طراحی خنک کننده قالب تزریق جعبه پلاستیکی

در قالب‌گیری تزریقی ترموپلاستیک، کیفیت قطعه و زمان چرخه به شدت به مرحله خنک‌کننده بستگی دارد. در این مورد برخی از دستگاه های خنک کننده جایگزین برای طراحی خنک کننده قالب تزریقی برای هسته مطالعه می کنیم، نتیجه مورد انتظار بهبود کیفیت قطعه از نظر انقباض و تاب خوردگی است.

بافل ها

بافل در واقع یک کانال خنک کننده است که عمود بر یک خط خنک کننده اصلی سوراخ شده است، با تیغه ای که یک مسیر خنک کننده را به دو کانال نیم دایره ای جدا می کند. مایع خنک‌کننده در یک طرف تیغه از خط خنک‌کننده اصلی جریان می‌یابد، نوک آن را به طرف دیگر بافل می‌چرخاند، سپس به خط خنک‌کننده اصلی برمی‌گردد.

این روش حداکثر سطح مقطع را برای مایع خنک کننده فراهم می کند، اما نصب جداکننده دقیقاً در مرکز دشوار است. اثر خنک کننده و همراه با آن توزیع دما در یک طرف هسته ممکن است با طرف دیگر متفاوت باشد. اگر ورقه فلزی تشکیل دهنده بافل پیچ خورده باشد، این نقطه ضعف یک راه حل اقتصادی در غیر این صورت، تا آنجا که مربوط به تولید است، قابل حذف است. به عنوان مثال، بافل مارپیچ، همانطور که در بالا نشان داده شده است، مایع خنک کننده را به شکل یک مارپیچ به نوک و پشت می رساند. برای قطرهای 12 تا 50 میلی متر مفید است و توزیع دما را بسیار همگن می کند. یکی دیگر از توسعه منطقی بافل ها، هسته های مارپیچی تک یا دو پرواز است، همانطور که در بالا نشان داده شده است.

حباب سازها

یک حباب شبیه به یک بافل است با این تفاوت که تیغه با یک لوله کوچک جایگزین می شود. مایع خنک‌کننده به پایین لوله جریان می‌یابد و مانند یک فواره، از بالای آن حباب می‌زند. سپس مایع خنک‌کننده به سمت بیرون لوله می‌رود تا جریان خود را از طریق کانال‌های خنک‌کننده ادامه دهد.

موثرترین خنک کننده هسته های باریک با حباب ها به دست می آید. قطر هر دو باید به گونه ای تنظیم شود که مقاومت جریان در هر دو مقطع برابر باشد. شرط این است:

قطر داخلی / قطر بیرونی = 0.707

حباب‌ها به صورت تجاری در دسترس هستند و معمولاً همانطور که در بالا نشان داده شده است به داخل هسته پیچ می‌شوند. تا قطر 4 میلی متر، لوله باید در انتها اریب شود تا سطح مقطع خروجی بزرگ شود. این تکنیک در شکل 3 نشان داده شده است. حباب‌ها را می‌توان نه تنها برای خنک‌سازی هسته، بلکه برای خنک‌کردن بخش‌های قالب مسطح، که نمی‌توان به کانال‌های حفاری یا آسیاب شده مجهز کرد، استفاده کرد.

توجه: چون هم حباب‌ها و هم حباب‌ها نواحی جریان را باریک می‌کنند، مقاومت جریان افزایش می‌یابد. بنابراین در طراحی سایز این دستگاه ها باید دقت شود. رفتار جریان و انتقال حرارت برای هر دو بافل و حباب‌ها را می‌توان به آسانی با تحلیل Upmold Cooling مدل‌سازی و تحلیل کرد.

پین های حرارتی

پین حرارتی جایگزینی برای بافل و حباب است. این یک سیلندر مهر و موم شده پر از مایع است. سیال همانطور که در بالا نشان داده شده است، همانطور که در بالا گرما را از فولاد ابزار می گیرد، تبخیر می شود و با آزاد شدن گرما به مایع خنک کننده متراکم می شود. راندمان انتقال حرارت یک پین حرارتی تقریباً ده برابر یک لوله مسی است. برای هدایت گرما خوب، از شکاف هوا بین پین حرارتی و قالب خودداری کنید یا آن را با یک درزگیر بسیار رسانا پر کنید.

خنک کننده برای هسته های باریک

اگر قطر یا عرض بسیار کوچک (کمتر از 3 میلی متر) باشد، فقط خنک کننده هوا امکان پذیر است. همانطور که در بالا نشان داده شده است، هوا در حین باز کردن قالب از بیرون در هسته ها دمیده می شود یا از داخل یک سوراخ مرکزی جریان می یابد. البته این روش اجازه نمی دهد دمای قالب را دقیق نگه دارید.

خنک سازی بهتر هسته های باریک (آنهایی که اندازه آنها کمتر از 5 میلی متر است) با استفاده از درج های ساخته شده از مواد با رسانایی حرارتی بالا مانند مس یا مواد بریلیوم-مس انجام می شود. این تکنیک در بالا نشان داده شده است. چنین درج‌هایی با فشار در هسته قرار می‌گیرند و با پایه‌شان، که سطح مقطعی به بزرگی امکان‌پذیر دارد، به داخل کانال خنک‌کننده گسترش می‌یابند.

خنک کننده برای هسته های بزرگ

برای قطرهای هسته بزرگ (40 میلی متر و بزرگتر)، باید از انتقال مثبت مایع خنک کننده اطمینان حاصل شود. این را می توان با درج هایی انجام داد که در آنها مایع خنک کننده از طریق یک سوراخ مرکزی به نوک هسته می رسد و از طریق یک مارپیچ به محیط آن و بین یک هسته و به صورت مارپیچ به خروجی هدایت می شود، همانطور که در بالا نشان داده شده است. این طراحی هسته را به طور قابل توجهی ضعیف می کند.

خنک کننده برای هسته سیلندر

خنک‌سازی هسته‌های سیلندر و سایر قسمت‌های گرد باید مطابق شکل بالا با مارپیچ دوبل انجام شود. مایع خنک کننده در یک مارپیچ به سمت نوک هسته جریان می یابد و در مارپیچ دیگر برمی گردد. به دلایل طراحی، ضخامت دیواره هسته در این مورد باید حداقل 3 میلی متر باشد.