金型冷却チャンネル

金型冷却水路（水路）は、金型冷却における重要なシステムの一つである。 プラスチック金型水冷ラインは成形工程で、歪み、公差、サイクルタイム、ヒケなどを改善する役割を果たす。

部品の冷却方法は、部品の品質と寸法精度に劇的な影響を与えます。 理想的な部品は、均一な温度の金型で冷却された均一な厚みのものです。 これにより、部品はあらゆる方向に同じ速度で収縮します。 理想的な条件から遠ざかるにつれて、部品の収縮率にばらつきが生じます。

最初に凍った部分は、最後に収縮した部分に引っ張られる。 これにより、成形品に応力と反りが生じる。 冷却プロットは、このような現象が発生する部分を示しています。 冷却品質プロットは、成形品の問題箇所を強調表示します。 表面温度のばらつきと凍結時間のばらつきは、冷却のばらつきの大きさと領域を示します。

このプロットは、部品の形状（表面温度のばらつき）と厚さ（凍結時間のばらつき）により、熱が部品のどこに留まりやすいかを示しています。 Adviserの結果はISOサーミックであることに留意してください。 これは、金型の壁が一定の温度に保たれていることを意味します。 これは、金型が水線付近で最も冷たく、水線と水線の間でより暖かいという実際の条件とは異なります。

表面温度偏差の結果

表面温度ばらつきの結果は、部品の形状が局所的な熱集中を引き起こす領域を強調表示します。部品の表面温度ばらつきが大きい部分は、通常、コアが深い内部領域です。 これは、熱を除去するのに十分な熱質量がないためです。 したがって、これらの領域は冷却が困難な天然の「ホットスポット」となる。 このような部分の冷却を改善するために、バブラーやヒートピンがよく使用されます。

下図の部品の内側を形成するコアピンは、外側よりも高温であることに注意。 これは、外側の表面と同じ熱負荷を持つが、熱質量が少ないためである。 また、ピンの中央部が高温になっていることにも注意してください。 これは、シンクがピンの両端にあるため、最も高温になる部分が中央に追いやられているためです。

フリーズ時間分散結果

凍結時間のばらつきの結果には、モデルの各要素が完全に凍結するのに必要な時間が表示されます。凍結時間のばらつきの結果は、壁の厚みを減らすなどの再設計が必要な部品や、冷却能力の追加が必要な金型の場所を示します。

最も早く、最初に冷えるのはパーツの縁の薄い部分（-2.95）。 2番目はチューブの細い部分（0.63）。 3番目はチューブの厚い部分（4.22）。 これらの問題を解決するために、フランジを厚くし、その部分を薄くするために厚い部分に平らな部分を追加した。 これらの変更は、この公差の厳しい部品の反りと差収縮を最小限に抑えるために重要でした。

冷却水路の品質不良はどのような問題を引き起こすのでしょうか？

• 冷却のばらつきが大きい領域での過度の反りやヒケ。
•  ショート・ショット、または貧弱 溶接線 寒冷地における
• 成形応力の増加。

金型冷却チャンネルの種類

冷却チャンネル構成には、シリアルとパラレルがある。どちらの構成も以下の図1に示されている。

図1.冷却チャネルの構成

並列冷却チャンネル

パラレル モールドクーリング 流路は、供給マニホールドから回収マニホールドまで直線的に貫通している。並列設計の流量特性により、各冷却流路の流量は、各冷却流路の流量抵抗により異なる場合がある。 個別冷却チャンネル.このように流量が異なると、冷却流路の伝熱効率も個々に異なる。その結果、平行な冷却流路の構成では、金型の冷却が均一に行われないことがある。

通常、金型のキャビティ側とコア側には、それぞれ平行な冷却チャンネルがあります。システムごとの冷却チャンネルの数は、金型のサイズや複雑さによって異なります。

シリアル冷却チャンネル

冷却水入口から出口まで1つのループで接続された冷却チャネルは、直列冷却チャネルと呼ばれます。このタイプの冷却チャンネル構成は、最も一般的に推奨され、使用されています。設計上、冷却流路の大きさが均一であれば、冷却水はその全長にわたって（できれば）乱流速度を維持することができます。乱流は、熱をより効果的に伝達します。冷却液流の熱伝導では、この点について詳しく説明しています。しかし、クーラントは冷却流路の全長にわたって全ての熱を集めるため、クーラントの温度上昇を最小限に抑えるよう注意する必要があります。一般に、入口と出口のクーラントの温度差は、汎用金型では5℃以内、金型では3℃以内が望ましい。 精密金型.について 大型プラスチック金型複数のシリアル 冷却チャンネル クーリング・チャンネルを構成するクーラントの温度を均一にし、均一なクーリング・チャンネルを構成するためには、クーリング・チャンネルを構成するクーラントの温度を均一にする必要がある。 モールドクーリング.

