第16卷第1期 塑性工程学报 Vol 16 No. 1 2009年2月 LLOURNAL OF PLASTICITY EN GINEERING Feb.2009 快速热循环注塑模具加热与冷却过程分析及其结构优化设计 (山东大学模具工程技术研究中心,济南250061)李熹平赵国群管延锦李辉平 摘要:快速热循环注塑成型技术( Rapid Heating Cycle Molding,RHCM是一种新兴的注塑技术,能够消除塑件表 面熔痕、流线、银线等缺陷,塑件表面达到镜面效果,可消除污染严重的喷涂工艺。该文以大型液晶平板电视杋面 板为例,建立了RHCM注塑模具的传热分析模型,给出了RHCM模具的几种加热和冷却管道的布局结构,并通 过对不同结构模具型腔表面加热和冷却分析,讨论了影响型腔温度分布的主要因素及其规律,并选定了一种较优 的管道布局方式,在实际生产中得到了很好的应用。 关键词:快速热循环;高光无熔痕;传热分析;注塑模具 中图分类号:TQ3155文献标识码:A文章编号:10072012(2009)01-019606 process for ra pid heating cycle injection mol s Analysis and optimal design of heating and cooling LI Xrping ZHAO Guo-qun GUAN Yarjin LI Hurping Engineering Research Center for Mold Die Technologies, Shandong University, Jinan 250061 China) Abstract: Rapid Heating Cycle Molding(RHCM)is a novel plastic injection molding method. It can be used effectively to elimi- nate the many problems on polymer molding, such as weld mark, flow mark, poor surface transcription of products which are ur sually very difficult to solve. In this paper, the front shell of a large-size plat"panel TV was taken as an example, a thermal anal- ysis mathematical model for RHCM injection mold was established. Several different kinds of layouts of heating and cooling cha nels in injection mold were presented. The temperature distributions on the mold cavity surface for different channel layo uts were analyzed. The influence of process parameters on the temperature distribution of the mold surface were discussed as well. At last, an optimal channel layout was determined and the practical production application demonstrated its effectiveness Key words: rapid heating cycle molding, shine surface and no weld mark thermal analysis; injection mold (或热水),将模具快速加热到一定温度后,在模腔 中注入塑胶,完成保压,再用室温水或冷却水将塑 件快速冷却至出模温度,完成一个注塑过程,然后 注塑成型工艺已被广泛应用于国民经济的各个进入下一个注塑循环。使用该技术可使塑件表面无 领域,但采用传统注塑工艺生产的制品,其表面存熔痕并达到镜面效果,提高塑件强度和表面硬度 在熔痕、流痕、银线等缺陷,塑件表面光泽度不高 3可取消环境污染严重的喷涂工艺等二次加工,保护 难以满足人们对塑料制品力学性能、外观等要求。环境和操作人员的身体健康,减少工艺流程,节省 快速热循环注塑成型技术( Rapid Heating Cycle二次加工费用,降低生产成本,节能减排,是一种 Molding, RHCM是近年来发展起来的一种高光无前景广阔的绿色注塑工艺。 熔痕注塑成型新技术。该技术采用高温高压水蒸汽 日前,国内外对该技术的研究甚少,近两年, 日本、美国的几家公司相继推出了该项技术,在国 “十一五”国家科技支撑计划资助项目 内,本文作者和海信集团合作自主开发了该项技术 (2006BAF02A05)。 并成功应用于大型液晶平板电视机面板的注塑生产 赵国群 Email: zhaogq asdu edu cn 并建成了注塑生产线,得到了很好的应用。尽管国 作者简介:李熹平,男1981年生,山东大学材料科学与工内外开展了注塑模具传热和冷却分析研究,但所 程学院,博士研究生,主要研究方向为注塑工艺与模具技术研究的工艺都不是RHCM注塑工艺。作为一项新 收稿日期:200801-26 技术的研究和推广,有必要开展快速热循环注塑模 201994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.alLrightsreservedhttp://nnw.cnki.net第 16 卷 第 1 期 2009 年 2 月 塑性工程学报 J OU RNAL OF PLASTICIT Y EN GIN EERIN G Vol116 No11 Feb1 2009 快速热循环注塑模具加热与冷却过程分析及其结构优化设计3 (山东大学 模具工程技术研究中心 , 济南 250061) 李熹平 赵国群 管延锦 李辉平 摘 要 : 快速热循环注塑成型技术(Rapid Heating Cycle Molding ,RHCM)是一种新兴的注塑技术 , 能够消除塑件表 面熔痕、流线、银线等缺陷 , 塑件表面达到镜面效果 , 可消除污染严重的喷涂工艺。