Επιλογές ψύξης-διαφράγματα και φυσαλίδες

Τι είναι το Baffle ψύξης μούχλας έγχυσης

Το διάφραγμα ψύξης σε καλούπι έγχυσης αναφέρεται σε ένα εξάρτημα ή μια δομή που έχει σχεδιαστεί για να ενισχύει τη διαδικασία ψύξης του καλουπιού κατά τη διάρκεια του κύκλου χύτευσης με έγχυση. Η χύτευση με έγχυση είναι μια κατασκευαστική διαδικασία κατά την οποία το λιωμένο πλαστικό εγχέεται σε μια κοιλότητα καλουπιού για να σχηματιστεί ένα συγκεκριμένο σχήμα. Η αποτελεσματική ψύξη είναι ζωτικής σημασίας σε αυτή τη διαδικασία για να εξασφαλιστεί η σωστή στερεοποίηση του πλαστικού και να επιτευχθούν υψηλής ποιότητας χυτευμένα εξαρτήματα.

Τα διαφράγματα ψύξης του καλουπιού έγχυσης τοποθετούνται συνήθως εντός της κοιλότητας του καλουπιού για να ρυθμίζουν και να βελτιστοποιούν την ψύξη του εγχυόμενου πλαστικού. Αυτά τα διαφράγματα μπορεί να έχουν διάφορες μορφές, όπως πτερύγια, κανάλια ή άλλες δομές, και τοποθετούνται στρατηγικά για να ελέγχουν τη ροή του ψυκτικού μέσου (συνήθως νερό ή λάδι) μέσα στο καλούπι. Ο πρωταρχικός σκοπός των διαφραγμάτων ψύξης είναι η ταχεία εξαγωγή θερμότητας από το λιωμένο πλαστικό, διευκολύνοντας την ταχύτερη και ομοιόμορφη στερεοποίηση.

Με τη χρήση διαφραγμάτων ψύξης καλουπιών, οι κατασκευαστές μπορούν να βελτιώσουν τους χρόνους κύκλου, να ενισχύσουν τη σταθερότητα των διαστάσεων των χυτευμένων εξαρτημάτων, να μειώσουν τον κίνδυνο ελαττωμάτων και τελικά να αυξήσουν τη συνολική αποδοτικότητα της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση. Ο σχεδιασμός και η τοποθέτηση των διαφραγμάτων ψύξης εξαρτώνται από παράγοντες όπως η γεωμετρία του χυτευμένου τεμαχίου, το υλικό που χρησιμοποιείται και οι ειδικές απαιτήσεις της διαδικασίας χύτευσης.

Σημασία του διαφράγματος ψύξης του καλουπιού έγχυσης

Τα διαφράγματα ψύξης του καλουπιού διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη διαδικασία χύτευσης με έγχυση και η σημασία τους έγκειται σε διάφορες βασικές πτυχές:

1. Μείωση του χρόνου κύκλου: Τα αποδοτικά διαφράγματα ψύξης βοηθούν στην ταχύτερη και πιο ομοιόμορφη ψύξη του χυτευμένου τεμαχίου. Με τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας ψύξης, μπορεί να μειωθεί ο συνολικός χρόνος κύκλου της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση. Οι μικρότεροι χρόνοι κύκλου συμβάλλουν στην αύξηση των ρυθμών παραγωγής και στη βελτίωση της λειτουργικής αποδοτικότητας.
2. Σταθερότητα διαστάσεων: Η σωστή ψύξη είναι απαραίτητη για την επίτευξη διαστατικής ακρίβειας και σταθερότητας στα χυτευμένα εξαρτήματα. Τα διαφράγματα ψύξης βοηθούν στον έλεγχο του ρυθμού ψύξης, αποτρέποντας τη στρέβλωση ή την παραμόρφωση του τελικού προϊόντος. Η συνεπής και ελεγχόμενη ψύξη συμβάλλει στη διατήρηση των επιθυμητών διαστάσεων των χυτευμένων εξαρτημάτων.
3. Βελτίωση της ποιότητας: Η ομοιόμορφη ψύξη ελαχιστοποιεί την πιθανότητα εμφάνισης εσωτερικών τάσεων, σημάτων βύθισης και άλλων ελαττωμάτων στα χυτευμένα εξαρτήματα. Αποτρέποντας την ανομοιόμορφη ψύξη, τα διαφράγματα ψύξης συμβάλλουν σε υψηλότερης ποιότητας τελικά προϊόντα με λιγότερες επιφανειακές ατέλειες και βελτιωμένη δομική ακεραιότητα.
4. Επιλογή υλικού και βελτιστοποίηση επεξεργασίας: Διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικές απαιτήσεις ψύξης. Τα διαφράγματα ψύξης επιτρέπουν την προσαρμογή της διαδικασίας ψύξης με βάση το συγκεκριμένο υλικό που χρησιμοποιείται. Αυτή η ευελιξία είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων χύτευσης με έγχυση και την επίτευξη των επιθυμητών ιδιοτήτων του υλικού στο τελικό προϊόν.
5. Ενεργειακή απόδοση: Τα αποδοτικά διαφράγματα ψύξης συμβάλλουν στην εξοικονόμηση ενέργειας επιτρέποντας τον ακριβή έλεγχο της διαδικασίας ψύξης. Με την αποτελεσματικότερη ψύξη του καλουπιού, είναι δυνατόν να μειωθεί ο χρόνος που το καλούπι περνάει στη φάση ψύξης, οδηγώντας σε ενεργειακή απόδοση και εξοικονόμηση κόστους μακροπρόθεσμα.
6. Αυξημένη διάρκεια ζωής εργαλείων: Η σωστή ψύξη βοηθά στη διαχείριση των θερμικών τάσεων που ασκούνται στο καλούπι. Αποτρέποντας την υπερθέρμανση και εξασφαλίζοντας ομοιόμορφη κατανομή της θερμοκρασίας, τα διαφράγματα ψύξης συμβάλλουν στη μακροζωία και την ανθεκτικότητα του καλουπιού έγχυσης, μειώνοντας το κόστος συντήρησης και τον χρόνο διακοπής λειτουργίας.

