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模具溫度對(duì)注塑成型的影響
模具溫度是注塑成型中最重要的變量——無論注塑何種塑料，必須保證形成模具表面基本的濕潤。一個(gè)熱的模具表面使塑料表面長時(shí)間保持液態(tài)，足以在型腔內(nèi)形成壓力。如果型腔填滿而且在凍結(jié)的表皮出現(xiàn)硬化之前，型腔壓力可將柔軟的塑料壓在金屬上，那么型腔表面的復(fù)制就高。另一方面，如果在低壓下進(jìn)入型腔的塑料暫停了，不論時(shí)間多短，那么它與金屬的輕微接觸都會(huì)造成污點(diǎn)，有時(shí)被稱為澆口污斑。 對(duì)于每一種塑料和塑膠件，存在一個(gè)模具表面溫度的極限，超過這個(gè)極限就可能出現(xiàn)一種或更多不良影響（例如：組件可以溢出毛邊）。模具溫度更高意味著流動(dòng)阻力更小。在許多注塑機(jī)上，這自然就意味著更快流過澆、澆口和型腔，因?yàn)樗玫淖⑺芰鲃?dòng)控制閥并不糾正這個(gè)改變，填充更快會(huì)在澆道和型腔內(nèi)引起更高的有效壓力?？赡茉斐梢缌厦?。由于更熱的模型并不凍結(jié)那些在高壓形成之前進(jìn)入溢料邊區(qū)域的塑料，熔料可在頂出桿周圍溢料毛邊并溢出到分割線間隙內(nèi)。這表明需要有良好的注射速率控制，而一些現(xiàn)代化的流動(dòng)控制編程器也確實(shí)可以做到這點(diǎn)。 通常，模具溫度的升高會(huì)減少塑料在型腔晨有冷凝層，使熔融材料在型腔內(nèi)更易于流動(dòng)，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質(zhì)量。同時(shí)，模具溫度的提高還會(huì)使零件張力強(qiáng)度增加。 •模具的保溫方法許多模具，尤其是工程用的熱塑性塑料，在相對(duì)較高的溫度下運(yùn)行，如80攝氏度或176華氏度。如果模具沒有保溫，流失到空氣和注塑機(jī)上的熱量可以很容易地與射料缸流失的一樣多。所以要將模具與機(jī)板隔熱，如果可能，將模具的表面隔熱。如果考慮用熱流道模具，嘗試減少熱道部分和冷卻了的注塑件之間的熱量交換。這樣的方法可以減少能量流失和預(yù)熱時(shí)間。 一、塑模溫度控制【一】溫度控制必要性（１）溫度控制對(duì)成形性之目的及作為成形品外觀，材料物理性質(zhì)，成形循環(huán)等，受模仁溫度之影響，頗為顯著。一般成型情況，模仁溫度保持于較低，可以提高射出次數(shù)較為理想，但與成形品形狀(模仁構(gòu)造)及成品材料種類有關(guān)之成形循環(huán)亦寄賴于必需提高模仁充填之溫度。 （２）為防止應(yīng)力作溫度控制此為成形品材料問題，此項(xiàng)要求唯有※冷卻速度。入冷確時(shí)間短，即使有一部份硬化一部份尚軟之場(chǎng)合，仍能避免由于不均一收縮引起應(yīng)力。亦即適當(dāng)之溫度控制能對(duì)冷卻應(yīng)力性質(zhì)改良。 （３）成形材料之結(jié)晶化程度調(diào)整之做之溫度控制聚硫氨（尼龍），聚醋酸數(shù)脂，聚丙烯等結(jié)晶材料對(duì)結(jié)晶化程度調(diào)節(jié)，及機(jī)械性質(zhì)改良，一般需要較高模仁溫度。 