为了保持模具温度，必须利用冷却水（热水）或筒式加热器为模板和型腔提供热能。而为了给模具供热，必须预先计算出所需的热容量。尽管可以根据“经验和直觉”调整模具温度来解决这个问题，但在设计新模具时，通过技术计算在一定程度上预测所需的热容量仍然是非常重要的。可以预料，在今后的新注塑成型模具开发过程中，无法仅仅依靠迄今为止的经验予以处理情况将会越来越多。
在本期栏目中，我们通过案例学习的方式，练习如何计算进行模具温度控制所需的热容量。
问题
假设有一套注塑成型模具，采用双模板结构的冷流道模具结构。在这种情况下，基于如下案例假设，计算进行模具温度控制所需的热容量。
■ 假设
模板尺寸 | 宽250mm、长300mm |
模板的材质 | S55C（机械结构用碳素钢） |
成型工厂的室温 | 25℃ |
模具的使用温度 | 100℃ |
升温所需时间 | 20分钟 |
探讨例
首先，计算模板的总重量W。
由于W是固定侧模板和活动侧模板的重量之和，因此可以通过计算固定侧模板和活动侧模板的总体积并乘以比重s来计算出W值。
W ＝25×30×（6＋7）×7.8／1000
＝76.05（kgf）
因此，必要的热容量Q可通过下式计算得出。
Q＝W×C×（T1−T2）／（860×h×η）
其中，
Q：（kw）
c：模板的比热（S55C时为0.11kcal·h·℃）
T1：升温时温度（℃）
T2：室温（℃）
h：升温时间（hr）
η：效率
∴ Q＝76.05×0.11×（100−25）／（860×0.333×0.7）
＝3.12（kw）
因此，需要3.12kw的热容量。
假如使用400w的筒式加热器，则所需的n为：
n＝3120（w）／400（w）＝7.8（支）
也就是说，建议在固定侧和活动侧各使用4支左右的筒式加热器。