该文以大型液晶平板电视机面 板为例 , 建立了 RHCM 注塑模具的传热分析模型 , 给出了 RHCM 模具的几种加热和冷却管道的布局结构 , 并通 过对不同结构模具型腔表面加热和冷却分析 , 讨论了影响型腔温度分布的主要因素及其规律 , 并选定了一种较优 的管道布局方式 , 在实际生产中得到了很好的应用。 关键词 : 快速热循环 ; 高光无熔痕 ; 传热分析 ; 注塑模具 中图分类号 : TQ31515 文献标识码 : A 文章编号 : 100722012 (2009) 0120196206 Analysis and optimal design of heating and cooling process for rapid heating cycle injection mold L I Xi2ping ZHAO Guo2qun GUAN Yan2jin L I Hui2ping ( Engineering Research Center for Mold & Die Technologies , Shandong University , Jinan 250061 China) Abstract : Rapid Heating Cycle Molding (RHCM) is a novel plastic injection molding method. It can be used effectively to elimi2 nate the many problems on polymer molding , such as weld mark , flow mark , poor surface transcription of products which are u2 sually very difficult to solve. In this paper , the front shell of a large2size plat2panel TV was taken as an example , a thermal anal2 ysis mathematical model for RHCM injection mold was established. Several different kinds of layouts of heating and cooling chan2 nels in injection mold were presented. The temperature distributions on the mold cavity surface for different channel layouts were analyzed. The influence of process parameters on the temperature distribution of the mold surface were discussed as well. At last , an optimal channel layout was determined and the practical production application demonstrated its effectiveness. Key words : rapid heating cycle molding ; shine surface and no weld mark ; thermal analysis; injection mold 3 “十 一 五 ” 国 家 科 技 支 撑 计 划 资 助 项 目 (2006BAF02A05) 。 赵国群 E2mail : zhaogq @sdu1edu1cn 作者简介 : 李熹平 ,男 ,1981 年生 ,山东大学材料科学与工 程学院 ,博士研究生 ,主要研究方向为注塑工艺与模具技术 收稿日期 : 2008201226 引 言 注塑成型工艺已被广泛应用于国民经济的各个 领域 , 但采用传统注塑工艺生产的制品 , 其表面存 在熔痕、流痕、银线等缺陷 , 塑件表面光泽度不高 , 难以满足人们对塑料制品力学性能、外观等要求。 快速热循环注塑成型技术 ( Rapid Heating Cycle Molding ,RHCM) 是近年来发展起来的一种高光无 熔痕注塑成型新技术。该技术采用高温高压水蒸汽 (或热水) , 将模具快速加热到一定温度后 , 在模腔 中注入塑胶 , 完成保压 , 再用室温水或冷却水将塑 件快速冷却至出模温度 , 完成一个注塑过程 , 然后 进入下一个注塑循环。使用该技术可使塑件表面无 熔痕并达到镜面效果 , 提高塑件强度和表面硬度 , 可取消环境污染严重的喷涂工艺等二次加工 , 保护 环境和操作人员的身体健康 , 减少工艺流程 , 节省 二次加工费用 , 降低生产成本 , 节能减排 , 是一种 前景广阔的绿色注塑工艺。 目前 , 国内外对该技术的研究甚少 , 近两年 , 日本、美国的几家公司相继推出了该项技术 , 在国 内 , 本文作者和海信集团合作自主开发了该项技术 , 并成功应用于大型液晶平板电视机面板的注塑生产 , 并建成了注塑生产线 , 得到了很好的应用。尽管国 内外开展了注塑模具传热和冷却分析研究[126 ] , 但所 研究的工艺都不是 RHCM 注塑工艺。作为一项新 技术的研究和推广 , 有必要开展快速热循环注塑模 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net