Design chlazení vstřikovací formy na plastovou přepravku

Při vstřikování termoplastů závisí kvalita dílu a doba cyklu silně na fázi chlazení. v tomto případě studujeme některá alternativní chladicí zařízení pro návrh chlazení vstřikovací formy pro jádro, očekávaným výsledkem je zlepšení kvality dílu z hlediska smrštění a deformace.

Přepážky

Přepážka je ve skutečnosti chladicí kanál vyvrtaný kolmo k hlavnímu chladicímu potrubí s lopatkou, která rozděluje jeden chladicí kanál na dva půlkruhové kanály. Chladivo proudí na jedné straně lopatky z hlavního chladicího vedení, otáčí se kolem hrotu na druhou stranu přepážky a poté proudí zpět do hlavního chladicího vedení.

Tato metoda poskytuje maximální průřezy pro chladicí kapalinu, ale je obtížné namontovat přepážku přesně uprostřed. Chladicí účinek a s ním i rozložení teploty na jedné straně jádra se může lišit od na druhé straně. Tuto nevýhodu jinak ekonomického řešení, pokud jde o výrobu, lze odstranit, pokud je plech tvořící přepážku zkroucený. Například spirálová přepážka, jak je znázorněno výše, dopravuje chladicí kapalinu ke špičce a zpět ve formě spirály. Je vhodný pro průměry 12 až 50 mm a umožňuje velmi homogenní rozložení teploty. Dalším logickým vývojem přepážek jsou jedno- nebo dvoucestná spirálová jádra, jak je uvedeno výše.

Bublaři

Bubbler je podobný přepážce kromě toho, že čepel je nahrazena malou trubkou. Chladivo proudí do spodní části trubky a „bublá“ z horní části, stejně jako fontána. Chladivo poté proudí dolů kolem vnější části trubky, aby pokračovalo ve svém toku chladicími kanály.

Nejúčinnějšího chlazení štíhlých jader je dosaženo pomocí probublávaček. Průměr obou musí být nastaven tak, aby byl průtokový odpor v obou průřezech stejný. Podmínkou pro to je:

Vnitřní průměr / vnější průměr = 0,707

Bubblery jsou komerčně dostupné a jsou obvykle zašroubovány do jádra, jak je znázorněno výše. Do průměru 4 mm by měla být hadička na konci zkosená, aby se zvětšil průřez vývodu; tato technika je znázorněna na obrázku 3. Bubblery lze použít nejen pro chlazení jádra, ale také pro chlazení plochých částí formy, které nemohou být vybaveny vrtanými nebo frézovanými kanály.

POZNÁMKA: Protože přepážky i probublávače mají zúžené oblasti proudění, odpor proudění se zvyšuje. Proto je třeba věnovat pozornost navrhování velikosti těchto zařízení. Chování proudění a přenosu tepla pro usměrňovače i probublávače lze snadno modelovat a analyzovat pomocí analýzy Upmold Cooling.

Tepelné kolíky

Termální kolík je alternativou k přepážkám a bublinkám. Jedná se o utěsněný válec naplněný kapalinou. Kapalina se odpařuje, když odebírá teplo z nástrojové oceli, a kondenzuje, když uvolňuje teplo do chladicí kapaliny, jak je znázorněno výše. Účinnost přenosu tepla tepelného kolíku je téměř desetkrát vyšší než účinnost měděné trubky. Pro dobré vedení tepla se vyhněte vzduchové mezeře mezi tepelným kolíkem a formou, nebo ji vyplňte vysoce vodivým tmelem.

Chlazení pro štíhlá jádra

Pokud je průměr nebo šířka velmi malá (méně než 3 mm), je možné pouze chlazení vzduchem. Vzduch je vháněn do jader z vnějšku během otevírání formy nebo proudí středovým otvorem zevnitř, jak je znázorněno výše. Tento postup samozřejmě neumožňuje udržovat přesnou teplotu formy.

Lepšího chlazení štíhlých jader (těch, které měří méně než 5 mm) je dosaženo použitím vložek vyrobených z materiálů s vysokou tepelnou vodivostí, jako jsou měď nebo materiály beryllium-měď. Tato technika je znázorněna výše. Takové vložky jsou zalisovány do jádra a zasahují svou základnou, která má co největší průřez, do chladicího kanálu.

Chlazení pro velká jádra

U velkých průměrů jádra (40 mm a větší) musí být zajištěn pozitivní transport chladicí kapaliny. To lze provést pomocí vložek, ve kterých chladivo dosáhne špičky jádra středovým otvorem a je vedeno spirálou k jeho obvodu a mezi jádrem a vložkou spirálovitě k výstupu, jak je znázorněno výše. Tato konstrukce výrazně oslabuje jádro.

Chlazení pro jádra válců

Chlazení jader válců a dalších kulatých dílů by mělo být provedeno dvojitou šroubovicí, jak je znázorněno výše. Chladivo proudí k hrotu jádra jednou šroubovicí a vrací se další šroubovicí. Z konstrukčních důvodů by v tomto případě měla být tloušťka stěny jádra minimálně 3 mm.