針對(duì)加工工藝特點(diǎn)正確選擇模溫控制系統(tǒng)

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不同原料性能不同，它們有著不同的加工工藝特點(diǎn)，模具溫度對(duì)工件表質(zhì)量流動(dòng)性、收縮率、注塑周期的影響，是塑料加工制造中必須控制的因素。研究顯示，24%的廢品是由模具溫度不當(dāng)所致。為此，在從注塑、吹塑到擠塑的各種塑料加工領(lǐng)域中廣泛采用了模溫控制系統(tǒng)，以將模具加熱到工作溫度，并使模具溫度保持在一定的精度范圍。

 

然而，如果模具控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選用不當(dāng)，不但無(wú)法提高產(chǎn)品的成型效率，穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)和降低不良率，也致使其他設(shè)備自動(dòng)化的改良失去意義。

 

正確選擇適當(dāng)?shù)哪乜刂葡到y(tǒng)可以從以下幾方面考慮。

確定塑料加工工藝要求的模具溫度

各種塑料原材料要求的加工成型溫度、模具溫度不同。"各種塑料加工模具溫度表"給出了一些主要塑料加工所需的模具溫度。

確定模溫機(jī)的傳熱介質(zhì)類型

模溫控制系統(tǒng)的工作原理為，泵浦驅(qū)動(dòng)傳熱介質(zhì)（通常為水或油）從裝有內(nèi)置加熱器和冷卻器的水箱中到達(dá)模具，再?gòu)哪＞呋氐剿??？刂破鞲鶕?jù)溫度傳感器測(cè)量的熱流體溫度，或/和模具內(nèi)部溫度，調(diào)節(jié)熱流體的溫度從而調(diào)節(jié)模具的溫度。

根據(jù)使用的傳熱介質(zhì)的類型，模溫機(jī)為水式模溫機(jī)、加壓水模溫機(jī)或油式模溫機(jī)。

一般水式模溫機(jī)控制溫度范圍較低，油式模溫機(jī)控制溫度范圍較高。水式模溫機(jī)的工作溫度為90℃，加壓水式模溫機(jī)的工作溫度為160℃~180℃，油式模溫機(jī)用于工作溫度≥150℃的場(chǎng)合，最高工作溫度為350℃。

就傳熱介質(zhì)本身而言，以水作傳熱介質(zhì)經(jīng)濟(jì)環(huán)保，即使發(fā)生泄漏，也可直接排放，不會(huì)污染環(huán)境，但水容易使水箱、流道腐蝕和結(jié)垢，所以除需做防腐蝕劑預(yù)處理外，在使用中還要定期除銹。以導(dǎo)熱油作傳熱介質(zhì)，導(dǎo)熱系數(shù)只有水的1/3，成本相對(duì)較高，容易結(jié)焦。

特殊應(yīng)用環(huán)境也是選擇模溫機(jī)需要考慮的因素。如油溫機(jī)在光學(xué)鏡片的加工中受到限制，因?yàn)橛褪軣嵴舭l(fā)，會(huì)影響光學(xué)鏡片的品質(zhì)。

 

溫度控制精度

要使注塑加工中模具的溫度保持基本恒定，其關(guān)鍵是要控制模具內(nèi)的熱傳導(dǎo)平衡。模具內(nèi)部由熱塑性塑料帶來(lái)的熱量，通過(guò)熱傳導(dǎo)傳遞給模具，傳導(dǎo)至模具的熱量一部分通過(guò)熱輻射直接在空氣中散失，另一部分通過(guò)與模溫機(jī)的熱交換，傳遞給傳熱介質(zhì)（水或油）。

模溫控制的實(shí)現(xiàn)，有基于熱流體溫度的模溫控制、基于模具溫度的模溫控制，以及聯(lián)合模溫控制幾種方式。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，考察模溫機(jī)操作的實(shí)現(xiàn)，選擇能夠滿足自己溫度控制精度要求的產(chǎn)品。

基于熱流體溫度模溫控制，控制面板上顯示的溫度和模具溫度并不一致，由于注射周期、注射速度、熔化溫度及環(huán)境溫度等因素沒(méi)有得補(bǔ)償，模具的溫度波動(dòng)相對(duì)較大?；跓崃黧w溫度模溫控制可以滿足大多數(shù)情況要求，也是最常見(jiàn)方法。

基于模具溫度的模溫控制，由溫度傳感器安裝于模具內(nèi)部，控制面板上設(shè)置、顯示溫度模具溫度一致，適用于溫度控制精度要求較高的情況。

聯(lián)合控制綜合了以上方法，適用于高精度塑料加工制造。在聯(lián)合控制中，安放溫度傳感器在模具中的位置必須考慮模具形狀、結(jié)構(gòu)及冷卻通道的位置，將其放置在對(duì)加工件質(zhì)量起決定性作用的地方。

目前，絕大多數(shù)模溫機(jī)采用了PID控制技術(shù)，對(duì)影響模具溫度的各種因素進(jìn)行補(bǔ)償。

在模溫機(jī)選配過(guò)程中，加熱功率和媒體循環(huán)的壓力、流量也都是必須考慮的因素。

加熱能量的計(jì)算

其中：

P模具所需加熱能量（kW）

W模具重量（kg）

C模具比熱（kcal/kg℃）

T1所需模溫（℃）

T2開(kāi)始生產(chǎn)時(shí)模溫（℃）

S安全系數(shù)，取值1.5~2

t由開(kāi)始生產(chǎn)達(dá)到所需模溫的時(shí)間（h）

媒體循環(huán)所需壓力

模具越細(xì)，所需要的壓力越大，且需加上流道的阻抗。

P=0.1×H×α

P壓力（kg/cm2）

H水頭高度（m）

α傳熱媒體的比熱。水=1；油=0.7~0.9

媒體循環(huán)所需流量

流量越大，傳熱效果越好。

L媒體循環(huán)所需流量（L/min）

Q模具需移出或移入的熱量（kcal/h）

c傳熱媒體的比熱。水=1；油=0.7~0.9

ΔT循環(huán)媒體進(jìn)出模具的溫差（℃）

α媒體循環(huán)的比重

通常，模溫機(jī)專業(yè)廠商會(huì)提供其產(chǎn)品泵浦特性以及模溫機(jī)型號(hào)功能比較，這些都是選擇模溫機(jī)的參考。以晏邦產(chǎn)品進(jìn)行說(shuō)明。

確定需要達(dá)到的溫度范圍："各種塑料加工模具溫度表"提了一些主要塑料加工所需的模具溫度，用戶需根據(jù)加工工藝要求，確定需要達(dá)到的溫度范圍。

·傳熱介質(zhì)的選擇：一般水溫機(jī)控制溫度范圍較低，油溫機(jī)控制溫度范圍較高。就模溫機(jī)而言，如需采用水為傳熱介質(zhì)，應(yīng)選擇YBM-D系列；如采用油或水為傳熱介質(zhì)，則應(yīng)選擇YBM-I型。

根據(jù)"型號(hào)功能表"，在允許的最長(zhǎng)加熱時(shí)間內(nèi)選擇最適合的型號(hào)。

例如：模重120kg，模溫需要在25分鐘內(nèi)達(dá)到120℃，YBM-1IH（高溫型）為最佳選擇；

模重120kg，模溫需要在10分鐘內(nèi)達(dá)到120℃，YBM-2IH（高溫型）為最佳選擇；

模重120kg，模溫需要在25分鐘內(nèi)達(dá)到80℃，YBM-1D或YBM-1I（一般型）為最佳選擇。

    

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