Canaux de refroidissement du moule

Les canaux de refroidissement des moules (canaux d'eau) sont l'un des systèmes importants moule en plastiqueLes lignes de refroidissement par eau jouent un rôle dans le processus de moulage qui pourrait améliorer la distorsion, la tolérance, le temps de cycle, la marque d'affaissement, etc. Les canaux de refroidissement médiocres ne permettront jamais d'obtenir des pièces de moulage de haute qualité.

Le refroidissement d'une pièce a un effet considérable sur sa qualité et sa précision dimensionnelle. La pièce idéale est une pièce d'épaisseur uniforme refroidie dans un moule à température uniforme. Cela garantit que la pièce se rétracte à la même vitesse dans toutes les directions. À mesure que nous nous éloignons des conditions idéales, nous induisons un rétrécissement variable de la pièce.

Les zones qui gèlent en premier seront tirées par les zones qui rétrécissent en dernier. Cela induit une contrainte de moulage et une déformation de la pièce. Les tracés de refroidissement montrent les zones où cela se produira. Le tracé de la qualité du refroidissement met en évidence les zones problématiques de la pièce. Les tracés de variation de température de surface et de variation de temps de congélation montrent l'ampleur et les zones de refroidissement différentiel.

Les tracés vous montrent où la chaleur a tendance à rester dans une pièce en raison de sa géométrie (variance de température de surface) et de son épaisseur (variance de temps de congélation). Gardez à l'esprit que les résultats d'Adviser sont des résultats thermiques ISO. Cela signifie que les parois du moule sont maintenues à une température constante. Cela diffère des conditions réelles dans lesquelles l'outil est le plus froid près des conduites d'eau et plus chaud entre elles.

Résultats de la variation de la température de surface

Le résultat Variation de température de surface met en évidence les zones où la géométrie de la pièce entraînera des concentrations de chaleur locales. Les zones de forte variation de température de surface de la pièce sont généralement des régions intérieures avec des noyaux profonds. Cela est dû au fait qu'il n'y a pas suffisamment de masse thermique pour évacuer la chaleur. Par conséquent, ces zones sont des « points chauds » naturels difficiles à refroidir. Des bulleurs et des broches chauffantes sont souvent utilisés pour améliorer le refroidissement dans ces zones.

Notez que la broche centrale qui forme l'intérieur de la pièce illustrée ci-dessous est plus chaude que l'extérieur. Cela est dû au fait qu'elle a la même charge thermique que la surface extérieure mais qu'elle a une masse thermique inférieure. Notez également qu'elle est plus chaude au centre de la broche. Cela est dû au fait que le dissipateur se trouve à chaque extrémité de la broche, forçant la zone la plus chaude à se déplacer vers le centre.

Résultats de la variation du temps de gel

Le résultat de la variation du temps de congélation affiche le temps nécessaire pour que chaque élément du modèle se congèle complètement. Les résultats de la variation du temps de congélation indiquent les endroits de la pièce qui pourraient nécessiter une refonte, comme la réduction de l'épaisseur d'une paroi, ou les endroits du moule qui nécessiteront une capacité de refroidissement supplémentaire.

La partie la plus rapide et la plus refroidie est le bord fin de la pièce (-2,95). La deuxième zone est la partie fine du tube (0,63). La troisième est la partie épaisse du tube (4,22). Pour résoudre ces problèmes, la bride a été épaissie et un méplat a été ajouté à la partie épaisse pour amincir cette zone. Ces modifications étaient importantes pour minimiser le gauchissement et le retrait différentiel dans cette pièce à tolérance serrée.

Quels problèmes une mauvaise qualité des canaux de refroidissement peut-elle causer ?

• Déformation excessive et/ou affaissement dans les zones présentant de grandes variations de refroidissement.
•  Coups courts ou médiocres ligne de soudure formation dans les zones plus froides.
• Augmentation des contraintes de moulage.

Types de canaux de refroidissement des moules

Les configurations des canaux de refroidissement peuvent être en série ou en parallèle. Les deux configurations sont illustrées dans la figure 1 ci-dessous.

