冷卻通道

塑膠模具中的複雜幾何圖形會產生難以冷卻的區域。

例如,投射到母模仁的模具零件 (如螺柱與肋) 會攜帶較高的熱負載,因為它們周圍都是塑膠。它們也會限制通過時會散熱的金屬區。

若要將冷卻劑疏導至高熱負載區域,必須設計複雜精細的冷卻系統。

也就是說,要將冷卻迴路連結在一起以形成冷卻通道網路。網路系統需要包括折彎和諸如障板管與噴泉管等裝置。考慮這些裝置對冷卻系統的作業有何影響很重要。

冷卻系統設計考慮事項

模具設計師的目標是設計一個具有如下特性的冷卻系統:
  • 均勻地冷卻零件
  • 達到所需的目標模具溫度以便開始下一個週期
  • 使週期時間達到最短
模具設計師也必須考慮會對冷卻系統效能造成影響的以下因素:
  • 通道的實體配置以及它們被切割成的模具材料
  • 冷卻劑參數,例如冷卻劑類型、溫度、流速與壓降

冷卻通道的最佳位置在包含模具公母模仁的區域內。將冷卻通道置於母模仁或公模仁區域外部無法提供充分冷卻。

冷卻系統的實體設計通常受模具幾何圖形、分割線位置、移動公模仁以及頂針的限制。

冷卻迴路中的折彎

在冷卻通道中包含折彎會增強紊流,進而使壓降較大,並使整個折彎的熱傳導能力增強。

在冷卻分析中,更像是將折彎當作冷卻通道的額外部分 (有唯一阻力與熱傳導特性) 來處理。會針對阻力和熱傳導,為這些部分指定比整個折彎中實際流動長度長得多的表象長度。

例如,對於折彎而言,其阻力可以相當於冷卻通道直徑 50 倍的流動長度。而熱傳導能力可以等同於直徑 10 倍的通道。

表象長度用來計算壓降和熱傳導能力。然後,會將這些特性套用至表示折彎的流動通道中的單一點。

當冷卻通道的直徑發生變化時,也會出現紊流。

冷卻通道入口/出口的位置

最好應將入口與出口定位在模具底部。這樣可避免發生冷卻劑滴落到模具上的風險。