小唐老师:怎么很快让模具“冷静”下来(2018.2.22)
模温机是冷却模具的! 模温机里面只能装冷却水! 模温机里面的水最多只能达到100°! 关于模温机的这些误区,有中枪的朋友吗?虽已迈入春天,可天气还是比较冷,咱点上一份火锅吧,又好吃又暖和。
奈何因经费所限,火锅的食材不能点太多,僧多粥少,怎么比别人吃得更快(多),便成了关乎温饱的大事情。 想着在沸腾的火锅里,夹出肉直接放到嘴里吃,暖则暖矣,烫的倒是有些吃不消。于是,怎么让肉的温度迅速降到“不烫”的程度,便成了直接影响了吃火锅速度的关键要素!
聪明的吃货会将肉在碗里预先配好的酱料里蘸上一蘸,既能降温,又能让菜更加的美味可口。
在注塑行业,将塑料粒子加热到融化,通过螺杆挤出到模具里还会保持较高的温度,如果静等温度慢慢降低,你一定会比竞争对手少吃好几块肉!这个时候 ,我们就需要一碗酱料,来帮助迅速降温,这个酱料的名字叫模温机。 模温机,顾名思义,就是可以控制模具温度的机器,怎么控制呢?在注塑行业,绝大多数是通过水的传输带走模具中的热量。 那么问题来了,模温机只有降温作用吗?
这其实是很多人的一个误解,既然讲到模温机是控制模具温度的,那就应该是能高能低,注塑行业虽然绝大多数的模温机起到的是降温作用,但当遇到一些流动性不好的塑料粒子(比如ABS),模温机的作用其实是升温(加热或保持温度)的。
模温机的升温原理示意 就好比上面提到的火锅例子,如果肉从火锅里拿出来已经冷掉了,而酱料却还热着呢,这时候蘸料的作用是加热了! 根据传热介质的不同,模温机可分为油式和水式两种,水温机可以直接冷却,而油温机则只能依靠换热器进行间接冷却。 它们分别的温控范围为:油式模温机则分为200℃,300℃和350℃;水式模温机分120℃,150℃,180℃水温机。 有朋友可能会担心了,油还好理解,水100℃不就沸腾气化了吗?怎么还能干到180℃?
100℃下沸腾的水 这其实是忽略了另外一个因素——压力。 100℃下水会沸腾是在标准大气压下,如果压力够大,是可以使高温的水不气化的,这种水也称为过热水,难以理解的朋友可以想象一下液化气,本来应该是气体,可在高压下还是变成了液态。
当然,温度是提高了,其实也有隐患,因为压力也会变得非常高,接头、水管所受的压力也就特别大,一般需要特制的耐高温(或加金属网)水管。 小唐老师曾审核过一家厂,就是没有考虑到这一点,水管就经常容易爆掉。 模温机,从某种程度上,你可以把它想象成一个热的交换器。只要功率够大,它可以是锅炉,可以是地暖,可以在需要“温暖”的地方使用到。
好冷!求温暖!求模温机 在实际应用上,小唐老师看到很多公司一台注塑机的动定模是通过一个模温机控制的,还有直接通过冷冻水管道直接引入冷水的,控制精度不高。
当然一台注塑机不是说只能挂一个或两个(动定模各一个)模温机,小唐老师也见过一台注塑机挂了6台模温机的情况,比如大灯的外罩壳,当然,这类产品的外观要求极高。
对于特殊零件,还有一种高光急冷急热模温机。 在普通注射过程中,将模具温度设低时,虽然可以缩短成型周期,但容易产生熔接线,造成外观品质不良。相反,将模具温度设高时,可以提高产品表面的外观品质,但容易产生翘曲、下陷、尺寸不良等,同时延长了成型周期,提高了成本。 高光急冷急热模温机则避免了上述的缺点。 需要提前在模具上做均衡的加温道,合模后吹入高温蒸汽,首先把模具温度提高到一个设定值,然后开始给模腔注射塑料,在完成保压转入冷却后,开始注入冷水,模具温度很快下降到一个设定值后开模,再向模具吹入空气把冷水完全吹走,完成整个注塑过程。
高光急冷急热模温机内部结构 聊了这么多,对于注塑行业的老法师是不是觉得意犹未尽?下面小唐老师分享些关于模温机选型的压箱底干货(非注塑行业的朋友可以直接跳过啦)!
模温机选型及计算
主要目的根据产品、设备需求合理配置模温机,得出较优的模温机配置以及管路配置,在保证生产效率的前提下节省系统动能,需要考虑(计算)的有以下4个因素: 为了更加贴近实战,我们就以实际的参数来举例吧:以KM1300T设备为例选择模温机;产品为某车型上体注塑件——2000g,材料为PP;成型时间为25s,其中冷却15S左右;
总散热量 单位时间内模具的总散热量=单个产品的散热量×产量/小时+热流道的散热量。 首先我们来看看产品的散热量。
产品散热量算好之后,我们再来看看热流道的散热量。
热流道分流板和浇口的加热功率存在差异:分流板的加热功率在1500~3000w左右,计算取2500w,8组;浇口的加热功率在400~1000w左右,计算取800w,8组。 热流道保温时的输出并不是最大功率。根据以往在KM设备上的调试,采用ED加热方式(即额定功率输出加热),浇口设置17%左右的输出功率可以维持温度不变;分流板设置20%左右的输出功率可以维持温度不变。
液压泵选型——流量L 根据模具热量的热量计算出需求的冷却剂流量,即液压泵需要保证的供给流量。
DN(内径)——根据流量和管材确定合适的管径
在流量一定的前提下,更小的管径导致更大的沿程水头损失,要求更大的流速,更大的扬程; 选择合适的管径,可以在保证流量的前提下,选择更小功率的水泵,减小能耗; 管径选择参考工业推荐值(如下):
该流量条件下,合适的管径为:内径40或50mm
液压泵选型——扬程计算 单位重量液体通过泵所获得的能量叫扬程,通常用H表示,单位是m; 合适的扬程使得流体克服循环中的各种阻力,保证流体的正常流动。
各部分扬程计算分别如下: 动能头:计算流体流动速度,得到流体动能头 ; 位能头:流体的提升高度设定5m(水路输送至注塑机顶端);
管路水头损失:管路水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。 其中沿程水头损失按海曾-威廉公式计算,局部阻力系数查工业推荐值。 沿程水头损失最普遍运用的计算公式为海曾-威廉公式和舍维列夫公式。海曾-威廉在欧美和日本得到广泛运用,舍维列夫主要运用于前苏联等国家。本计算采用海曾-威廉公式。 局部阻力系数一般由实验得出,本计算没有做相应的验证,直接采用工业推荐值。
海曾-威廉公式 整个水路循环为:(见水路循环示意图)
管径40mm的橡胶管,长度6m,——连接模温机和水排;
管径18mm橡胶软管5组,长度10米;——水排至注塑机 模具水路5组,等效为管径12mm的钢管,长度10m; 40mm水阀4个、水排1个、水排上3/4寸接头2个,模具3/4寸水接头2个、模具水路90度转角7个。沿程水头损失计算 hf
局部水头损失计算hd
局部水头损失计算公式
总结一下:
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