Συνοπτικά, τα διαφράγματα ψύξης καλουπιών έγχυσης είναι απαραίτητα για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση, τη βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων που χύτευσης, τη μείωση των χρόνων κύκλου και τη βελτίωση της συνολικής λειτουργικής αποδοτικότητας στη βιομηχανία παραγωγής.

Τι κάνουν για την ψύξη της μούχλας; Φουσκάλες και διαφράγματα

Ψυγείο νερού με φυσαλίδες και το διάφραγμα είναι τμήματα γραμμές ψύξης που εκτρέπουν τη ροή του ψυκτικού υγρού σε περιοχές που κανονικά δεν θα είχαν ψύξη. Κανάλια ψύξης τυπικά διανοίγονται μέσω του κοιλότητα και πυρήνας καλουπιού. Το καλούπι, ωστόσο, μπορεί να αποτελείται από περιοχές που βρίσκονται πολύ μακριά για να φιλοξενήσουν κανονικά κανάλια ψύξης. Εναλλακτικές μέθοδοι για την ομοιόμορφη ψύξη αυτών των περιοχών με το υπόλοιπο τεμάχιο περιλαμβάνουν τη χρήση διαφραγμάτων, φυσαλίδων ή θερμικών ακίδων, όπως φαίνεται παρακάτω.

Baffles

Ένα διάφραγμα καλουπιού είναι στην πραγματικότητα ένα κανάλι ψύξης που ανοίγεται κάθετα σε μια κύρια γραμμή ψύξης, με μια λεπίδα που χωρίζει μια δίοδο ψύξης σε δύο ημικυκλικά κανάλια. Το ψυκτικό υγρό ρέει στη μία πλευρά της πτέρυγας από την κύρια γραμμή ψύξης, γυρίζει γύρω από την άκρη στην άλλη πλευρά του διαφράγματος και στη συνέχεια ρέει πίσω στην κύρια γραμμή ψύξης.

Αυτή η μέθοδος παρέχει μέγιστες διατομές για το ψυκτικό υγρό, αλλά είναι δύσκολο να τοποθετηθεί ο διαχωριστής ακριβώς στο κέντρο. Το ψυκτικό αποτέλεσμα και μαζί με αυτό η κατανομή της θερμοκρασίας στη μία πλευρά του πυρήνα μπορεί να διαφέρει από εκείνη στην άλλη πλευρά. Αυτό το μειονέκτημα μιας κατά τα άλλα οικονομικής λύσης, όσον αφορά την κατασκευή, μπορεί να εξαλειφθεί εάν το μεταλλικό φύλλο που σχηματίζει το διαχωριστικό στρίβεται. Για παράδειγμα, το ελικοειδές διάφραγμα, όπως φαίνεται στο σχήμα 2 παρακάτω, μεταφέρει το ψυκτικό μέσο προς την άκρη και πίσω με τη μορφή έλικας. Είναι χρήσιμο για διαμέτρους 12 έως 50 mm και εξασφαλίζει πολύ ομοιογενή κατανομή της θερμοκρασίας. Μια άλλη λογική εξέλιξη των διαφραγμάτων είναι οι σπειροειδείς πυρήνες μονής ή διπλής πτήσης, όπως φαίνεται στο σχήμα 2 παρακάτω.

Bubblers

Η φυσαλίδα ψύξης καλουπιού είναι παρόμοια με το διάφραγμα, με τη διαφορά ότι το πτερύγιο αντικαθίσταται από ένα μικρό σωλήνα. Το ψυκτικό υγρό ρέει στο κάτω μέρος του σωλήνα και "αναβλύζει" από το πάνω μέρος, όπως συμβαίνει σε ένα σιντριβάνι. Στη συνέχεια, το ψυκτικό υγρό ρέει προς τα κάτω γύρω από το εξωτερικό του σωλήνα για να συνεχίσει τη ροή του μέσω του κανάλι ψύξης.

