模具溫度控制
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-26
模具溫度控制的視頻教程
航空制造中的切削溫度與殘余應力控制：高溫合金與鈦合金加工
高溫合金如 GH4169 及鈦合金作為航空航天領域關鍵結構材料，其加工過程面臨切削溫度高、刀具磨損快、表面質量控制難等共性問題。GH4169 鎳基高溫合金和鈦合金均屬于典型難加工材料。工程實踐表明，零部件疲勞破壞多起源于表面或近表面區域，加工表面完整性已成為評價制造質量的核心指標。
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模具溫度控制的實例教程
3．改善產品翹曲
如果模具的冷卻系統設計不合理或模具溫度控制不當，塑件冷卻不足，都會引起塑件翹曲變形。
對于模具溫度的控制，應根據制品的結構特征來確定陽模與陰模、模芯與模壁、模壁與嵌件間的溫差，從而利用控制模塑各部位冷卻收縮速度的不同，塑件脫模后更趨于向溫度較高的一側牽引方向彎曲的特點，來抵消取向收縮差，避免塑件按取向規律翹曲變形。對于形體結構完全對稱的塑件，模溫應相應保持一致，使塑件各部位的冷卻均衡。
4．影響制品的成型收縮率。
低的模溫使分子“凍結取向”加快，使得模腔內熔體的凍結層厚度增加，同時模溫低阻礙結晶的生長，從而降低制品的成型收縮率。相反，模具溫度高，則熔體冷卻緩慢，松弛時間長，取向水平低，同時有利于結晶，產品的實際收縮率較大。
5．影響制品的熱變形溫度
特別是對于結晶性塑料，如果產品在較低的模溫下成型，分子的取向和結晶被瞬間凍結，當一個較高溫的使用環境或二次加工條件下，其分子鏈會進行部分地重新排列和結晶的過程，使得產品在甚至遠低于材料的熱變形溫度（HDT）下變形。
正確的做法是使用所推薦的接近其結晶溫度的模溫下生產，使產品在注塑成型階段就得到充分的結晶，避免這種在高溫環境下的后結晶和后收縮。
總之，模具溫度在注塑成型工藝中是最基本的控制參數之一，同時在模具設計中也是首要考慮的因素。它對制品的成型，二次加工和最終使用過程的影響是不可低估的。
展開 設計流體流過模具和進料管的截面尺寸時要留有余量。不要使用接頭，否則這將對由模溫控制的流體流動造成嚴重障礙。
如果可能的話，請使用加壓水作為控制溫度介質。請使用耐高壓高溫的有韌性的管道和歧管。
給出與模具相匹配的控溫設備性能的詳細說明。模具制造商給出的數據表中應提供關于流速的一些必要的數字。
在模具和機器模板搭接處請使用絕緣板。
對動模和定模分別使用不同的溫控系統
在任何一側面和中心，請使用隔離的溫控系統，這樣可使模塑過程中有不同的啟動溫度。
不同的溫控系統電路應串聯，不能并聯。如果電路并聯，電阻的差異將引起溫控介質的容積流速不同，從而會比在電路串聯情況下發生更大的溫度變化。（只有在串聯電路連接在模具入口和出口溫差變化小于5°C時其操作才良好）
在模具溫度控制設備上有供給溫度和返回溫度的顯示是一種優點。
工藝控制的目的就是要在模具中加入一個溫度傳感器，這樣就可以在實際生產中檢測溫度變化。
在整個生產周期中通過多次注射在模具中建立起熱平衡，一般最少應有10次注射。達到熱平衡中的實際溫度受許多因素影響。與塑料相接觸的模具表面的實際溫度可以用模具內部的熱電偶測出（距表面2mm處的讀數）。更常用的方法是手持一根高溫計測出，高溫計的探頭要響應快速。模具溫度的確定要測量許多點，而不是單點或一面的溫度。然后可根據設定的控溫標準進行修正。將模具溫度調整至適當值。不同原料的一覽表中都給出了建議的模具溫度。
展開 由首爾科大的Keun Park博士與LG Electronics的模具技術中心共同合作，針對使用脈沖式模具溫度控制對冷卻效果的影響進行深入研究。首爾科大與LG Electronics都利用Moldex3D仿真結果來優化產品設計及制造。
挑戰
