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模具的加熱、保溫及冷卻

文章來源: 科翔模具 人氣:10549 發(fā)表時間:2019-12-17 11:48:32

[導(dǎo)讀]:模具進(jìn)行加熱、保溫與冷卻及裝夾結(jié)構(gòu)是對復(fù)合材料模具設(shè)計中不可缺少的一部分。并且結(jié)構(gòu)的設(shè)計會直接影響到產(chǎn)品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量均勻性以及產(chǎn)品的成型效率。那模具的加熱、保溫及冷卻是怎樣進(jìn)行的呢?

模具進(jìn)行加熱、保溫與冷卻及裝夾結(jié)構(gòu)是對復(fù)合材料模具設(shè)計中不可缺少的一部分。并且結(jié)構(gòu)的設(shè)計會直接影響到產(chǎn)品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量均勻性以及產(chǎn)品的成型效率。那模具的加熱、保溫及冷卻是怎樣進(jìn)行的呢?
1、加熱管的設(shè)計要求
  鋼制加熱是幾乎所有塑料成型模具設(shè)計必須采用的加熱手段,可設(shè)計為單向接線、雙向接線等多種形式,材質(zhì)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(jù)需要設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計功率超過這個限制,加熱管表面負(fù)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(shè)計,采用加熱管有一定難度。
  對電傳輸介質(zhì)需要進(jìn)行特殊處理,盡量避免使傳導(dǎo)電線暴露在空氣中,延長導(dǎo)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(guī)格的烙鐵芯可以達(dá)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(shè),缺點是難以定制設(shè)計,拆換時易碎、斷。
  電路設(shè)計中不可缺少保險、空氣開關(guān)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(zhì)是輻射,傳導(dǎo)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(shè)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(shè)計太小的配合間隙,有效的設(shè)計方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴(yán)密配合,可以采用填塞、封堵或設(shè)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(nèi)介質(zhì)相同的氧化鎂粉進(jìn)行充填,以降低加熱管表面的熱負(fù)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(nèi)達(dá)到預(yù)定的生產(chǎn)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(huán)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(guī)格是1000x1000,3-5mm厚,板體較為規(guī)整,平行度較好,可壓縮性比較平均,高溫下無異味產(chǎn)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(jìn)行保溫?,F(xiàn)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(jīng)在150℃條件下使用沒發(fā)現(xiàn)有燒焦、熔化、氣味等負(fù)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(shù)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(dāng)冷卻溫度超過100℃時,易產(chǎn)生蒸汽爆炸。優(yōu)點是熱容較大,可實現(xiàn)快速降溫。
  風(fēng)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(yán)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(guī)模的生產(chǎn)車間都能取得比較方便的氣源。

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