Η αποτελεσματικότερη ψύξη των λεπτών πυρήνων επιτυγχάνεται με φυσαλίδες. Η διάμετρος και των δύο πρέπει να ρυθμίζεται έτσι ώστε η αντίσταση ροής και στις δύο διατομές να είναι ίση. Η προϋπόθεση γι' αυτό είναι η εξής:

Εσωτερική διάμετρος / εξωτερική διάμετρος = 0,707

Οι φυσαλίδες ψύξης του καλουπιού διατίθενται στο εμπόριο και συνήθως βιδώνονται στον πυρήνα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3 παρακάτω. Μέχρι διάμετρο 4 mm, ο σωλήνας πρέπει να είναι λοξός στο άκρο για να μεγαλώσει η διατομή της εξόδου- η τεχνική αυτή απεικονίζεται στο σχήμα 3. Οι φυσαλίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο για ψύξη πυρήνα καλουπιού, αλλά και για την ψύξη επίπεδων τμημάτων καλουπιών, τα οποία δεν μπορούν να εξοπλιστούν με διατρημένα ή φρεζαρισμένα κανάλια.

Εικόνα 3. (Αριστερά) Φυσητήρες βιδωμένοι στον πυρήνα. (Δεξιά) Φυσητήρας λοξοτομημένος για να διευρύνει την έξοδο.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Επειδή τόσο τα διαφράγματα ψύξης του καλουπιού όσο και οι φυσαλίδες έχουν περιορισμένες περιοχές ροής, η αντίσταση ροής αυξάνεται. Επομένως, θα πρέπει να δίνεται προσοχή στο σχεδιασμό του μεγέθους αυτών των συσκευών. Η συμπεριφορά της ροής και της μεταφοράς θερμότητας τόσο για τα διαφράγματα όσο και για τους bubblers μπορεί εύκολα να μοντελοποιηθεί και να αναλυθεί με την ανάλυση C-MOLD Cooling.

Θερμικές ακίδες

Μια θερμική καρφίτσα είναι μια εναλλακτική λύση για το καλούπι έγχυσης διαφράγματα και φυσαλίδες. Είναι ένας σφραγισμένος κύλινδρος γεμάτος με υγρό. Το υγρό εξατμίζεται καθώς αντλεί θερμότητα από τον χάλυβα του εργαλείου και συμπυκνώνεται καθώς απελευθερώνει τη θερμότητα στο ψυκτικό μέσο, όπως φαίνεται στο σχήμα 4. Η απόδοση μεταφοράς θερμότητας ενός θερμικού πείρου είναι σχεδόν δεκαπλάσια από έναν χάλκινο σωλήνα. Για καλή αγωγιμότητα της θερμότητας, αποφύγετε ένα κενό αέρα μεταξύ της θερμικής ακίδας και του καλουπιού ή γεμίστε το με ένα ιδιαίτερα αγώγιμο στεγανωτικό υλικό.

Ψύξη λεπτών πυρήνων

Εάν η διάμετρος ή το πλάτος είναι πολύ μικρό (μικρότερο από 3 mm), είναι εφικτή μόνο η ψύξη με αέρα. Ο αέρας διοχετεύεται στους πυρήνες από το εξωτερικό κατά το άνοιγμα του καλουπιού ή ρέει μέσω μιας κεντρικής οπής από το εσωτερικό, η διαδικασία αυτή, φυσικά, δεν επιτρέπει τη διατήρηση μιας ακριβούς θερμοκρασίας του καλουπιού.

Η καλύτερη ψύξη των λεπτών πυρήνων (μικρότερων των 5 mm) επιτυγχάνεται με τη χρήση ενθέτων από υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα, όπως ο χαλκός ή τα υλικά από χαλκό βηρυλλίου. Η τεχνική αυτή απεικονίζεται στο σχήμα 6 παρακάτω. Τα εν λόγω ένθετα προσαρμόζονται με πρέσα στον πυρήνα και επεκτείνονται με τη βάση τους, η οποία έχει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη διατομή, σε ένα κανάλι ψύξης.

Ψύξη μεγάλων πυρήνων

Για μεγάλες διαμέτρους πυρήνων (40 mm και άνω), πρέπει να εξασφαλίζεται η θετική μεταφορά του ψυκτικού υγρού. Αυτό μπορεί να γίνει με ένθετα στα οποία το ψυκτικό υγρό φτάνει στην άκρη του πυρήνα μέσω μιας κεντρικής οπής και οδηγείται μέσω μιας σπείρας στην περιφέρειά του, και μεταξύ πυρήνα και ενθέτου ελικοειδώς στην έξοδο, όπως φαίνεται στο σχήμα 7. Αυτός ο σχεδιασμός αποδυναμώνει σημαντικά τον πυρήνα.

Πυρήνες ψύξης κυλίνδρων

Η ψύξη των κυλινδρικών πυρήνων και άλλων στρογγυλών εξαρτημάτων πρέπει να γίνεται με διπλή έλικα, όπως φαίνεται παρακάτω. Το ψυκτικό υγρό ρέει προς το άκρο του πυρήνα σε μια έλικα και επιστρέφει σε μια άλλη έλικα. Για σχεδιαστικούς λόγους, το πάχος του τοιχώματος του πυρήνα πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 mm σε αυτή την περίπτωση.