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プラスチック成形品の品質を向上させる金型冷却チャンネル

射出成形の基本的なルールは、高温の材料が金型に入り、そこで急速に冷却されることです。 冷却チャンネル を型に入れ、型紙を保つのに十分な硬さになるまで加熱する。その熱は プラスチック金型 そのため、一般的な成形サイクルの一部を支配するものとして重要である。

高温の射出成形金型では、溶融物はより自由に流れるが、固化した成形物を排出する前に、より良い冷却期間が必要である。あるいは、冷間金型では溶融物はすぐに固まるが、キャビティの端まで正確に到達しない可能性がある。このような理由から、完璧な成形サイクルを得るためには、この相反する2つの妥協点を受け入れなければならない。

金型の動作温度は、成形する材料のモデルとグレード、インプレッション内の流れの長さ、成形品の壁面部分、供給方法の期間など、次のような多くの側面に左右される。

単にインプレッションを充填するのに必要な温度よりも、いくらか高い温度を利用することが有用であることがよく見出される。これは、ウェルドライン、フローポイント、その他の傷を最小限に抑えることによって、成形品の表面仕上げを改善する傾向があるからである。

金型とプラスチック材料の間に必要な温度差を保持するために、水（または他の流体）を流通させる。 冷却孔または冷却溝 プラスチック金型内のこれらの穴や水路はフローウェイまたはウォーターウェイと名付けられ、フローウェイの完全なシステムは回路として知られている。

インプレッション充填段階では、最も高温の材料は入口、すなわちゲートの近くにあり、最も低温の材料は入口から最も遠い場所にある。しかし、クーラント液の熱は、プラスチック金型を通過するにつれて上昇します。

その後、成形面の上方で均一な冷却速度を達成するためには、流入する冷却液を「熱い」成形面の隣に配置し、「冷たい」成形面の隣に「加熱された」冷却液を含む流路を選択する必要がある。

とはいえ、これからの議論からわかるように、理想化されたテクニックを常に使用できるわけではなく、設計者は、高価な金型を避けたいのであれば、クーラント回路をレイアウトする際に、適切な判断を下す必要がある。

水（または他の流体）を流すためのアイテムは、商業的な意味で利用可能です。これらのユニットは基本的に扱いやすいホースを介して金型に接続され、このユニットによって金型の温度を近い範囲に保つことができます。金型が冷水の供給源に接続されているオプションの戦略では、緊密な熱操作はできません。

これは基本的に、金型設計者の義務である。 水冷ライン 金型内の設計。一般的に、最も単純な方法は、金型の長手方向に穴を開ける方法です。しかし、これは特定の金型に最適な方法ではありません。

クーラントを流すための穴あけは、キャビティに近づけすぎないこと（15mm以上）。

のデザインである。 水回路 流路は、同じような金型プレートの別の穴の近くに開けすぎてはならない。金型プレートには、エジェクターピン、ガイドピラー、ガイドブッシュ、スプルーブッシュ、インサートなどを入れるために、かなりの数の穴や凹みがあることを思い出してほしい。

冷却水流路の中で他の孔に隣接する位置がどの程度安全であるかは、冷却水流路の掘削に必要な深さに大きく依存する。冷却水流路を深く掘削する場合、孔が所定のコースから外れる傾向がある。よく利用されるルールとして、深さ約149mmの穴あけでは、冷却水路は他のどの穴にも3mm以上近づけてはならない。水流が大きい場合、この許容範囲は6mmに拡大される。

水回路だけのために利用できる最大の状況を得るには、設計図のできるだけ早い段階で冷却回路をレイアウトするのが良い練習になる。他の金型アイテム、例えばエジェクターピン、ガイドブッシュなどは、それに応じて配置することができる。

金型冷却チャンネル製造のヒント

この製造チップは、Oリングと丸いインサートがあるプラスチック射出成形金型用です。 冷却チャンネル 外側の

これは、冷却穴のエッジが鋭すぎるため、エッジがOリングの一部を切り取ってしまい、Oリングが損傷してしまうためです。この問題を避けるには、インサートプレートの冷却穴のエッジに小さな面取りを追加する必要があります。

Oリングのポケットに面取りをすれば、この問題は解決する。

冷却穴の開いている部分には鋭利なエッジがあり、その部分に触れると工具職人の手を切ってしまう可能性があるため、この問題を避けるために、この部分にRを付けて丸みを持たせる必要がある。

冷却面取り

この問題を解決するためのステップ、

1. ハンドグラインダーマシンを探し、鋭利なものではなく丸いグラインダーピンを選ぶ。

ハンドグラインディングマシン

2.フィレットが大きすぎると、水がOリングの下に出てしまうかもしれない。この場合、Oリングから冷却穴まで1.5mmあるので、冷却穴の周囲に半径1mmのフィレットを作ることができる。

3.冷却穴の周りのフィレットを手で削ります。冷却穴の周りの表面を傷つけないように注意してください。

良好な冷却水路