模具冷却的重点可以概括为下列5个类别:
1、模制塑料的热性能和模具的建造材料。
2、从熔体准备到冷却循环时间的能量平衡。
3、冷却剂流速对传热效率的影响。
4、模具温度调节器的选择。
5、模具冷却的设计惯例。
为了形成一个稳定的部件,这个等量的热能必须被除掉。根本上讲,输出的能量必须与输入的能量相等。注意所有晶体材料的塑化要求的热能几乎是非晶体树脂的一倍。这在熔体准备时通常没有问题,尽管给料螺杆结构会影响熔体的准备。但是,对于烯烃材料而言两倍的热量必须被除掉,而且就具有竞争性的非晶体树脂而言通常还是在同一个循环时间内,它确实含有这一层意思。因此,这种工具对烯烃树脂就要求较多的模具冷却以使循环时间保持竞争性。这些树脂的结晶度使这一点成为一个非常重要的问题,因为除热速度太慢会影响晶体增加并影响制成品的翘曲和尺寸的稳定性。
毫无疑问,模具冷却重要的并且完全在我们控制之中的一点是冷却剂的流速。回忆一下热传导率图表,水(静止的)传热效率不及P20钢的1/50。因此,水在热传输问题上是一个限制因素。然而,流动着的水因为湍流有相当好的传热性能。湍流使得冷却剂能够混合并能把热量从冷却通道驱散。湍流可以从雷诺数计算而得。这是一个以通道直径、冷却剂速度和冷却介质粘度为基础的没有单位的值。大于5,000表示湍流和的传热性能。湍流越多,传热效率越好。
压降越大,模具温度调节器中要求的泵的功率也越大,这样才能使流速保持一致。相反,如果现存系统中的限制物可以被消除,那么泵能提供的GPM就更多(这是自由热传输)。这就好比一辆获得了更大里程的气动汽车。
理解从模具温度调节器上可获得的GPM的一个误解是供货商只提供泵曲线。工具车间永远不会提供工具的系统曲线。比如,一台额定容量为25psi的40GPM泵并不表示它能产生40GPM。该工具的压降不知道,所有的软管接点也不知道。这个很容易判断,实际上,所有的工具车间都应该在向模具制造商发货时提供这个数据。泵是发动机而工具是车体。这两者之间必须相互匹配以便判断所得到的性能。大的重型车上配一个小的发动机将无法工作。同样地,过小的温度调节器泵在多限制物的大工具中不会产生湍流。工具特性曲线必须与泵的曲线相匹配。