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注塑模具冷却优化与仿真_深圳威尼斯人登录网址(中国)有限公司

文章来源: 威尼斯人登录网址(中国)有限公司 人气:3062 发表时间:2018-10-20 15:24:05

注塑模具冷却能力对塑料产品注塑节拍有着至关重要的作用,随着生产节拍的加快,就必须提高模具的冷却效率,降低零件顶出温度。正常注塑模具影响冷却效率的3个工艺参数是:水路温度,水路压力,水路直径尺寸,由于前两个因素可以作为工艺条件来进行设定,容易调整,但是水路直径必须在开模确定,必须通过实验设计选取合理的值。

均匀分散性使试验点均衡地分布在试验范围内,其原则是通过回归方程来分析及预测,并在预测后用实验来验证,从而找到真正的最优条件。基于以上优点所以选用均匀设计来进行冷却效果的实验设计。

选取一套PP门板本体模具,针对3因素4水平进行设计均匀试验,通过MoldFlow分析计算各方案零件75度顶出时的冷却时间。

使用DPSApp进行3因素4水平的均匀设计实验方案,选取实验数量为8个,方案如表1所示。

PP材料选用Basell787,通过MoldFlow计算,其结果如表2;使用App中的均匀设计回归分析可以针对上述实验得到因素显著水平如表3。

由于p<0.001,则结果是很高的显著。表明在这个模具中冷却效率和水温及管径有关,而和水压关系不大。其回归公式(1)方程所示。

其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数,D为管径。临界雷诺数与流场的参考尺寸有密切关系。一般管道流雷诺数Re<2100为层流状态,re>4000为湍流状态,Re=2100~4000为过渡状态。水流达到紊流状态后就会有很好的冷却效果。以N1因子为例模流分析结果,可以看到雷诺数为:9530,已经远超4000的标准点。

为了验证在10s冷却时间下,当水流达到紊流状态后再提高水压对,对制品冷却帮助不大,模具试制时特地将一台冷水机增加变频泵;冷水机的初始压力为2bar变频可调范围为2bar。为了精确测量零件表面温度,在制品顶后,立即使用红外相机测量温度,5个区域的温度(见图2)。在17℃,22℃,27℃三个水温下,选取2bar,3bar,4bar3种水压在相同注塑工艺下,进行零件注塑;温度测量数据(图3)。

从数据中可以看到不同水温下零件顶出温度有区别,但是水压的影响很小;故证明当水压大于2bar后,水流已经进入紊流状态,在水路管径确定,不同温度下,即使提高水压,也不会显著提高模具的冷却效率。

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