Co to jest przegroda chłodząca formy wtryskowej?
Przegroda chłodząca formy wtryskowej w formowaniu wtryskowym odnosi się do elementu lub struktury zaprojektowanej w celu usprawnienia procesu chłodzenia formy podczas cyklu formowania wtryskowego. Formowanie wtryskowe to proces produkcyjny, w którym stopione tworzywo sztuczne jest wtryskiwane do gniazda formy w celu uformowania określonego kształtu. Wydajne chłodzenie ma kluczowe znaczenie w tym procesie, aby zapewnić prawidłowe zestalenie tworzywa sztucznego i uzyskać wysokiej jakości wypraski.
Przegrody chłodzące formy wtryskowej są zwykle umieszczane w gnieździe formy w celu regulacji i optymalizacji chłodzenia wtryskiwanego tworzywa sztucznego. Przegrody te mogą przybierać różne formy, takie jak żebra, kanały lub inne struktury, i są strategicznie rozmieszczone w celu kontrolowania przepływu chłodziwa (zwykle wody lub oleju) przez formę. Głównym celem przegród chłodzących jest szybkie odprowadzanie ciepła ze stopionego tworzywa sztucznego, co ułatwia szybsze i bardziej równomierne krzepnięcie.
Stosując przegrody chłodzące formy, producenci mogą poprawić czas cyklu, zwiększyć stabilność wymiarową formowanych części, zmniejszyć ryzyko wad i ostatecznie zwiększyć ogólną wydajność procesu formowania wtryskowego. Konstrukcja i rozmieszczenie przegród chłodzących zależy od takich czynników, jak geometria formowanej części, zastosowany materiał i specyficzne wymagania procesu formowania.
Znaczenie przegrody chłodzącej formy wtryskowej
Przegrody chłodzące odgrywają kluczową rolę w procesie formowania wtryskowego, a ich znaczenie wynika z kilku kluczowych aspektów:
- Skrócenie czasu cyklu: Wydajne przegrody chłodzące pomagają w szybszym i bardziej równomiernym chłodzeniu formowanej części. Optymalizując proces chłodzenia, można skrócić całkowity czas cyklu procesu formowania wtryskowego. Krótszy czas cyklu przyczynia się do zwiększenia tempa produkcji i poprawy wydajności operacyjnej.
- Stabilność wymiarowa: Właściwe chłodzenie jest niezbędne do osiągnięcia dokładności wymiarowej i stabilności formowanych części. Przegrody chłodzące pomagają kontrolować szybkość chłodzenia, zapobiegając wypaczaniu lub deformacji produktu końcowego. Stałe i kontrolowane chłodzenie pomaga utrzymać pożądane wymiary formowanych elementów.
- Poprawa jakości: Równomierne chłodzenie minimalizuje prawdopodobieństwo wystąpienia naprężeń wewnętrznych, śladów zapadnięć i innych wad w formowanych częściach. Zapobiegając nierównomiernemu chłodzeniu, przegrody chłodzące przyczyniają się do wyższej jakości gotowych produktów z mniejszą liczbą niedoskonałości powierzchni i zwiększoną integralnością strukturalną.
- Wybór materiału i optymalizacja przetwarzania: Różne materiały mają różne wymagania dotyczące chłodzenia. Przegrody chłodzące umożliwiają dostosowanie procesu chłodzenia w oparciu o konkretny używany materiał. Ta elastyczność ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji parametrów formowania wtryskowego i osiągnięcia pożądanych właściwości materiału w produkcie końcowym.
- Efektywność energetyczna: Wydajne przegrody chłodzące przyczyniają się do oszczędności energii, umożliwiając precyzyjną kontrolę procesu chłodzenia. Dzięki bardziej efektywnemu chłodzeniu formy, możliwe jest skrócenie czasu spędzanego przez formę w fazie chłodzenia, co prowadzi do oszczędności energii i kosztów w dłuższej perspektywie.
- Wydłużona żywotność narzędzia: Właściwe chłodzenie pomaga w zarządzaniu naprężeniami termicznymi wywieranymi na formę. Zapobiegając przegrzaniu i zapewniając równomierny rozkład temperatury, przegrody chłodzące przyczyniają się do długowieczności i trwałości formy wtryskowej, zmniejszając koszty konserwacji i przestoje.
Podsumowując, przegrody chłodzące do form wtryskowych są niezbędne do optymalizacji procesu formowania wtryskowego, poprawy jakości formowanych produktów, skrócenia czasu cyklu i zwiększenia ogólnej wydajności operacyjnej w przemyśle wytwórczym.
W jaki sposób chłodzą one pleśń? Bubblery i przegrody
Bąbelkowa chłodnica wody i przegroda są sekcjami przewody chłodzące które przekierowują przepływ chłodziwa do obszarów, które normalnie nie byłyby chłodzone. Kanały chłodzące są zazwyczaj wiercone przez gniazdo formy i rdzeń. Forma może jednak składać się z obszarów zbyt odległych, aby pomieścić regularne kanały chłodzące. Alternatywne metody chłodzenia tych obszarów równomiernie z resztą części obejmowały użycie przegród, pęcherzyków powietrza lub kołków termicznych, jak pokazano poniżej.
Przegrody
Przegroda formy jest w rzeczywistości kanałem chłodzącym wywierconym prostopadle do głównego kanału. linia chłodzeniaz łopatką, która rozdziela jeden kanał chłodzący na dwa półokrągłe kanały. Chłodziwo przepływa po jednej stronie łopatki z głównego kanału. linia chłodzeniaZawraca wokół końcówki na drugą stronę przegrody, a następnie przepływa z powrotem do głównego przewodu chłodzącego.