近年來制造業面臨的挑戰是如何制造出更薄、更輕、質量更好，同時又有足夠結構強度的電子產品。為了確保產品質量，在射出成型的過程中，必須要提高模具溫度以避免潛在的問題如縫合線及殘余應力的發生。不過，提高模具溫度，雖然可以提升對象表面的質量，相對地，冷卻與周期時間也被增長。因此，對于在生產制造中注重效率又有成本考慮的模具設計者，如何同時保持模具溫度、縮短冷卻時間，是一個很重要的課題。
解決方案
動態模具溫度控制就是用來解決類似的問題，此研究建議應用脈沖式模具溫度控制在成型階段的之前和之后交替循環熱水與冷水，來提升產品的質量和生產效率。在冷卻階段，模具溫度可以被迅速降低而不會影響周期時間。此研究也將這份模擬結果，在加熱與冷卻效率這個部份來與傳統的模具冷卻系統作比較。
案例研究
在此研究中，首爾科大依照Moldex3D精準的模擬能力來測量研究模具的瞬時溫度。導入脈沖式模具溫度控制技術，并將導入后測量出的模具表面溫度結果拿來和傳統冷卻后的結果作比較。圖3表示的是使用脈沖式冷卻系統與傳統冷卻系統的比較結果。使用傳統冷卻技術時，在每個周期注入60°C的水，成型周期時間為21秒；另一方面，不同于傳統冷卻技術，脈沖式冷卻系統在0.5秒的充填階段期間，注入80°C的水，接著在后續的11.5秒中，將冷卻水溫降至40°C，最后，在9秒的冷卻與開模階段，注入80°C的水。
圖3. 傳統冷卻系統與脈沖式冷卻系統的冷卻時間比較
Moldex3D瞬時熱傳的3D模擬能力，能夠準確地預測在任何特定時間的溫度分布。
展開 圖5安世亞太增材制造工藝流程
STEP 4: Mold Temperature Control
如果沒有對水路進行流量、流速、水溫等因素的精準控制，產品質量就會隨之下降。并且，伴隨著模具運行時間越長，對水路的控制和護理就會越發重要。安世亞太的模溫控制模塊，采用3D打印專用模溫機，為用戶提供全生命周期的流量、模溫監控和調節，最大限度提高成型設備（注塑機、壓鑄機等）的制造產量，提高模具使用壽命，從而提高企業運營和盈利能力。
湍流是提高冷卻效率的最佳解決途徑，能夠最大限度在模具水路中通過循環帶走熱量。雷諾系數是數學上用于測量湍流的基礎，低雷諾系數意味層流，高雷諾系數意味湍流。但并不是越高的湍流越好，反而會增加不必要的能量損耗。安世亞太基于工業仿真分析，并通過模溫機的流量監控，保證水路中雷諾系數維持在最佳值（4000-8000）的狀態，達到最優的冷卻效率。
圖6 雷諾系數計算公式以及仿真分析狀態
模具溫度會影響產品表面質量、活動性、收縮率、注塑周期以及變形等，模具溫度過高或過低對不同的材料會帶來不同的影響。例如，對熱塑性塑料而言，模具溫度高一點通常會改善表面質量和活動性，但會延長冷卻時間和注塑周期；模具溫度低一點會降低在模具內的收縮，但會增加脫模后注塑件的收縮率。
而對熱固性塑料來說，高一點的模具溫度通常會減少循環時間，且時間由零件冷卻所需時間決定。
展開 許多模具，尤其是成型工程用的熱塑性塑料，在相對較高的溫度下運行，如80攝氏度或176華氏度。如果模具沒有保溫，流失到空氣和注塑機上的熱量可以很容易地與射料缸流失的一樣多。
所以要將模具用骨架板隔熱，如果可能，將模具的表面隔熱。如果考慮用熱流道模具，嘗試減少熱流道部分和冷卻了的注塑件之間的熱量交換。這樣的方法可以減少能量流失和預熱時間。
模具溫度對注塑成型的影響有哪些？
模具溫度是注塑成型中最要的變量。無論注塑何種塑料，必須保證形成模具表面基本的濕潤。一個熱的模具表面使塑料表面長時間保持液態，足以在型腔內形成壓力。
如果型腔填滿而且在凍結的表皮硬化之前，型腔壓力可將柔軟的塑料壓在金屬上，那么型腔表面的復制就高。另一方面，如果在低壓下進入型腔的塑料暫停了，不論時間多短，那么它與金屬的輕微接觸都會造成污點，有時被稱為澆口污斑。
對于每一種塑料和塑膠件，存在一個模具表面溫度的極限，超過這個極限，就可能出現一種或更多不良影響（例如：組件可以溢出毛邊）。模具溫度更高意味著流動阻力更小。
在許多注塑機上，這自然就意味著更快流過澆口和型腔，因為所用的注塑流動控制閥并不糾正這個改變，填充更快會在澆道和型腔內引起更高的有效壓力，可能造成溢料毛邊。
