研究模溫機工業(yè)分析
模溫機簡(jiǎn)稱(chēng)（模具控溫機），目前市面上基本有兩種，一種是以水作為媒體，一種是以導熱油作為媒體。這兩種模溫機的區別，以水作為媒體的（簡(jiǎn)稱(chēng)水溫機或水式模溫機）優(yōu)點(diǎn)有（1）沒(méi)有污染。（2）運作成本低廉幾乎不要花錢(qián)買(mǎi)介質(zhì)。（3）升溫速度反應快。以導熱油作為媒體的（簡(jiǎn)稱(chēng)油溫機或油式模溫機）優(yōu)點(diǎn)有，（1）高溫狀態(tài)下是低壓力運行狀態(tài)比較安全。（2）可以達到比水式模溫機更大的溫控范圍。模溫機的作用就是用來(lái)加熱提高模具溫度或冷卻降低模具溫度并達到一個(gè)合理溫度并控制注工作溫度，保證注塑件品質(zhì)穩定和優(yōu)化加工時(shí)間。在注塑工業(yè)中，模具的溫度對注塑件的質(zhì)量和注塑時(shí)間有著(zhù)決定性的作用。本文將從以下七方面說(shuō)明模溫機在注塑模具中的應用要點(diǎn)：注塑模具的熱平衡；控制模具溫度的目的和模具溫度對注塑件的影響；有效控制模具溫度的預備條件；模溫機；導熱流體；模溫機的優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)濟性。
1、注塑模具的熱平衡控制注塑機和模具的熱傳導是生產(chǎn)注塑件的關(guān)鍵。模具內部，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)對流傳遞給導熱流體。另外，熱量通過(guò)熱輻射被傳遞到大氣和模架。被導熱流體吸收的熱量由模溫機來(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、控制模具溫度的目熱塑的和模具溫度對注塑件的影響注塑工藝中，控制模具溫度的主要目的一是將模具加熱到工作溫度，二是保持模具溫度恒定在工作溫度。以上兩點(diǎn)做的成功的話(huà)，可以把循環(huán)時(shí)間優(yōu)化，進(jìn)而保證注塑件穩定的高質(zhì)量。模具溫度會(huì )影響表面質(zhì)量，流動(dòng)性，收縮率，注塑周期以及變形等幾方面。模具溫度過(guò)高或不足對不同的材料會(huì )帶來(lái)不同的影響。對性塑料而言，模具溫度高一點(diǎn)通常會(huì )改善表面質(zhì)量和流動(dòng)性，但會(huì )延長(cháng)冷卻時(shí)間和注塑周期。模具溫度低一點(diǎn)會(huì )降低在模具內的收縮，但會(huì )增加脫模后注塑件的收縮率。而對熱固性塑料來(lái)說(shuō)，高一點(diǎn)的模具溫度通常會(huì )減少循環(huán)時(shí)間，且時(shí)間由零件冷卻所需時(shí)間決定。此外，在塑膠的加工中，高一點(diǎn)的模具溫度還會(huì )減少塑化時(shí)間，減少循環(huán)次數。
3、有效控制模具溫度的預備條件溫度控制系統由模具、模溫機、導熱流體三部分組成。為了確保熱量能加給模具或移走，系統各部分必須滿(mǎn)足以下條件：首先是在模具內部，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零件變形和內在壓力有很大的影響。合理設置冷卻通道可以降低內在壓力，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。其次是模溫機必須能夠使導熱流體的溫度恒定在1℃－3℃的范圍內，具體根據注塑件質(zhì)量要求來(lái)定。第三是導熱流體必須具有良好的熱傳導能力，重要的是，它要能在短時(shí)間內導入或導出大量的熱量。從熱力學(xué)的角度來(lái)看，水明顯比油好。
4、工作原理模溫機由水箱、加熱冷卻系統、動(dòng)力傳輸系統、液位控制系統以及溫度傳感器、注入口等器件組成。通常情況下，動(dòng)力傳輸系統中的泵使熱流體從裝有內置加熱器和冷卻器的水箱中到達模具，再從模具回到水箱；溫度傳感器測量熱流體的溫度并把數據傳送到控制部分的控制器；控制器調節熱流體的溫度，從而間接調節模具的溫度。如果模溫機在生產(chǎn)中，模具的溫度超過(guò)控制器的設定值，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定值。如果模具溫度低于設定值，控制器就會(huì )打開(kāi)加熱器。
5、模溫機的種類(lèi)是根據使用的導熱流體（水或導熱油）來(lái)劃分的。用運水式模溫機通常大出口溫度95℃。用運油式模溫機用于工作溫度≥150℃的場(chǎng)合。通常情況下，帶有開(kāi)口水箱加熱的模溫機適于用水溫機或油溫機，大出口溫度為90℃150℃，這種模溫機的主要特點(diǎn)是設計簡(jiǎn)單，價(jià)格經(jīng)濟。在這種機器的基礎上又衍生了一種使用高溫水溫機，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，水的熱傳導性比同溫度下的油好很多，因此這種機器有著(zhù)突出的高溫工作能力。除次之外，還有一種強制流動(dòng)的模溫機，出于安全因素，這種模溫機設計工作溫度為150℃以上，使用導熱油。為了防止模溫機里的油過(guò)熱，該機使用了強制流動(dòng)泵送系統，且加熱器由一定數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流。加熱器
6、控制模具內的溫度各點(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，當零件移走后溫度降到低。模溫機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(mǎn)足大多數情況要求。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)相當大，因為影響模具的熱因素沒(méi)有直接測量和補償 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：控制器設定的溫度與模具溫度一致；影響模具的熱因素可以直接測量和補償。通常情況下，模具溫度的穩定性比通過(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、結構及冷卻通道的位置。另外，溫度傳感器應被放置在對注塑件質(zhì)量起決定性作用的地方。連接一個(gè)或多個(gè)模溫機到注塑機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字接口，如RS 485。在控制單元和注塑機之間可以通過(guò)軟件傳遞信息。模溫機還可以自動(dòng)控制。
7、模溫機的配置與使用模溫機的配置應根據加工的材料，模具的重量，要求的預熱時(shí)間和生產(chǎn)率kg/h來(lái)綜合判定。當使用導熱油時(shí)，操作者必須遵守這樣的安全規定：不要把模溫機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，接頭和模具有無(wú)泄露，功能是否正常；定期更換導熱油；應當選用人工合成油，熱穩定性好，結焦傾向小。在模溫機的使用上，選擇合適的導熱流體極為關(guān)鍵。用水作導熱流體經(jīng)濟，干凈，使用簡(jiǎn)便，一旦溫度控制回路如軟管聯(lián)結器泄漏，流出來(lái)的水可直接排放到下水道。但用水作導熱流體水也有缺點(diǎn)：水的沸點(diǎn)低；根據水的組成，可能會(huì )腐蝕和結垢，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。在使用水作為導熱流體時(shí)，應考慮以下預防措施:用防腐蝕劑預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和模具。用導熱油時(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℃甚更高的情況，但導熱油的熱量傳遞系數只有水的1/3，因此油溫機在注塑方面沒(méi)有水溫機用的廣泛。
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