由誰負責模具冷卻過程的優(yōu)化?為什么不在設(shè)計和生產(chǎn)時給它傾注更多的精力?對于成型周期(80%是冷卻時間)中如此重要的一步,在傳統(tǒng)加工過程中卻沒有人直接負責。
而且,對于尺寸相似的部件,每一個制造過程的冷卻負載可以有很大的不同。比如,一個吹制部件只能在外表面冷卻。該部件的內(nèi)表面是一個空心腔體。因此,內(nèi)表面無冷卻的可能性極小。對于吹制模來說,部件的冷卻全部在該部件外壁方向。把一個噴射成型部件和一個厚度完全相同的吹制部件相比,冷卻發(fā)生在該部件的兩側(cè)。噴射成型部件會冷卻的非??欤瑥亩h(huán)時間也更短。因此,對于每一工藝類型冷卻部件所使用的技術(shù)必須很好地策劃以保證競爭優(yōu)勢。
位的是理解與傳熱有關(guān)的部件——從熱塑料部件到工具鋼——的熱性能,才是對冷卻介質(zhì)的理解。不同塑料制品的熱含量以及不同類型模具材料(鋼材、合金,等等)的傳熱率有很大的差別,這一點沒有得到普遍認識。
毫無疑問,模具冷卻最重要的并且完全在我們控制之中的一點是冷卻劑的流速。回憶一下熱傳導(dǎo)率圖表,水(靜止的)傳熱效率不及P20鋼的1/50。因此,水在熱傳輸問題上是一個限制因素。然而,流動著的水因為湍流有相當好的傳熱性能。湍流使得冷卻劑能夠混合并能把熱量從冷卻通道驅(qū)散。湍流可以從雷諾數(shù)計算而得。這是一個以通道直徑、冷卻劑速度和冷卻介質(zhì)粘度為基礎(chǔ)的沒有單位的值。大于5,000表示湍流和的傳熱性能。湍流越多,傳熱效率越好。
輸入的熱量永遠等于輸出的熱量。如果冷卻系統(tǒng)或者模具冷卻結(jié)構(gòu)不充分,能量還會找到一種釋放途徑。然而,這一般是借助于工具兩邊的模具溫度調(diào)節(jié)器,否則,部件會因過多的殘留熱量而脫模,或者必須延長循環(huán)時間以便有足夠的時間消除熱量。造成的困難是要在正常條件下使所有的能量釋放出來。
