的安全規(guī)定:不要把模溫機(jī)放在靠近熱源火爐的地方;接頭使用有錐度的防漏和具有耐溫耐壓的軟管或硬管;定期檢查溫度控制回路模溫機(jī),接頭和模具有無(wú)泄露,功能是否正常;定期更換導(dǎo)熱油;應(yīng)當(dāng)選用人工合成油,熱穩(wěn)定性好,結(jié)焦傾向小。在模溫機(jī)的使用上,選擇合適的導(dǎo)熱流體極為關(guān)鍵。用水作導(dǎo)熱流體經(jīng)濟(jì),干凈,使用簡(jiǎn)便,一旦溫度控制回路如軟管聯(lián)結(jié)器泄漏,流出來(lái)的水可直接排放到下水道。但用水作導(dǎo)熱流體水也有缺點(diǎn):水的沸點(diǎn)低;根據(jù)水的組成,可能會(huì)腐蝕和結(jié)垢,引起壓力損失增大和模具和流體之間的熱交換效率下降等等。在使用水作為導(dǎo)熱流體時(shí),應(yīng)考慮以下預(yù)防措施:用防腐蝕劑預(yù)先處理溫度控制回路;進(jìn)水口前使用過(guò)濾器;定期用除銹藥劑清洗水溫機(jī)和模具。用導(dǎo)熱油時(shí)沒(méi)有水的缺點(diǎn)。油的沸點(diǎn)高,它們可以用于溫度高于300℃甚至更高的情況,但導(dǎo)熱油的熱量傳遞系數(shù)只有水的1/3,因此油溫機(jī)在注塑方面沒(méi)有水溫機(jī)用的廣泛[3]。
雙色注塑
所謂雙色注塑成型,是指將兩種不同色澤的塑料注入同一模具的成型方法。它能使塑件出現(xiàn)兩種不同的顏色,并能使塑件呈現(xiàn)有規(guī)則的圖案或無(wú)規(guī)則的云紋狀花色,以提高塑件的實(shí)用性和美觀性。
因此模溫機(jī)與成型模具有著不可分割的關(guān)聯(lián),缺一不可。市場(chǎng)應(yīng)該多關(guān)注模溫機(jī)的技術(shù)與發(fā)展。