由于更熱的模具型腔并不凍結那些在高壓形成之前進入溢料邊區域的塑料，熔料可在頂出桿周圍溢料（毛邊）并溢出到分割線間隙內。這表明需要有良好的注射速率控制，而一些現代化的流動控制編程器也確實可以做到這點。
通常，模具溫度的升高會減少塑料在型腔內有冷凝層，使熔融材料在型腔內更易于流動，從而獲得更大的零件重量和更好的表面質量。
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控制人手可觸摸的表面的溫度，其本質是（ ）
答案是燙感。
我們之前講到過，可觸摸表面的溫度是體驗性熱設計目標，其溫度高 低通常并不影響電子產品功能，但影響體驗。因此，控制表面的溫度，實際上是在控制 體驗，溫度對應的體驗，就是燙感。
之所以提出這個問題，是因為不同物體的表面，即使溫度相同，其燙感體驗也不相 同。也就是說，兩個表面不同的電子產品，即使溫度控制的完全一致
收縮
?模具溫度問題
模具溫度在閥門結凍后會變得比高分子收縮性質的問題還要重要，因此，模具溫度必需適當地控制在合理的范圍內。
?冷卻時間
?充填及包壓時間
?零件在射出時的溫度
?鎖模力
鈦絲驅動技術（NiTiDrivetech）的可靠性設計
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經過多道工序制成的絲，財哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅動鈦絲發生運動。相比于傳統的電機、電磁鐵動力，鈦絲是一種新型的動力元件。鈦絲驅動技術（nitidrivetech）目前已經在航空航天
大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點。
由于塑膠模具構成相對比較復雜，嵌件及模塊比較多，一般零部件數量在400~1000+，使用傳統的熱分析軟件
<p class="ql-align-right">*本文內容來自機械零部件制造業用戶投稿</p><p><br></p><p>大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點
*本文內容來自機械零部件制造業用戶投稿
大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點。
由于塑膠模具構成相對比較復雜，嵌件及模塊比較多
收縮
?模具溫度問題
模具溫度在閥門結凍后會變得比高分子收縮性質的問題還要重要，因此，模具溫度必需適當地控制在合理的范圍內。
?冷卻時間
?充填及包壓時間
?零件在射出時的溫度
?鎖模力
進階熱澆道分析模塊簡介
在塑料射出成型制程中，熱澆道系統相對較為復雜。人們普遍面臨精密溫度控制的挑戰以及塑料材料熱裂解的風險。Moldex3D進階熱澆道分析模塊提供專業仿真工具，協助設計師與工程師取得熱澆道系統的機制與關鍵信息。使用者能詳查制程并發掘潛在瑕疵，進而達成設計優化。Moldex3D協助企業發展高質量產品，降低生產成本，贏得全球市場的競爭力。
單澆口熱澆道系統
多澆口熱澆道系統
驅動鈦絲（SMA）的可靠性設計（6）
溫度控制
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態記憶合金、鈦鎳記憶合金，它是由Ti（鈦）-Ni（鎳）材料組成，經過多道工序制成的絲，我們簡稱鈦絲，可以通過電路驅動鈦絲發生運動。
相比于傳統的電機、電磁鐵動力，鈦絲是一種新型的動力元件。
鈦絲驅動技術目前已經在航空航天、洲際導彈、無人機、手機
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術?
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度
