了解注塑冷却时间

由RevPart撰写亚搏国际

注塑周期时间是影响注塑过程效率的最大因素之一,而且,延伸而言,也是影响任何注塑项目成本和底线的主要因素。简而言之,你的周期时间(重要的是,要保持可接受的质量水平),你能用更少的机器时间生产更多的零件,你的总体成本就越低。

为什么冷却时间很重要

适当的冷却时间不仅是零件最终质量的一个主要因素,也是零件中最耗时的部件注塑周期。冷却通常占整个循环时间的80%到85%。当你考虑到循环的冷却部分与在注射过程中液化塑料树脂所需要的大量热量是相对应的,这个85%的数字就很有意义了。

作为一个快速复习,让我们来看看整个注塑周期中的冷却过程,这将有助于阐明为什么它如此重要:

  • 树脂加热:在初始阶段,将基础树脂加热至一定温度,使其液化,并使其达到理想的粘度和注射流速。
  • 注:加热后的材料被注射到模具型腔中。
  • 包装和持有:当一些已经被注入的材料开始冷却和收缩时,注入继续进行。填充/保持阶段注入额外的材料,以确保腔体完全填充,并“保持”材料,防止任何回流。
  • 冷却:一旦包装/保持完成,则认为冷却阶段已经开始。尽管材料一离开加热的喷嘴并进入模具型腔就开始冷却,但冷却时间应仅作为包装和保持后的单独阶段计算。此时,液化树脂开始重新固化并保持模具型腔的形状。
  • 弹射:一旦材料冷却和凝固到一个点,它将保持其形状,该部分可以通过模具顶针弹出。
  • 质量保证:为确保正确的生产和质量,对零件进行抽检。冷却时间不足会导致零件缺陷和拒绝,我们很快就会讲到。

正如您所看到的,冷却阶段的重要性不应被忽视。冷却时间也不应该简单地“目测”,或者——除非你有多余的时间和资源——通过反复试验来评估。这个问题呢?冷却时间有很多变量,包括零件厚度,材料质量,加热温度,注射和保持时间。从本质上说,冷却时间没有“包罗万象”的参考——它对每个项目都是独一无二的,基于每个变量的不同值。

预估注塑冷却时间

幸运的是,冷却时间可以通过一个方程合理准确地估计出来,这个方程很大程度上依赖于零件的厚度和一个被称为“有效热扩散率”的数字。热扩散系数是一种测量热量如何进入和离开给定的材料的方法。此外,当考虑到零件的厚度时,就构成了冷却时间的大部分测量。

热扩散系数可以通过除以来计算导热系数由一个零件的密度乘以其比热(提高温度1度所需的能量)。这些值中的每一个都可以在使用的材料的规格表上找到,或通过联系制造商。由于冷却时间如此重要,最好从第一手资料(而不是第三方网站,例如)获取这些数据。

一旦知道零件的热扩散率,就可以将其插入冷却时间方程的其余部分。首先,将零件厚度的平方除以以下乘积:热扩散率的平方乘以6.28(或两倍“pi”)。然后将该数字乘以对数方程。如果你不是工程师,现在也许是给你的工程师打电话的时候了。

对于感兴趣的人,计算出的初始数值乘以熔体温度减去模具温度(材料保持模具轮廓的最佳温度)的对数函数;除以顶出温度减去模具温度;乘以4除以pi幸运的是,网上有很多计算器可以帮你算出这个方程。当然,任何值得信赖的注塑合作伙伴都应该精通这些数字。

模具在冷却时间中的重要性

从上面可以看出,模具冷却在注塑冷却时间中起着很大的作用。模具设计也是一个重要因素:冷却通道可以而且应该尽可能设计到模具中,以帮助更有效地散热。当你考虑冷却过程中的热量路径:从材料到模具,到周围环境时,有效的模具冷却的重要性很容易说明。有效的模具冷却意味着有效的整体冷却。

注射成型冷却不足会发生什么?

当注塑冷却时间不适当或不足时,你会遇到的最大问题是有缺陷和不合格的零件。最常见的情况是那些还没有足够凝固以保持其形状的部件,然后它们就会被弹射针所破坏。冷却不当或效率低下——包括糟糕的模具设计——也可能导致零件错误,如翘曲、收缩、下沉等。一致的、精心设计的冷却时间是提高成品质量和减少缺陷数量的最重要步骤之一。

另外一个需要记住的因素是:适当的冷却温度并不意味着达到室温,或者触摸时感觉凉爽。零件应仅冷却至保持其形状并可安全从模具中弹出的点。任何进一步的冷却都是无效的(或几乎无效),只会不必要地延长循环时间。

最后,用数学方法估算零件的适当冷却时间将帮助你避免冷却时间过长和冷却时间不足。

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