冷卻系統設計一 典型的冷卻系統模具本身可視為一種交換器，將熱熔膠的熱量藉由循環冷媒帶離模具冷卻系統設計的作用1.提高生產力. 2.保証一幅模具的有效利用在熱塑性塑膠射出成型的周期中,模具的冷卻時間占整個周期的三分之二以上,(如圖1).有效的冷卻迴路設計可減少冷卻時間,因而增加總生產量;再者,均勻的冷卻可降低因熱傳不均而產生的殘余應力.從而控制成品翹曲,以維持成形品尺寸的精準度和穩定性,進而改善產品的品質. (如圖2).圖 (1) 模具冷卻時間占全部周期的三分之二以上圖 (2) 適當且有效的冷卻將增加成型品的品質和產量模具冷卻設計的目標1. 均衡冷卻(改良產品品質)2.有效冷卻(提高生產力)在模具冷卻系統的設計中,除了考量成型品的形狀,模具結構等因素外,我們可以通過決定下列變數,來達到這一目標: (1)冷卻孔道尺寸; (2)冷卻孔道位置; (3)冷卻孔道種類; (4)冷卻孔道配置和連接; (5)冷卻孔道回路總長及冷媒的流動速度;冷卻孔道尺寸設計我們廠最常用的冷卻孔道直徑有:Ø6mm, Ø8mm, Ø10mm, Ø12mm;具體設計尺寸如下圖所示:(孔道直徑)(孔道攻牙)(快速接頭孔)(水管接頭孔)附注:(1)當D=Ø6mm,N=PT1/8”;(2)當D=Ø8mm,N=PT1/8”;(3)當D=Ø10mm,N=PT1/4”;(4)當D=Ø12mm,N=PT3/8”;(5)當H<=17mm時,不做快接頭孔.冷卻孔道位置設計(1)要使模具有效冷卻並提高模具的熱傳導效率,就應做好冷卻通道的設計工作;根據我們廠所做的經驗要保証模具有效冷卻,其冷卻孔道深度(d)和節距(P)與孔道直徑(D)的關系如下:d 深度為D至3DP 節距為3D至5D 冷卻孔道位置設計(2)冷卻孔道位置設計原則:(一)冷卻通道的設計和布置應與塑料制品的厚度相適應;塑料制品較厚的部位要著重冷卻.冷卻通道的布置與塑料制品的厚度相適應.冷卻通道的布置與塑料制品較厚的部位著重冷卻.冷卻孔道位置設計(3)(二)冷卻通道離模壁既不能太遠也不能太近,以免影響冷卻 效果和模具的強度. 如下圖:(H值取11mm~13mm為最佳)冷卻孔道位置設計(4)(三)冷卻孔道離頂針,套筒,入子,斜銷的距離(P)要在5mm以上為最安全.如下圖:(P值最小為3mm)冷卻孔道設計形式(1)冷卻通道的布局,應根據塑料制品形狀及其需要冷卻溫度的要求而定.目前我們所接觸的形式有：一：直通式冷卻孔道設計形式(2)二：循環式冷卻孔道設計形式(3)三：隔板式當型腔某些區域離冷卻孔道較遠時我們常常采用隔板式設計;隔板式實際上是一條垂直鑽過主要冷卻管路的冷卻孔道,利用一檔板將冷卻管路分為兩各半圓管路.冷卻液自主要的冷卻管路流入檔板的其中一邊,在頂端轉彎至檔板另一邊,然後再流回到主要的冷卻管路.冷卻孔道設計形式(4)四：螺旋式冷卻孔道設計形式(5)三:噴流式當成品比較深時,在成品中件裝置一個噴水管,冷卻水從噴水管中噴出,分別流向周圍冷卻的成品壁.噴流式除了以一個小的套管取代擋板以外,噴流式冷卻法與隔板式相同.冷卻亦先從冷卻管路流至管的底部,然後冷卻液從頂端噴出如同噴泉一般.噴出的冷卻液順著套管外側留下,繼續流回到冷卻管路.細長工模心的最佳冷卻方式是採用噴流式.而套管的內外直徑必須調整至內外兩截面的流動阻力相等,其條件如下：內直徑/外直徑＝0.5. 噴流式管路通常直接旋入公模心即可使用,(如圖C)直徑小於 mm 的管件應於末端作斜邊以增大出口的截面積,(如圖D).噴流式不僅可用於公模心的冷卻,而且亦用於無法鑽孔或研磨的平面模板部分. 特殊形式當水路受成品或模具機構限制時,用此類形式.熱管因隔板式及噴流式管路的流動面積較窄,會增加流動阻力.所以設計這些裝置時必需注意尺寸的設計.隔板式及噴流式的流動與熱傳行為皆可用CAE軟體建檔及作冷卻分析.除了擋板式及噴流式,熱管（銷）為另一種選擇.熱管（銷）內部充滿流體的密閉圓柱體.此流體從模具吸熱而蒸發,然後將熱釋放給冷卻液而在凝結,(如圖E).熱管（銷）的熱傳效率約為銅管的十倍.熱管（銷）與模具間的氣泡需避免,或填充具高熱傳導性的密封劑,以確保良好的熱傳導性.假如公模心的直徑或寬度很小（小於3mm）,則只有以空氣冷卻方式可行.在打開模具時,空氣從外吹入公模心內或從內部經中心的洞流入公模心,(如圖F).當然此方法無法保證可維持正確的模溫.細長公模心（小於5mm）的較佳冷卻方式為利用高熱傳導性的材料,鈹銅或銅,做嵌入物.(如圖G).此嵌入物一端被壓入公模心內,而底部（截面積越大越佳）延長至冷卻孔道. 對大的公模心（大於或等於40mm）,冷卻液必需確定有輸送至公模心內.可藉嵌入物使冷卻液先從中心鑽孔流道公模心頂端,再從嵌入物與公模心間之螺旋管路到模具的周邊出口,(如圖H).此種設計會使公模心的強度顯著地降低.冷卻圓柱體或圓形部分可使用雙螺旋管路,(如圖I).冷卻液從一螺旋管路流到公模心頂端再從另一螺旋管路流出.此案例因設計的因素,公模心的壁厚至少需3mm. 維持紊流擔負主要冷卻任務的水路應維持紊流冷卻孔道的配置和連接在設計中,我們常利用O型環來連接不同配件間的冷卻孔道,其型號及設計標准如下:流道的冷卻澆口附近加強冷卻澆口附近加強冷卻:塑料熔體在充填型腔過程中,一般在澆口附近溫度較高;因而,應加強澆口附近的冷卻,為此,冷卻水應從澆口附近開始流向其它地方.（如下圖）入子及滑塊的冷卻滑塊與入子的冷卻:滑塊的冷卻(圖左)入子,滑塊都會使該區域的熱傳導變（因為無論是滑塊或是入子其接觸面一定會有間隙,而間隙內的空氣是熱的不良導體,會使成型時的熱量無法順利的排出模具）.因此,在尺寸允許下,滑塊與入子內部盡量要設計冷卻系統.入子的冷卻(圖右) 。