冷却管道

塑料模具中的复杂几何形状可形成很难冷却的区域。

例如,突入型腔的模具零件(如定位柱和加强筋)由于被塑料包围而承担很高的热载荷。它们还限制了可用于散热的金属区域。

为使冷却液能流经热载荷较高的区域,有必要设计结构复杂的冷却系统。

这意味着将各冷却回路连接在一起,从而形成冷却管道网络。构建管道网络需要使用弯头以及隔水板和喷水管等设备。很重要的一点是考虑这些设备对冷却系统的运行有何影响。

冷却系统设计考虑因素

模具设计者的目的是设计出具有以下特性的冷却系统:
  • 均匀地冷却零件
  • 使模具温度在下一周期开始时达到所需的目标值
  • 使周期时间降到最短
模具设计者必须同时考虑以下影响冷却系统性能的因素:
  • 管道的物理布局以及管道所切入的模具材料
  • 冷却液参数,如冷却液类型、温度、流动速率和压力降

冷却管道的最佳位置是处于包含模具型腔和型芯的镶块之中。将冷却管道置于型腔或型芯镶块外部将导致冷却不充分。

冷却系统的物理设计通常受到模具几何、分模线位置、活动型芯和顶针的限制。

冷却回路中的弯头

在冷却管道中加入弯头可增大湍流,这将产生较大的压力降,并提高弯头处的热传导能力。

冷却分析中,弯头被视为具有独特流阻和热传导特性的冷却管道额外部分进行处理。这些部分具有表观长度,其流阻和热传导率远远高于通过弯头的实际流动长度。

例如,弯头的流阻可以相当于 50 倍于冷却管道直径的流动长度的流阻。而热传导能力相当于 10 倍直径的管道。

表观长度用于计算压力降和热传导能力。这些特性随后即应用到流动管道中表示弯头的单一点。

冷却管道直径发生变化时也会产生湍流。

冷却管道入口/出口位置

入口和出口的理想位置应位于模具底部。这使得冷却液滴落到模具上的风险降至最低。