龔成龍

摘?要： 塑料制品的產(chǎn)品質(zhì)量往往受到注塑模具的生產(chǎn)質(zhì)量的影響，但是根據(jù)大量研究結(jié)果顯示，在生產(chǎn)模具過程中，往往會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，而產(chǎn)品的成型質(zhì)量以及生產(chǎn)效率等均會(huì)受到注塑模具冷卻系統(tǒng)的直接影響，故本文對(duì)注塑模具冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)情況進(jìn)行探討，以期為注塑模具冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 注塑模具冷卻系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù);研究;開發(fā)

【中圖分類號(hào)】TQ311?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）03-0190-01

我國(guó)近些年的經(jīng)濟(jì)雖然發(fā)展較為迅速，但是在很多方面與世界發(fā)達(dá)國(guó)家仍然存在一定的差距，其中便包括現(xiàn)代制造行業(yè)，而現(xiàn)代制造行業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)備便包括模具行業(yè)，其可以在工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。塑料產(chǎn)品節(jié)拍與注塑模具冷卻能力有著較為密切的關(guān)系，而模具行業(yè)與人們的生活息息相關(guān)，在市場(chǎng)上的需求也越來越大，人們不僅開始要求模具的質(zhì)量，也開始對(duì)其價(jià)格有了一定的要求。而作為我們?nèi)粘Ｉ钪凶顬槌Ｒ姷牟牧现坏乃芰现破?，其生產(chǎn)離不開成型技術(shù)，注塑模具的冷卻系統(tǒng)會(huì)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期產(chǎn)生影響，也會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在上世紀(jì)60年代，在模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有了很多技術(shù)人員的參與，取得了一定的進(jìn)步，但是隨著我國(guó)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的注塑模具冷卻系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足目前市場(chǎng)的需求，因此如何開發(fā)新的冷卻系統(tǒng)成為了目前階段的首要任務(wù)。本文對(duì)注塑模具冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)情況進(jìn)行探討，現(xiàn)將具體情況總結(jié)如下：

1?注塑模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

在對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照相關(guān)的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體的設(shè)計(jì)原則如下：①管道直徑。管道直徑的大小會(huì)影響注塑成型。如果其直徑過小，則會(huì)導(dǎo)致在管道中出現(xiàn)大量的冷卻介質(zhì)，從而造成堵塞。因此，在設(shè)計(jì)管道直徑時(shí)，需要對(duì)冷卻介質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行保證，保證其在流動(dòng)狀態(tài)，一般設(shè)計(jì)時(shí)，管道直徑大小為8-25mm，但是注意在注塑成型過程中，要保證受熱均勻，因此分布要密而多，管道的直徑和冷卻系統(tǒng)接頭處的直徑要保持一致。②管道位置。冷卻系統(tǒng)的主要作用是將多余的熱量帶走，從而完成塑件的注射成型，因此，需要合理設(shè)計(jì)管道的位置。為了保證模具要受熱均勻，要在模具溫度最高的位置安置冷卻管道，在脫模機(jī)構(gòu)之前進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)置，這樣做的目的是為了留出較為充足的時(shí)間來布置冷卻回路，需要對(duì)冷卻管道與型腔表面之間的距離進(jìn)行格外注意，距離的長(zhǎng)短需要控制在管道直徑的2-3倍。在進(jìn)行熔接的過程中，很容易出現(xiàn)熔接痕等問題，因此冷卻管道需要最大程度地遠(yuǎn)離熔接痕，這樣做是因?yàn)槿劢雍鄄课痪哂休^低的溫度，因此冷卻管道要遠(yuǎn)離此部位進(jìn)行布置。③冷卻介質(zhì)。冷卻的介質(zhì)一般會(huì)選擇水，水具有資源豐富，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，與其它冷卻介質(zhì)對(duì)比，其熱導(dǎo)率與熱容量較大。④冷卻時(shí)間。塑件壁的厚度是對(duì)冷卻時(shí)間產(chǎn)生影響的關(guān)鍵因素，因此為了保證塑件的注塑成型質(zhì)量，要將注塑時(shí)間進(jìn)行縮短，冷卻管道的冷卻時(shí)間要控制在1200-1500mm之間[1]。

2?注塑模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

模具的溫度在注射成型過程中會(huì)對(duì)塑件的質(zhì)量和成型效率產(chǎn)生直接影響，如果模具的溫度較低，則會(huì)對(duì)熔體的流動(dòng)性產(chǎn)生影響，會(huì)導(dǎo)致塑件彎曲變形，而如果模具的溫度較高，則會(huì)將生產(chǎn)效率降低，會(huì)導(dǎo)致塑料熔體失去原有的性能。為了獲得高效率以及高質(zhì)量的塑件，需要對(duì)模具的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

