模具的加熱、保溫與冷卻

1、文章來源于： 注塑 模具的加熱、保溫與冷卻l 概述模壓成型工藝是塑性材料最常見、歷史最悠久的成型方法之一，并且是研究材料性能最常采用的一種工藝方法。它具有成型裝置簡單、設(shè)備投資小、模具結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)高度發(fā)達(dá)的今天，仍是一種最為普及的生產(chǎn)手段之一。然而，進(jìn)行壓縮模塑成型的模具設(shè)計(jì)能參考的文獻(xiàn)除了教科書、幾位前輩所著的專著、模具設(shè)計(jì)圖例以外，少有人總結(jié)模具設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技巧。模具的加熱、保溫與冷卻及裝夾結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料模具設(shè)計(jì)不可或缺的一部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到產(chǎn)品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量均勻性，同時(shí)還影響產(chǎn)品的成型效率。2 加熱、保溫與冷卻設(shè)計(jì)21 加熱管的設(shè)計(jì)要求鋼制加熱是幾乎所有塑

2、料成型模具設(shè)計(jì)必須采用的加熱手段，可設(shè)計(jì)為單向接線、雙向接線等多種形式，材質(zhì)上可采用有縫管、無縫管、不銹鋼管等，特點(diǎn)是熱損失小、熱效率高、排線簡單，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)為220V或380V，接線為式靈活多樣。但由于其材料和加工工藝的限制，模具設(shè)計(jì)中要注意它向身特點(diǎn)。（l）加熱管在兩端通常有較長的冷端，并不能起到加熱的作用。（2）加熱段的功率設(shè)計(jì)盡量不超過10瓦特厘米的限制。如30厘米長的加熱管，功率盡可能不要超過300瓦。如果設(shè)計(jì)功率超過這個(gè)限制，加熱管表面負(fù)荷較高，鋼管易氧化腐蝕，造成短路。（3）對于溫度高于250的模具設(shè)計(jì)，采用加熱管有一定難度。我曾經(jīng)利用加熱管升溫達(dá)到420，但是這種成型溫度對

3、加熱管質(zhì)量要求較高，需要經(jīng)常檢查電路的通暢與短路與否。因?yàn)檫@種條件下加熱管、接線端子、連接用的銅線、鋼片等介質(zhì)非常易于氧化，從而導(dǎo)致斷路。因此對電傳輸介質(zhì)需要進(jìn)行特殊處理，盡量避免使傳導(dǎo)電線暴露在空氣中，延長導(dǎo)線的使用壽命。烙鐵芯通常也被作為模具加熱管的一種，特點(diǎn)是單位長度功率高（通常直徑10mm，長8cm規(guī)格的烙鐵芯可以達(dá)到150瓦的輸出功率），耐用，安全性好，不易形成擊穿短路，可以通過鉆盲孔來埋設(shè)，缺點(diǎn)是難以定制設(shè)計(jì)，拆換時(shí)易碎、斷。電路設(shè)計(jì)中不可缺少保險(xiǎn)、空氣開關(guān)等保險(xiǎn)措施，操作地由要保持干凈整潔，絕緣良好，操作中勤于檢查電氣故障，防止不必要的危險(xiǎn)。22 加熱管的安裝鉆孔從傳熱角度上理解

4、，加熱管的安裝要與模具表面盡可能貼合，以利于加熱管的熱量盡快傳遞到模具上。而實(shí)際上加熱管與模具并沒有多大接觸面積，傳熱的本質(zhì)是輻射，傳導(dǎo)是次要的。因此大部分用于模具安裝的加熱管表面都涂有增強(qiáng)紅外輻射的涂層，同時(shí)也采用限制設(shè)計(jì)功率（10瓦特厘米）的辦法以增長加熱管的使用壽命。因此在加工加熱管孔時(shí)，尤其是長加熱管孔的加工沒必要設(shè)計(jì)太小的配合間隙，有效的設(shè)計(jì)方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴(yán)密配合，可以采用填塞、封堵或設(shè)計(jì)擋片等辦法。這種做法可以有效減小加熱管的散熱面積以及輻射熱量的損失。23 加熱管的埋放埋放的加熱管，最好采用與管內(nèi)介質(zhì)相同的氧化鎂粉進(jìn)行充填，以降低加熱管表面的熱負(fù)荷，這種方法可以

5、減少管的表面氧化，有效延長管的使用壽命。有條件的話，加熱管的安裝孔也最好灌入的氧化鎂粉。24 模具保溫方法加強(qiáng)模具的保溫措施可以減少模具的熱損失，可使模具在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)定的生產(chǎn)溫度，減少能源浪費(fèi)。每個(gè)工程技術(shù)人員對這個(gè)問題都有一套獨(dú)特的解決辦法，我只談?wù)勎业慕?jīng)驗(yàn)。24l 加熱板的保溫措施加熱板保溫通常采用石棉板或石棉布保溫，但石棉布不易擺放平整，對壓板的平行度保證也有定的影響。石棉板的種類很多，最常見的是橡膠石棉板，但這種石棉板卻不對以用于密封隔熱用的材料，具有一定的可壓級勝，同時(shí)在高溫時(shí)會釋放出一種十分難聞的氣味，影響操作環(huán)境及操作人的身體健康。加熱板的保溫宜采用石棉紙板，常見的規(guī)格是

6、1000x1000，35mm厚，板體較為規(guī)整，平行度較好，可壓縮性比較平均，高溫下無異味產(chǎn)生。242 模具的保溫措施模具的保溫措施很多，可用石棉布或玻璃布包裹氫氧化鋁保溫棉進(jìn)行保溫?，F(xiàn)在市場上還有一種保溫涂料是目前用作模具保溫的理想材料，它由中長纖維、漿料及一種保溫泡沫材料混合而成，粘性適中，易于涂抹。這種材料常用作化工、采暖管道的保溫層材料，略含堿性（易腐蝕模具）。經(jīng)在150條件下使用沒發(fā)現(xiàn)有燒焦、熔化、氣味等負(fù)面影響。同時(shí)材料很輕，可塑性較強(qiáng)，容易形成較為美觀的模具表面。2，5 模具的冷卻方法水冷卻是大多數(shù)模具采用的冷卻方式，但也有其缺點(diǎn)；要求管道密封性要好，上下水管路必須通暢，對水資源的