【二】技術(shù)問題（１）溫度控制所需之熱傳面積模仁熱傳面積之計(jì)算式為t1:成形材之熔融溫度t0:成形品取出時(shí)溫度cp:成形材料之比熱sh:每小時(shí)射出成形次數(shù)移動(dòng)熱量Q=shx*cp*(t1-t0)kacl /hrhw:冷卻管路側(cè)之表膜熱傳系數(shù)d:冷卻孔直徑(m)u:粘度(kg/mses)μ :流速(m/ses)λ :冷媒之熱傳導(dǎo)率(kcal/m2 hrc)ΔT:模型及冷(熱)媒間之平均溫度差則Hw:λ d(dug/μ) (cp u /λ)(kcal/ hr℃) 所需之熱傳面積可由下式求得之 A=Q/hw x T （m2）此際對(duì)外界空氣之放熱、型模板、噴嘴等之熱傳俱行略去不計(jì)。２）冷卻管路之分布 成形循環(huán)時(shí)間縮短雖有種種因素，但冷卻效果卓越之模型制造為重大之問題。冷卻不均一，實(shí)行急遽冷卻，將使成形品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，發(fā)生變形及龜裂。所以必需相應(yīng)穴形狀及肉厚，考慮模仁構(gòu)造，使能有實(shí)施均一而高效率之冷卻性能。再者，就模型管路加工場(chǎng)合綜合考慮，選定管路之?dāng)?shù)量與大小。 例如圖１所示，相同成形品面積之場(chǎng)合，模仁（ａ）有５條較大管路，型模（ｂ）有２條較小管路互作比較，依照熱傳路徑略圖所示，型模（ａ）之型穴表面幾乎有相等熱傳，有均一之冷卻效果，較為適用。圖二示型穴管及管路表面間溫度變化約略之等溫曲線。圖（ａ）示使用較大管路之溫度變化，管中循環(huán)水之溫度為59.83℃，型穴表面作業(yè)循環(huán)時(shí)之溫度為60℃之60.5℃，而較小之管路（ｂ）中，循環(huán)水溫為45℃，型穴表面溫度發(fā)生53.33℃至60℃之溫度變化。 此種模仁表面關(guān)聯(lián)之較大溫度變化雖亦可作為充份之成形條件，但對(duì)模仁之溫度控制亦有所不當(dāng)。再者，熱傳導(dǎo)率之高度熱傳導(dǎo)系統(tǒng)之效率較佳，熱量傳出之控制良好。亦即熱傳導(dǎo)率高之模仁表面溫度變化較小，反之，傳導(dǎo)率低者，溫度變化較大。 一般情形，對(duì)熱冷卻系統(tǒng)應(yīng)加注意點(diǎn)為： １）重型模仁設(shè)置有數(shù)條貫通水路孔者，冷水先行進(jìn)入注道附近，然后溫水循環(huán)至外側(cè)（圖三）２）使用聚乙烯時(shí)，成形收縮大，冷卻管路不宜沿收縮方向設(shè)置，使生變形。３）心型冷卻（圖４）盡可能沿心型形廓設(shè)置管路。 二、塑料材料之物性介紹【一】質(zhì)輕在比重0.9～2.3之間，若發(fā)泡可降至0.01。（遠(yuǎn)比鋁2.7，鐵7.8小） 【二】加工易在30℃以下可融膠，以流動(dòng)成型，少后加工。（熔點(diǎn)遠(yuǎn)比鋁600℃，鐵1530℃低） 【三】性質(zhì)可隨需要改變不同單體可合成不圖性質(zhì)塑料，不同塑料可復(fù)合性質(zhì)，加入填充物或補(bǔ)強(qiáng)物可改善某些性質(zhì)。 【四】化學(xué)穩(wěn)定性好耐蝕性佳，不受酸、堿、油、鹽、水、氣、蒸氣的侵蝕。 【五】光特性好及著色易PS、PMMA、PC 透明；可取代易碎不易成型的玻璃；塑料加色?？傻妹篮蒙{(diào)。 【六】絕緣性好且可調(diào)抗電5～50千伏／毫米，并可藉加入導(dǎo)電填充物、導(dǎo)磁性。 【七】摩擦性好并耐磨天然軸承材料。
