Конструкція охолодження прес-форми для пластикових ящиків

У термопластичному лиття під тиском якість деталей і тривалість циклу сильно залежать від стадії охолодження. у цьому випадку ми вивчаємо деякі альтернативні пристрої охолодження для дизайну охолодження прес-форми для сердечника, очікуваним результатом є покращення якості деталей з точки зору усадки та короблення.

Перегородки

Перегородка – це фактично охолоджувальний канал, просвердлений перпендикулярно основній охолоджувальній лінії, з лопатею, яка розділяє один охолоджувальний канал на два напівкруглих канали. Охолоджуюча рідина тече в одну сторону лопаті від основної лінії охолодження, повертається навколо кінчика до іншої сторони перегородки, а потім повертається до основної лінії охолодження.

Такий спосіб забезпечує максимальні перерізи для теплоносія, але важко змонтувати роздільник рівно по центру. Ефект охолодження, а разом з ним і розподіл температури на одній стороні сердечника може відрізнятися від такої на іншій стороні. Цей недолік іншого економічного рішення, що стосується виробництва, можна усунути, якщо металевий лист, що утворює перегородку, скручується. Наприклад, спіральна перегородка, як показано вище, транспортує охолоджуючу рідину до кінця і назад у формі спіралі. Це корисно для діаметрів від 12 до 50 мм і забезпечує однорідний розподіл температури. Іншим логічним розвитком перегородок є одно- або подвійні спіральні сердечники, як показано вище.

Барботери

Барботер схожий на перегородку, за винятком того, що лопатка замінена маленькою трубкою. Охолоджуюча рідина тече в нижню частину трубки і «булькає» зверху, як і фонтан. Потім охолоджуюча рідина стікає навколо зовнішньої сторони трубки, продовжуючи свій потік через канали охолодження.

Найефективніше охолодження тонких ядер досягається за допомогою барботерів. Діаметр обох має бути відрегульований таким чином, щоб опір потоку в обох поперечних перерізах був рівним. Умовою для цього є:

Внутрішній діаметр / зовнішній діаметр = 0,707

Барботери є комерційно доступними і зазвичай вкручуються в сердечник, як показано вище. До діаметра 4 мм трубку слід скошувати на кінці, щоб збільшити поперечний переріз вихідного отвору; ця техніка показана на малюнку 3. Барботери можна використовувати не тільки для охолодження серцевини, але й для охолодження плоских секцій прес-форми, які не можуть бути оснащені просвердленими або фрезерованими каналами.

ПРИМІТКА. Оскільки перегородки та барботери мають звужену зону потоку, опір потоку збільшується. Тому слід уважно підходити до проектування розмірів цих пристроїв. Потік і поведінку теплообміну як для перегородок, так і для барботерів можна легко змоделювати та проаналізувати за допомогою аналізу Upmold Cooling.

Термоштифти

Альтернативою перегородок і барботерів є термоштифт. Він являє собою герметичний циліндр, наповнений рідиною. Рідина випаровується, відбираючи тепло від інструментальної сталі, і конденсується, віддаючи тепло охолоджувальній рідині, як показано вище. Ефективність теплопередачі термоштифта майже в десять разів більша, ніж у мідної трубки. Для хорошої теплопровідності уникайте повітряного проміжку між термоштифтом і формою або заповніть його герметиком з високою електропровідністю.

Охолодження для тонких ядер

Якщо діаметр або ширина дуже малі (менше 3 мм), можливе лише повітряне охолодження. Повітря вдувається в сердечники ззовні під час відкриття форми або проходить через центральний отвір зсередини, як показано вище. Ця процедура, звичайно, не дозволяє підтримувати точну температуру форми.

Краще охолодження тонких сердечників (розміром менше 5 мм) досягається за допомогою вставок із матеріалів з високою теплопровідністю, таких як мідь або берилієво-мідні матеріали. Ця техніка проілюстрована вище. Такі вставки запресовуються в сердечник і витягуються своєю основою, яка має настільки великий поперечний переріз, наскільки можливо, в канал охолодження.

Охолодження для великих ядер

Для великих діаметрів сердечника (40 мм і більше) необхідно забезпечити позитивний транспорт теплоносія. Це можна зробити за допомогою вставок, у яких охолоджуюча рідина досягає кінця сердечника через центральний отвір і ведеться по спіралі до його окружності, а також між сердечником і вставкою спірально до вихідного отвору, як показано вище. Така конструкція значно послаблює ядро.

Охолодження для сердечників циліндрів

Охолодження сердечників циліндрів та інших круглих деталей повинно здійснюватися за допомогою подвійної спіралі, як показано вище. Теплоносій тече до наконечника сердечника по одній спіралі та повертається по іншій спіралі. З конструктивних міркувань товщина стінки сердечника в цьому випадку повинна бути не менше 3 мм.