冷却系统在塑料注射成型中的作用
2022-11-13 View: 2146
注射成型是一种循环过程,其中熔融的聚合物在高压下被强制进入冷金属模具并冷却。冷却是注塑成型周期的关键部分,因为它对零件的质量和模具的生产率都有重大影响。许多缺陷,如残余应力、收缩和翘曲,都是由冷却不均匀造成的。这些缺陷影响最终零件的外观和精度。冷却可以持续整个注射循环的三分之二以上,设计有效的冷却通道可以缩短冷却时间并提高注射生产率。因此,优化冷却系统的设计将实现最小冷却时间和平衡(均匀)冷却。为了更好地理解注塑冷却过程,计算机辅助冷却分析已被用作冷却系统设计和冷却条件评估的有用工具。
这里简要介绍了塑料注射成型冷却模拟的发展。Dusinberre的开创性工作侧重于在相当简单的几何结构上预测温度和压力场,并使用一维瞬态模型有限差分法(FDM)计算温度分布。后来,Keing、Kamai和Singh应用了二维有限元法(FEM)来模拟冷却过程。Barone、Cauik、Burton和Rezayat首先应用边界元法(BEM)计算温度场,但仅限于二维分析。由于大多数注塑件具有三维复杂的几何构型,为了基于三维冷却分析来计算温度分布,一些研究人员使用中间平面边界元来模拟注塑件的冷却。
使用边界元法和传热理论开发了冷却分析软件。通过该冷却分析程序,可以计算注塑过程中零件和模具的温度分布。该程序还可以计算零件从模具中弹出后的温度分布。进行了实验以验证程序的准确性。
采用注射成型的冷却分析来预测模具和零件中的温度分布,使用传热理论和BEM来模拟注射成型过程中模具和零件的冷却,以及从模具中排出后零件的持续冷却。用ABS注塑板获得的实验结果可以验证冷却分析软件的数值预测。虽然数值模拟结果可以接受,但仍有很大的改进空间。为了获得更准确的预测,在建立理论数学模型时,应考虑冷却期间的实际热边界条件、晶体材料和取决于温度和时间的材料特性。