我国注塑模具发展的分析

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1、注塑模具的热平衡控制注塑机和模具的热传导是生产注塑件的关键。模具内部，由塑料（如热塑性塑料）带来的热量通过热辐射传递给材料和模具的钢材，通过对流传递给导热流体。另外，热量通过热辐射被传递到大气和模架。被导热流体吸收的热量由模温机来带走。模具的热平衡可以被描述为：P=Pm-Ps.式中P为模温机带走的热量；Pm为塑料引入的热量；Ps为模具散发到大气的热量。　　2、有效控制模具温度的预备条件温度控制系统由模具、模温机、导热流体三部分组成。为了确保热量能加给模具或移走，系统各部分必须满足以下条件：首先是在模具内部，冷却通道的表面积必须足够大，流道直径要匹配泵的能力（泵的压力）。型腔中的温度分布对零件变形和内在压力有很大的影响。合理设置冷却通道可以降低内在压力，从而提高了注塑件的质量。它还可以缩短循环时间，降低产品成本。其次是模温机必须能够使导热流体的温度恒定在1℃-3℃的范围内，具体根据注塑件质量要求来定。第三是导热流体必须具有良好的热传导能力，最重要的是，它要能在短时间内导入或导出大量的热量。从热力学的角度来看，水明显比油好。　　3、工作原理模温机由水箱、加热冷却系统、动力传输系统、液位控制系统以及温度传感器、注入口等器件组成。通常情况下，动力传输系统中的泵使热流体从装有内置加热器和冷却器的水箱中到达模具，再从模具回到水箱；温度传感器测量热流体的温度并把数据传送到控制部分的控制器；控制器调节热流体的温度，从而间接调节模具的温度。如果模温机在生产中，模具的温度超过控制器的设定值，控制器就会打开电磁阀接通进水管，直到热流液的温度，即模具的温度回到设定值。如果模具温度低于设定值，控制器就会打开加热器。　　4、模温机的种类是根据使用的导热流体（水或导热油）来划分的。用运水式模温机通常最大出口温度95℃。用运油式模温机用于工作温度≥150℃的场合。通常情况下，带有开口水箱加热的模温机适于用水温机或油温机，最大出口温度为90℃至150℃，这种模温机的主要特点是设计简单，价格经济。在这种机器的基础上又衍生了一种使用高温水温机，其可允许的出口温度为160℃或更高，由于在温度高于90℃的时候，水的热传导性比同温度下的油好很多，因此这种机器有着突出的高温工作能力。除次之外，还有一种强制流动的模温机，出于安全因素，这种模温机设计工作温度为150℃以上，使用导热油。为了防止模温机加热器里的油过热，该机使用了强制流动泵送系统，且加热器由一定数量的的管子堆叠组成，管子里有装有翅片的加热元件用于导流。　　5、控制模具内的温度各点不均匀，也和注射周期中的时间点有关。在注射以后模腔的温度升到最高，这时热的熔体碰到模腔的冷壁，当零件移走后温度降到最低。模温机的作用就是保持温度恒定在θ2min和θ2max之间，也就是说防止温度差△θw在生产过程或间隙上下波动。以下的几种控制方法适用于控制模具的温度：控制流体温度是最常用的方法，且控制精度可以满足大多数情况要求。使用这种控制方法，显示在控制器的温度和模具温度并不一致；模具的温度波动相当大，影响模具的热因素没有直接测量和补偿这些因素包括注射周期的改变，注射速度，熔化温度和室温。其次就是模具温度的直接控制。该方法是在模具内部装温度传感器，这在模具温度控制精度要求比较高的情况下才会采用。模具温度控制的主要特点包括：控制器设定的温度与模具温度一致；影响模具的热因素可以直接测量和补偿。通常情况下，模具温度的稳定性比通过控制流体温度更好。此外，模具温度控制在生产过程控制中的重复性较好。第三是联合控制。联合控制是上述方法的综合，它能同时控制流体和模具的温度。在联合控制中，温度传感器在模具中的位置极其重要，放置温度传感器时，必须考虑形状、结构及冷却通道的位置。另外，温度传感器应被放置在对注塑件质量起决定性作用的地方。连接一个或多个模温机到注塑机控制器上有很多途径。从操作性、可靠性和抗干扰考虑最好使用数字接口，如RS485.在控制单元和注塑机之间可以通过软件传递信息。模温机还可以自动控制。　　6、模温机的配置与使用模温机的配置应根据加工的材料，模具的重量，要求的预热时间和生产率kg/h来综合判定。当使用导热油时，操作者必须遵守这样的安全规定：不要把模温机放在靠近热源火炉的地方；接头使用有锥度的防漏和具有耐温耐压的软管或硬管；定期检查温度控制回路模温机，接头和模具有无泄露，功能是否正常；定期更换导热油；应当选用人工合成油，热稳定性好，结焦倾向小。在模温机的使用上，选择合适的导热流体极为关键。用水作导热流体经济，干净，使用简便，一旦温度控制回路如软管联结器泄漏，流出来的水可直接排放到下水道。但用水作导热流体水也有缺点：水的沸点低；根据水的组成，可能会腐蚀和结垢，引起压力损失增大和模具和流体之间的热交换效率下降等等。在使用水作为导热流体时，应考虑以下预防措施：用防腐蚀剂预先处理温度控制回路；进水口前使用过滤器；定期用除锈药剂清洗水温机和模具。用导热油时没有水的缺点。油的沸点高，它们可以用于温度高于300℃甚至更高的情况，但导热油的热量传递系数只有水的1/3，因此油温机在注塑方面没有水温机用的广泛[3].　　双色注塑　　所谓双色注塑成型，是指将两种不同色泽的塑料注入同一模具的成型方法。它能使塑件出现两种不同的颜色，并能使塑件呈现有规则的图案或无规则的云纹状花色，以提高塑件的实用性和美观性。　　（1）双混色注塑成型　　图1所示为双混色注塑成型原理。它有两个料筒，每个料筒的结构和使用均与普通注塑成型料筒相同。每个料筒都有各自的通道与喷嘴相通，在喷嘴通路中还装有启闭阀2，4.成型时，熔料在料筒中被塑化好后，由启闭阀2、4控制熔料进入喷嘴的先后顺序和排出料的比例，然后由喷嘴处注射入模腔。便可得到各种混色效果不同的塑料制品。