FIGURE 1. Configurations des canaux de refroidissement

Canaux de refroidissement parallèles

Parallèle refroidissement du moule Les canaux sont percés directement depuis un collecteur d'alimentation jusqu'à un collecteur de collecte. En raison des caractéristiques d'écoulement de la conception parallèle, le débit le long des différents canaux de refroidissement peut être différent, en fonction de la résistance à l'écoulement de chaque canal de refroidissement individuel. Ces variations de débit entraînent à leur tour des variations de l'efficacité du transfert de chaleur des canaux de refroidissement. Par conséquent, le refroidissement du moule peut ne pas être uniforme avec une configuration de canaux de refroidissement parallèles.

En règle générale, les côtés cavité et noyau du moule disposent chacun de leur propre système de canaux de refroidissement parallèles. Le nombre de canaux de refroidissement par système varie en fonction de la taille et de la complexité du moule.

Canaux de refroidissement en série

Les canaux de refroidissement connectés en une seule boucle de l'entrée du liquide de refroidissement à sa sortie sont appelés canaux de refroidissement en série. Ce type de configuration de canal de refroidissement est le plus couramment recommandé et utilisé. De par leur conception, si les canaux de refroidissement sont de taille uniforme, le liquide de refroidissement peut maintenir son débit (de préférence) turbulent sur toute sa longueur. Le flux turbulent permet un transfert de chaleur plus efficace. Le transfert de chaleur du flux de liquide de refroidissement aborde ce sujet plus en détail. Cependant, vous devez veiller à minimiser l'augmentation de température du liquide de refroidissement, car le liquide de refroidissement collectera toute la chaleur tout au long du trajet du canal de refroidissement. En général, la différence de température du liquide de refroidissement à l'entrée et à la sortie doit être comprise entre 5 °C pour les moules à usage général et 3 °C pour les moules à usage général. moules de précision. Pour grands moules en plastique, plus d'une série canaux de refroidissement sont nécessaires pour assurer une température uniforme du liquide de refroidissement et donc une configuration uniforme du canal de refroidissement refroidissement du moule.

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Canaux de refroidissement du moule pour améliorer la qualité des pièces moulées en plastique

Une règle fondamentale du moulage par injection est que le matériau chaud pénètre dans le moule, où il refroidit rapidement en canaux de refroidissement dans le moule à une température à laquelle il se rigidifie suffisamment pour conserver le motif. La chaleur du Outillage pour moules en plastique est pour cette raison importante car elle régit une partie du cycle général de moulage.

Bien que la matière fondue s'écoule plus librement avec un outil de moulage par injection chaud, une meilleure période de refroidissement est nécessaire avant que la pièce moulée solidifiée puisse être éjectée. Par ailleurs, bien que la matière fondue se raidisse rapidement dans un outil froid, elle peut ne pas atteindre exactement les extrémités de la cavité. Un compromis entre les deux opposés doit donc être accepté pour obtenir le cycle de moulage parfait.

La température de fonctionnement du moule dépendra d'un certain nombre d'aspects qui intègrent les éléments suivants : le modèle et la qualité du matériau à mouler ; la longueur du flux dans l'empreinte ; la partie de la paroi du moulage ; la durée de la méthode d'alimentation, etc.

Il est souvent utile d'utiliser une température légèrement plus élevée que celle nécessaire simplement pour remplir l'empreinte, car cela tend à améliorer la finition de surface du moulage en minimisant les lignes de soudure, les points d'écoulement et autres imperfections.

Pour maintenir la différence de température requise entre le moule et la matière plastique, de l'eau (ou un autre fluide) est distribuée à travers trous ou canaux de refroidissement à l'intérieur du moule en plastique. Ces trous ou canaux sont appelés voies d'écoulement ou voies d'eau et le système complet de voies d'écoulement est connu sous le nom de circuit.

Pendant la phase de remplissage de l'empreinte, le matériau le plus chaud doit se trouver près du point d'entrée, c'est-à-dire de la porte, le matériau le plus froid peut se trouver au point le plus éloigné de l'entrée. La chaleur du liquide de refroidissement augmente cependant lorsqu'il traverse le moule en plastique.

Par la suite, pour obtenir une vitesse de refroidissement uniforme au-dessus de la surface de moulage, il est nécessaire de localiser le fluide de refroidissement entrant à côté des surfaces de moulage « chaudes » et de choisir les canaux contenant du fluide de refroidissement « chauffé » à côté des surfaces de moulage « froides » ?

