注塑模具的温控调节系统直接影响制品的成型质量和生产效率。目前模具水路的加工形式主要包括传统机加工水路和金属3D打印随形水路。
冷却效果不好的话,会引起很多注塑缺陷问题:
1.型腔表面温度过高,容易在合模处产生飞边,塑件壁厚处易出现缩陷;
2.型腔温度过低时,出现填充不良、塑件熔接痕处强度不足等缺陷。
3.模具型腔、动模表面温度不均,温差较大,则使成型塑件产生内应力,导致成型后发生翘曲变形。
因此,注塑模具的温控调节系统与其浇注系统同等重要,也是模具设计的关键之一,对模温控制系统的设计需要相当重视。
模具冷却系统的设计原则
为提高冷却系统的效率和使型腔表面温度分布均匀,在冷却系统设计中,应遵循以下原则:
01在模具设计时,应尽量先考虑冷却方式和冷却回路的位置,要有足够的空间,冷却水路内的水流状态应为紊流。冷却水路的设置要满足成型工艺的需要,要有充足、均匀、平衡的冷却效果。
02考虑进出口的温差,流量压力降(计算管道直径和长度)。
03冷却水孔数量尽可能多,孔径尽可能大(大小根据塑件的形状特征和模具结构选用,水管及管接头的内径应与冷却孔直径相当),数量、间隔以及至成型空间表面的距离对模具温度的控制有重大影响。
04靠近浇口部位的模具温度较高,应由内(离浇口近处)向外(离浇口远处)布置冷却的回路。模具主流道部位常与注塑机喷嘴接触,浇口附近温度比较高,应加强冷却,有必要时,应设计单独的冷却水道。
05因熔接痕处的温度最低,应避免冷却管道设置在制品的熔接部位,否则,温度下降,熔接痕更加严重,塑件熔接处强度更低。
06进出水管接头应设在反操作面一侧。
07动模、定模的冷却回路应分开。注意凹模和型芯的冷却平衡,设计人员要特别注重型芯的冷却效果,应保证塑件充分冷却且收缩平衡。
设计冷却系统需要注意的点
01普通模具可采用快冷方式,以获得较短的成型周期;精密模具可采用缓冷方式,并设置模温计。
02尽量少采用密封圈的冷却水路设计,水管最好是双路直通的,便于阻塞时清理。注意密封处和水嘴管道漏水、渗水,密封槽尺寸公差应符合要求。
03使用成型PE等材料时,因其收缩大,冷却管道宜沿收缩方向设置,使塑件不发生变形;水道按型腔的排布方向,纵向排布。
04当模具仅设一个入水接口和一个出水接口时,应将冷却水道串联连接;若采用并联连接,各回路的流动阻力不同,很难形成相同的冷却条件。当需要用并联连接时,应在每个回路中设置水量调节装置及流量计。
05如冷却效果不佳和受到结构形状限制的地方,为了提高冷却效果,考虑选择导热性好的材料或结构,如采用铍铜、铜合金或采用导热棒结构。型芯、镶块、滑块在必要时必须想方设法给予冷却。
06进水管接头用红色标记,出水管接头用蓝色标记。
07在动模板、定模板的冷却水进出口附近位置,用英文标上进“IN”、出“OUT”标记,并且对水路进行编组标志。
金属3D打印随形水路
将冷却水道形状依据产品轮廓的变化而变化,模具的散热水路设计方式也可以采用不规则形状设计,模具无冷却盲点,有效提高冷却效率,减少冷却时间、提高注塑效率;水道与模具型腔表面距离一致,有效提高冷却均匀性、减小产品翘曲变形,提高了产品质量。