冷卻系統(tǒng)與塑件成型的關(guān)系主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：①成型周期?？s短成型周期是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)關(guān)鍵步驟，模內(nèi)熔體溫度在注射成型過程中通暢要保持在200-300℃左右，而出模溫度一般要保持在60-80℃以下，其中模具傳導(dǎo)、對(duì)流的方式會(huì)散發(fā)5%左右的熱量到大氣中，而模具冷卻系統(tǒng)通過冷卻介質(zhì)會(huì)帶走大部分熱量，而冷卻時(shí)間約占成型周期的50-80%，故注塑模具冷卻系統(tǒng)對(duì)提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要。②成型性能。為了保持模具溫度穩(wěn)定要在注射成型過程中嚴(yán)格控制溫度參數(shù)。合理的冷卻系統(tǒng)可以有效地保證模具受熱均勻，進(jìn)而可以最大程度地減少翹曲變形量，將塑件表面質(zhì)量提升。③尺寸精度。針對(duì)于較柔軟的塑料，通常情況下模具溫度低可以將尺寸的精度提升。針對(duì)于結(jié)晶形塑料，通常情況下模具溫度高可以促進(jìn)結(jié)晶，不易發(fā)生尺寸變化。④力學(xué)性能。合理的冷卻系統(tǒng)可以在注射成型過程中對(duì)模具內(nèi)部的溫度場(chǎng)進(jìn)行改善，將塑件內(nèi)應(yīng)力降低，從而將塑件力學(xué)性能進(jìn)行增強(qiáng)。

3?注塑模具新型冷卻技術(shù)

自上世紀(jì)90年代中期以來，很多學(xué)者對(duì)注塑模具冷卻系統(tǒng)的研發(fā)力度越來越大，并且研發(fā)出很多新的冷卻技術(shù)。主要的新型冷卻技術(shù)包括以下幾個(gè)：①脈沖冷卻技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)通過對(duì)冷卻液流量進(jìn)行控制相應(yīng)進(jìn)行脈沖輸入，以此來實(shí)現(xiàn)控制注塑過程中的溫度。其不是通過控制冷卻液的溫度來進(jìn)行冷卻，而是通過控制冷卻液的流量來進(jìn)行冷卻，除此之外，其冷卻管道中的冷卻液流量也不是連續(xù)穩(wěn)定的，需要進(jìn)行稍微調(diào)整。②CO2氣體冷卻技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)采用多孔金屬材料制作模具，冷卻介質(zhì)為低溫的CO2氣體，氣體的溫度一般為-78℃，在模具中注入氣體，進(jìn)而冷卻模具。該項(xiàng)技術(shù)較傳統(tǒng)技術(shù)具有較多的優(yōu)勢(shì)，第一，可以對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效簡(jiǎn)化，使用該技術(shù)冷卻的模具無需進(jìn)行專門的脫模結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行脫模時(shí)，可以將排氣孔關(guān)閉，氣體可以將塑件快速吹出，第二，其可以將冷卻效率提升，氣體可以進(jìn)行分區(qū)冷卻，可以將模具劃分不同區(qū)域，并且將熱電偶安裝在各個(gè)區(qū)域，進(jìn)而將模腔表面溫度進(jìn)行有效控制，進(jìn)而將冷卻效率大大提高。第三，成型塑件質(zhì)量高[2]。將氣體注入模具，其具有較好的流動(dòng)性以及滲透性，可以全面冷卻塑件復(fù)雜和微細(xì)部位，避免發(fā)生翹曲變形。

4?結(jié)語

本文對(duì)注塑模具冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)情況進(jìn)行探討，從注塑模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、注塑模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及注塑模具新型冷卻技術(shù)等方面進(jìn)行敘述，但是本人的看法受水平所限，看待問題具有局限性，還望相關(guān)學(xué)者進(jìn)行批評(píng)。

參考文獻(xiàn)

[1]?秦欣， 蘇小平.基于Moldflow的PLC外殼蓋注塑模設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J].塑料科技， 2018，23（9）：115-120.

[2]?孫麗麗， 蘇學(xué)滿.基于MPI的汽車內(nèi)置儲(chǔ)物盒注塑模具優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)塑料， 2018，19（4）：125-131.