008年9月第36卷第9期(总第197期) 薄壁注塑成型中的变模温控制技术 程中,利用水蒸气保温;注射完成后,模具型芯 及滑块内的水路停止供给水蒸气,用空气管道气 加热表面 压吹干净水路内残留水气,再转通冷冻水对模具 m∥ )) 快速降温;降到适当温度后,开模顶出塑件,进 加热棒 入第二个循环。图4显示了RHCM与传统注塑成型 的模具温度变化的差异。RHCM的优点有:塑件 表面光滑,可以成型发光表面的制品;当加入玻 璃纤维、碳素纤维、矿物纤维时,可以同时改善 ▲图5加热实验基础模板规格及表面加热配置 Fig 5 Basic template sizes of heating experiment and 塑件的性能和表面效果;高温成型时,还有利于 configuration of surface heating 高精度压花,而且塑件的表面结晶比率增加,所 Donggang yao和 Byung Kim提出的铜电极 以物理性能得到提高。 加热模具系统是在模腔内壁上直接镀上一层绝缘 层和一层薄金属,利用铜电极来加热薄金属层 从而得到高温模壁,如图6所示。注射时通过控制 加热功率来控制模壁温度,冷却仍然使用冷水机 在模板上开冷却水道。这种方法控温方便,反应 灵敏,能源利用率高。在薄壁注塑、微注塑实验 研究中取得了很好的效果。但是,电阻绝缘层存 在一定的安全隐患,使用寿命有限,对于较复杂 ▲图4RHcM与传统成型的模具温度差异 的微型腔,镀层制作困难。 Fig. 4 Difference of mould temperature between RHCM and conventional moulding 感应加热是根据电磁感应原理,在感应线圈 薄金属和绝缘层 上通交变电流,使附近的模具型腔表面产生感应 电流(涡流),从而产生热量使模具升温。陈夏宗 钢基体 钢导线 等利用高频电磁感应加热方式使被加热的模具 钢架 型腔材料內部产生感应涡流,并依靠涡流产生能 量达到加热目的。由于仅对于工件表面至集肤深 ▲图6铜电极加热系统示意图 度范围加热,因此加热体积小、升温速度快,搭 Fig 6 Schematic drawing of heating system heated by copper electrode 配良好的加热线圈设计,升温速度可达20℃以 韩国NADA公司采用的电热式变模温控制技 上。表面加热完成后,再搭配快速低温冷却设备,:术(又称 Electricity MOLD,简称 E-MOLD)在 可以达到模具表面快速加热冷却的效果。图5为:工业应用上取得了很大的成功。 E-MOLD技术是 实验中所采用的基础模板规格及表面加热配置。:利用电热在几秒钟内将模具表面加热到300℃以 通过注塑成型厚度为lmm、长度为l62mm的薄壁:上,之后又在极短的时间内使其冷却到较低的脱 拉伸样条的实验,对比了感应加热、电热棒加热模温度的超高温模具温度控制技术。加热时,加 及水温切换来控制模温的变化,结果表明:感应氵热面从模具圆盘分离,以隔绝加热面和模具圆盘 加热技术表现出加热均匀性好、加热速度快的优:之间的热传导;当加热到设定温度时,自动切断 点,并能有效消除塑件表面熔接线,降低塑件内:电源,模具闭合,在较高温度下开始注射;保压 部的残余应力。 结束后,加热面与模具圆盘接触,并在模具圆盘 内通冷却水,迅速将型腔内的塑件冷却到开模温 度,其模具圆盘是用热传导率很高的铜或铝制造47 2008年 9月 第36卷 第9期 （总第197期） 薄壁注塑成型中的变模温控制技术 程中，利用水蒸气保温；注射完成后，模具型芯 及滑块内的水路停止供给水蒸气，用空气管道气 压吹干净水路内残留水气，再转通冷冻水对模具 快速降温；降到适当温度后，开模顶出塑件，进 入第二个循环。图4显示了RHCM与传统注塑成型 的模具温度变化的差异。RHCM的优点有：塑件 表面光滑，可以成型发光表面的制品；当加入玻 璃纤维、碳素纤维、矿物纤维时，可以同时改善 塑件的性能和表面效果；高温成型时，还有利于 高精度压花，而且塑件的表面结晶比率增加，所 以物理性能得到提高。 图 4 RHCM 与传统成型的模具温度差异 Fig. 4 Difference of mould temperature between RHCM and conventional moulding 感应加热是根据电磁感应原理，在感应线圈 上通交变电流，使附近的模具型腔表面产生感应 电流（涡流），从而产生热量使模具升温。陈夏宗 等[8] 利用高频电磁感应加热方式使被加热的模具 型腔材料内部产生感应涡流，并依靠涡流产生能 量达到加热目的。由于仅对于工件表面至集肤深 度范围加热，因此加热体积小、升温速度快，搭 配良好的加热线圈设计，升温速度可达20℃ /s以 上。表面加热完成后，再搭配快速低温冷却设备， 可以达到模具表面快速加热/冷却的效果。图5为 实验中所采用的基础模板规格及表面加热配置。 通过注塑成型厚度为1mm、长度为162mm的薄壁 拉伸样条的实验，对比了感应加热、电热棒加热 及水温切换来控制模温的变化，结果表明：感应 加热技术表现出加热均匀性好、加热速度快的优 点，并能有效消除塑件表面熔接线，降低塑件内 部的残余应力。 图 5 加热实验基础模板规格及表面加热配置 Fig. 5 Basic template sizes of heating experiment and configuration of surface heating Donggang Yao和Byung Kim[9-10] 提出的铜电极 加热模具系统是在模腔内壁上直接镀上一层绝缘 层和一层薄金属，利用铜电极来加热薄金属层， 从而得到高温模壁，如图6所示。注射时通过控制 加热功率来控制模壁温度，冷却仍然使用冷水机， 在模板上开冷却水道。这种方法控温方便，反应 灵敏，能源利用率高。在薄壁注塑、微注塑实验 研究中取得了很好的效果。但是，电阻绝缘层存 在一定的安全隐患，使用寿命有限，对于较复杂 的微型腔，镀层制作困难。 图 6 铜电极加热系统示意图 Fig. 6 Schematic drawing of heating system heated by copper electrode 韩国NADA公司采用的电热式变模温控制技 术（又称Electricity MOLD，简称E-MOLD）[11] 在 工业应用上取得了很大的成功。E-MOLD技术是 利用电热在几秒钟内将模具表面加热到300℃以 上，之后又在极短的时间内使其冷却到较低的脱 模温度的超高温模具温度控制技术。加热时，加 热面从模具圆盘分离，以隔绝加热面和模具圆盘 之间的热传导；当加热到设定温度时，自动切断 电源，模具闭合，在较高温度下开始注射；保压 结束后，加热面与模具圆盘接触，并在模具圆盘 内通冷却水，迅速将型腔内的塑件冷却到开模温 度，其模具圆盘是用热传导率很高的铜或铝制造 薄壁注塑成型中的变模温控制技术.indd 47 2008/8/30 16:37:55