为了保持模具温度,必须利用冷却水(热水)或筒式加热器向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,我们将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350mm、长300mm |
模板的材质 | 铝合金 |
成型工厂的室温 | 20℃ |
模具的使用温度 | 75℃ |
升温所需时间 | 15 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=35×30×(7+7)×2.8/1000
=41.16(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(采用铝合金时为0.23kcal·h·℃)
T1:升温时温度(℃)
T2:室温(℃)
h:升温时间(hr)
η:效率
∴ Q=41.16×0.23×(75−20)/(860×0.25×0.7)
=3.45(kw)
因此,需要3.45kw的热容量。
当让冷却水循环时,温度调节器的热容量必须具备4kw左右的容量。