变模温注塑冷热交替循环流体系统设计.pdf

《变模温注塑冷热交替循环流体系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、郭幼丹，等：变模温注塑冷热交替循环流体系统设计5变模温注塑冷热交替循环流体系统设计★郭幼丹程晓农(集美大学机械工程学院，厦门361021)(江苏大学，镇江212013)摘要通过对冷热交替循环系统冷热介质的流动过程及传热过程的分析，构建冷热介质流动与传热数学模型，提出冷热交替循环系统设计的方法，同时提出通过水流速度变化来控制注塑温度的方法，为高精度、高品质塑料件的生产提供依据。关键词变模温注塑冷热交替循环传热过程最佳水流速度冷热交替循环系统是变模温注塑技术的关键玻璃化转变温度()以上，克服塑料熔体在充型过技术，因此系统的设计与冷热介质流动过程的控制程中不断被冷凝固化的现象，改善塑料熔体在充型将

2、直接影响到高精密度、高品质塑料件的生产。近过程中的流动行为；在高温保温阶段，冷热交替循年国内外研究者对变模温注塑技术开展研究¨一7j，如环系统维持模具温度在以上，实现塑料熔体的充日本的。RHCM等采用高温高压蒸汽作为传热介质、分充型；在冷却阶段，通过冷热交替循环系统中的韩国的TITAN等采用高温高压水、韩国的DMOLD低温介质对模具进行快速冷却，使塑料件迅速冷却等采用电加热、德国等一些国家采用电磁感应、灯管至开模温度，完成塑料件的固化。加热，山东大学的王桂龙提出蒸汽辅助加热将模温1．2系统传热过程分析迅速升高的方法，但对变模温注塑技术中冷热交替试验表明，注塑过程中的热量传递主要集中在循环流体

3、系统的研究较少。笔者通过对冷热交替循塑料熔体与塑料熔体流道表面间的接触传热，其它方式的传热较为有限，其系统传热分析模型如图2环系统冷热介质的流动过程及传热过程的分析，构建冷热介质流动与传热数学模型，提出冷热交替循所示。环系统设计的方法，同时提出通过水流速度变化来控制注塑温度的方法，为高精密度、高品质塑料件的生产提供依据。塑料熔1系统传热与数学模型建立1．1变模温冷热交替循环注塑工艺笔者设计的变模温冷热交替循环注塑工艺过程如图1所示。图2二维传热分析模型在图2中，g为冷热介质与塑料熔体和模具间的平均传热密度，g2为塑料熔体和模具与支撑柱间的平均传热密度。若充型过程中g

4、的温度，随着流动过程的进行，塑料熔体的温度会急剧降低到型腔壁的温度，在型腔壁表面。匦会形成冷凝层，很难做到完全充型，各种注塑缺陷随图1变模温注塑工艺流程之产生。若q。>q，模具温度过高，则容易使塑料产生分解，破坏塑料性能。只有当g=g2时，模具温度从图1可以看出，变模温注塑工艺是在传统注与塑料熔体温度相当，才能有效地克服塑料熔体在塑工艺的基础上增加了冷热交替循环系统，实现模具快速加热、高温保温和快速冷却。首先在塑料熔国家自然科学基金项目(50372027)：福建省教育厅科技项目体充型前，通过冷热交替循环系统中的高温介质对(JB08178)模具进行快速加热，将模具温度迅速升高到塑料的收稿日期：

5、2011-09—2586工程塑料应用2011年，第39卷，第12期充型过程中不断被冷凝固化的现象，同时改善塑料cr_—传热介质(或塑料熔体)的总热容量。熔体在充型过程中的流动行为，因此，可以认为模具以丙烯腈一丁二烯一苯乙烯塑料(ABS)生产和塑料熔体间的热量传递是通过冷热交替循环系统电话机面板为例，注塑机合模时，冷热交替循环系统中冷热介质以及流动速度的变化来实现，而冷热交热水阀打开，系统向内部管道中通人195℃的高温替循环系统介质流动速度的设计就是要保证注塑过热水对模具进行加热，模具表面快速升温至塑料熔程中热量的传递按照有利于充型的过程发展，提高体的注射温度(塑料的)，式(3)中随时间呈指充

6、型效果；同理可得，在冷却过程中则应使热量传数关系变化，模具温度随时间变化曲线由模具的总递有利于向塑料件冷却的过程发展。热容量及传热介质与模具的总热阻来决定，而总热1．3系统传热数学模型建立[8-91阻又由传热介质与模具间的接触热阻决定；当型腔传热过程中，传热介质与模具(升温过程)、熔融表面温度升高到120℃时开始注射，此时利用系统塑料与传热介质(冷却过程)的传热是个非稳态过管路中残余的高温热水可将型腔表面温度维持在设程。根据传热学基本原理及能量守恒定律，非稳态定值附近，传热过程处于动态平衡状态；注射保压导热的微分方程为：完成后，关闭热水阀，打开冷水阀，系统向管道中通人20℃的冷却水进行快速冷

7、却，式(3)中仍然随p(·c(7)鲁=】+．fI+爱卜(1)时间呈指数关系变化，塑料件温度随时间变化曲线式中：微元体的密度；由塑料件的总热容量及塑料件与模具间的总热阻来c一比热容；决定，而总热阻也由塑料件与模具间的接触热阻决卜__温度；定；当塑料件温度冷却至40~C时，开模取出塑料件，一时间；关闭进水阀，同时打开空气阀，将管路中残留的冷却月_．-一热导率；单位时间内单位体积内热源的生成热水排出，进入下一个循环