Néanmoins, comme on le verra probablement au cours des prochains débats, il n’est pas toujours possible d’utiliser la technique idéalisée et le concepteur doit faire preuve d’une bonne dose de jugement lors de la conception des circuits de refroidissement si l’on veut éviter des moules trop coûteux.

Des éléments pour le flux d'eau (ou d'autres fluides) sont disponibles dans le commerce. Ces unités sont essentiellement connectées au moule via des tuyaux flexibles, avec l'unité, la température du moule peut être maintenue dans des limites étroites. La manipulation de chaleur rapprochée n'est pas disponible en utilisant la stratégie d'options où le moule est interconnecté à l'alimentation en eau froide.

Il s'agit essentiellement du devoir du concepteur du moule de proposer des solutions adaptées. conduites de refroidissement par eau conception à l'intérieur du moule. En général, les méthodes les plus simples sont celles dans lesquelles des trous sont percés longitudinalement à travers le moule. Néanmoins, ce n'est certainement pas la meilleure méthode pour un moule particulier.

Lors de l'utilisation de perçages pour l'écoulement du liquide de refroidissement, ceux-ci ne doivent cependant pas être positionnés trop près de la cavité (à moins de 15 mm) car cela peut provoquer une version de température marquée à travers l'empreinte, avec des problèmes de moulage qui en résultent.

La conception d'un circuit d'eau Il est souvent compliqué de comprendre que les voies d'écoulement ne doivent pas être percées trop près d'un autre trou dans la même plaque de moulage. Il convient de rappeler que la plaque de moulage comporte un nombre important de trous ou de cavités, pour accueillir des broches d'éjection, des piliers de guidage, des douilles de guidage, des buses d'injection, des inserts, etc.

La distance à laquelle le canal de refroidissement peut être placé à proximité d'un autre trou dépend en grande partie de la profondeur de forage du canal de refroidissement. Lors du forage de canaux d'écoulement d'eau profonds, le forage a tendance à dévier de sa trajectoire prescrite. Une règle souvent utilisée est que pour les forages d'environ 149 mm de profondeur, le canal de refroidissement ne doit pas être à moins de 3 mm d'un autre trou. Pour les canaux d'écoulement d'eau plus importants, cette tolérance est portée à 6 mm.

Pour obtenir la meilleure configuration possible pour un seul circuit d'eau, il est judicieux de placer le circuit de refroidissement le plus tôt possible dans le plan. Les autres éléments du moule, par exemple les broches d'éjection, les douilles de guidage, etc., peuvent alors être placés en conséquence.

Conseils de fabrication pour les canaux de refroidissement des moules

Cette astuce de fabrication concerne les moules d'injection plastique dotés d'inserts ronds avec joints toriques et canal de refroidissement à l'extérieur.

Lorsque nous mettons l'insert avec le joint torique dans le trou de l'insert, nous endommageons parfois le joint torique, car le bord du trou de refroidissement est trop tranchant et le bord coupe une partie du joint torique et endommage le joint torique, pour éviter ce problème, nous devons ajouter un petit chanfrein au bord du trou de refroidissement dans la plaque d'insertion, lorsque le joint torique arrive dans le trou de refroidissement, le joint torique ne sera pas endommagé car la zone du bord est lisse.

En dessous de la zone du cycle rouge, le bord est trop tranchant, cela endommagera le joint torique, si nous ajoutons un chanfrein au niveau de la poche du joint torique, ce problème pourrait être résolu.

Les zones ci-dessous sont un autre type de cas, au niveau de la zone ouverte du trou de refroidissement, il y a un bord très tranchant, cela peut couper les mains de l'outilleur s'il touche cette zone, pour éviter ce problème, nous devons ajouter un rayon et rendre cette zone ronde.

 

Étape pour créer un rayon pour ce problème,

1. Trouvez une meuleuse manuelle et choisissez une meule ronde et non pointue.

2. Vérifiez sur le dessin la taille du filet que vous pouvez faire, si le filet est trop grand, l'eau peut sortir sous le joint torique, dans ce cas, il y a 1,5 mm entre le joint torique et le trou de refroidissement, nous pouvons donc faire un filet de 1 mm de rayon tout autour du trou de refroidissement.

3. Broyez le filet autour du trou de refroidissement à la main, veillez à ne pas endommager la surface autour du trou de refroidissement, l'image ci-dessous montre un bon chanfrein de refroidissement.