Metoda ta zapewnia maksymalne przekroje dla chłodziwa, ale trudno jest zamontować rozdzielacz dokładnie w środku. Efekt chłodzenia, a wraz z nim rozkład temperatury po jednej stronie rdzenia może różnić się od rozkładu po drugiej stronie. Ta wada ekonomicznego rozwiązania, jeśli chodzi o produkcję, może zostać wyeliminowana, jeśli blacha tworząca przegrodę jest skręcona. Na przykład przegroda spiralna, jak pokazano na rysunku 2 poniżej, przenosi chłodziwo do końcówki i z powrotem w postaci spirali. Jest ona przydatna w przypadku średnic od 12 do 50 mm i zapewnia bardzo jednorodny rozkład temperatury. Innym logicznym rozwinięciem przegród są rdzenie spiralne z pojedynczym lub podwójnym przelotem, jak pokazano na rysunku 2 poniżej.
Bubblery
Bąbel chłodzący formę jest podobny do przegrody, z tym wyjątkiem, że ostrze jest zastąpione małą rurką. Chłodziwo wpływa do dolnej części rurki i "bąbelkuje" z górnej części, podobnie jak fontanna. Następnie chłodziwo przepływa w dół wokół zewnętrznej części rurki, aby kontynuować przepływ przez formę. kanał chłodzący.
Najbardziej efektywne chłodzenie smukłych rdzeni uzyskuje się za pomocą bubblerów. Średnica obu musi być dostosowana w taki sposób, aby opór przepływu w obu przekrojach był równy. Warunkiem tego jest:
Średnica wewnętrzna / średnica zewnętrzna = 0,707
Bubblery do chłodzenia form są dostępne w handlu i są zwykle wkręcane w rdzeń, jak pokazano na rysunku 3 poniżej. Do średnicy 4 mm rurka powinna być ścięta na końcu, aby zwiększyć przekrój wylotu; technikę tę zilustrowano na rysunku 3. Bubblery mogą być używane nie tylko do chłodzenie rdzenia formyale także do chłodzenia płaskich sekcji form, które nie mogą być wyposażone w wiercone lub frezowane kanały.
Rysunek 3 (po lewej) Bubblery wkręcone w rdzeń. (Po prawej) Bubbler ścięty w celu powiększenia otworu wylotowego
UWAGA: Ponieważ zarówno przegrody chłodzące formy, jak i pęcherzyki powietrza mają zwężone obszary przepływu, opór przepływu wzrasta. Dlatego należy zachować ostrożność przy projektowaniu rozmiaru tych urządzeń. Zachowanie przepływu i wymiany ciepła zarówno w przypadku przegród, jak i pęcherzyków powietrza można łatwo modelować i analizować za pomocą analizy C-MOLD Cooling.
Styki termiczne
Kołek termiczny jest alternatywą dla formy wtryskowej przegrody i pęcherzyki powietrza. Jest to szczelny cylinder wypełniony płynem. Płyn odparowuje, gdy pobiera ciepło ze stali narzędziowej i skrapla się, gdy uwalnia ciepło do chłodziwa, jak pokazano na rysunku 4. Wydajność przenoszenia ciepła przez trzpień termiczny jest prawie dziesięciokrotnie większa niż w przypadku rurki miedzianej. Aby zapewnić dobre przewodzenie ciepła, należy unikać szczeliny powietrznej między kołkiem termicznym a formą lub wypełnić ją szczeliwem o wysokiej przewodności.
Chłodzenie smukłych rdzeni
Jeśli średnica lub szerokość jest bardzo mała (mniej niż 3 mm), możliwe jest tylko chłodzenie powietrzem. Powietrze jest wdmuchiwane do rdzeni z zewnątrz podczas otwierania formy lub przepływa przez centralny otwór od wewnątrz, ta procedura oczywiście nie pozwala na utrzymanie dokładnej temperatury formy.
Lepsze chłodzenie smukłych rdzeni (tych mierzących mniej niż 5 mm) uzyskuje się poprzez zastosowanie wkładek wykonanych z materiałów o wysokiej przewodności cieplnej, takich jak miedź lub materiały berylowo-miedziane. Technika ta została zilustrowana na rysunku 6 poniżej. Takie wkładki są wciskane w rdzeń i rozciągają się wraz z podstawą, która ma tak duży przekrój, jak to możliwe, do kanału chłodzącego.
Chłodzenie dużych rdzeni
W przypadku dużych średnic rdzenia (40 mm i większych) należy zapewnić dodatni transport chłodziwa. Można to zrobić za pomocą wkładek, w których chłodziwo dociera do końcówki rdzenia przez centralny otwór i jest prowadzone spiralnie do jego obwodu, a następnie między rdzeniem a wkładką spiralnie do wylotu, jak pokazano na rysunku 7. Taka konstrukcja znacznie osłabia rdzeń.
Rdzenie cylindrów chłodzących
Chłodzenie rdzeni cylindrów i innych okrągłych części powinno odbywać się za pomocą podwójnej spirali, jak pokazano poniżej. Chłodziwo przepływa do końcówki rdzenia w jednej spirali i powraca w drugiej spirali. Ze względów konstrukcyjnych grubość ścianki rdzenia powinna w tym przypadku wynosić co najmniej 3 mm.