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      模具的加熱、保溫及冷卻

      文章來源: 科翔模具 人氣:3544 發表時間:2019-12-17 11:48:32

      模具進行加熱、保溫與冷卻及裝夾結構是對復合材料模具設計中不可缺少的一部分。并且結構的設計會直接影響到產品的外觀及內在質量均勻性以及產品的成型效率。那模具的加熱、保溫及冷卻是怎樣進行的呢?
      1、加熱管的設計要求
        鋼制加熱是幾乎所有塑料成型模具設計必須采用的加熱手段,可設計為單向接線、雙向接線等多種形式,材質上可采用有縫管、無縫管、不銹鋼管等,特點是熱損失小、熱效率高、排線簡單,可根據需要設計為220V或380V,接線為式靈活多樣。但由于其材料和加工工藝的限制,模具設計中要注意它向身特點。
        (1)加熱管在兩端通常有較長的冷端,并不能起到加熱的作用。
        (2)加熱段的功率設計盡量不超過10瓦特/厘米的限制。如30厘米長的加熱管,功率盡可能不要超過300瓦。如果設計功率超過這個限制,加熱管表面負荷較高,鋼管易氧化腐蝕,造成短路。
        (3)對于溫度高于250℃的模具設計,采用加熱管有一定難度。
        對電傳輸介質需要進行特殊處理,盡量避免使傳導電線暴露在空氣中,延長導線的使用壽命。
        烙鐵芯通常也被作為模具加熱管的一種,特點是單位長度功率高(通常直徑10mm,長8cm規格的烙鐵芯可以達到150瓦的輸出功率),耐用,安全性好,不易形成擊穿短路,可以通過鉆盲孔來埋設,缺點是難以定制設計,拆換時易碎、斷。
        電路設計中不可缺少保險、空氣開關等保險措施,操作地由要保持干凈整潔,絕緣良好,操作中勤于檢查電氣故障,防止不必要的危險。
      2、加熱管的安裝鉆孔
        從傳熱角度上理解,加熱管的安裝要與模具表面盡可能貼合,以利于加熱管的熱量盡快傳遞到模具上。而實際上加熱管與模具并沒有多大接觸面積,傳熱的本質是輻射,傳導是次要的。因此大部分用于模具安裝的加熱管表面都涂有增強紅外輻射的涂層,同時也采用限制設計功率(10瓦特/厘米)的辦法以增長加熱管的使用壽命。
        因此在加工加熱管孔時,尤其是長加熱管孔的加工沒必要設計太小的配合間隙,有效的設計方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴密配合,可以采用填塞、封堵或設計擋片等辦法。這種做法可以有效減小加熱管的散熱面積以及輻射熱量的損失。
      3、加熱管的埋放
        埋放的加熱管,最好采用與管內介質相同的氧化鎂粉進行充填,以降低加熱管表面的熱負荷,這種方法可以減少管的表面氧化,有效延長管的使用壽命。有條件的話,加熱管的安裝孔也最好灌入的氧化鎂粉。
      4、模具保溫方法
        加強模具的保溫措施可以減少模具的熱損失,可使模具在較短的時間內達到預定的生產溫度,減少能源浪費。
        1)加熱板的保溫措施
        加熱板保溫通常采用石棉板或石棉布保溫,但石棉布不易擺放平整,對壓板的平行度保證也有定的影響。石棉板的種類很多,最常見的是橡膠石棉板,但這種石棉板卻不對以用于密封隔熱用的材料,具有一定的可壓級勝,同時在高溫時會釋放出一種十分難聞的氣味,影響操作環境及操作人的身體健康。
        加熱板的保溫宜采用石棉紙板,常見的規格是1000x1000,3-5mm厚,板體較為規整,平行度較好,可壓縮性比較平均,高溫下無異味產生。
        2) 模具的保溫措施
        模具的保溫措施很多,可用石棉布或玻璃布包裹氫氧化鋁保溫棉進行保溫?,F在市場上還有一種保溫涂料是目前用作模具保溫的理想材料,它由中長纖維、漿料及一種保溫泡沫材料混合而成,粘性適中,易于涂抹。這種材料常用作化工、采暖管道的保溫層材料,略含堿性(易腐蝕模具)。經在150℃條件下使用沒發現有燒焦、熔化、氣味等負面影響。同時材料很輕,可塑性較強,容易形成較為美觀的模具表面。
      5、模具的冷卻方法
        水冷卻是大多數模具采用的冷卻方式,但也有其缺點;要求管道密封性要好,上下水管路必須通暢,對水資源的浪費較大。當冷卻溫度超過100℃時,易產生蒸汽爆炸。優點是熱容較大,可實現快速降溫。
        風冷卻是一種比較理想的冷卻方法,和水冷正相反,它不需要嚴密的管道密封,不存在資源浪費,可以冷卻溫度高于100℃的模具,可以通過氣體的流量來確定冷卻的速度,并且來源簡潔方便,有一定規模的生產車間都能取得比較方便的氣源。

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