橡胶部件的模制温控系统

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橡胶部件的模制温控系统
作者：REP公司 Stephane Demin
模制橡胶部件的特性取决于其固化状态，即固化温度和时间。模具中不同点之间的温度变化会对模制部件的均匀性产生重大影响，因而需要设置低于优化的固化时间。
温度均匀一致具有许多优点。提高温度的均匀性可以满足更严格的部件特性公差，因此质量更高。这样还可降低固化时间，在某此情况下，在相同模具表面具有更多模腔（因为模腔可以更加靠近边缘），因而提高生产率。
  o# \" a; ^5 D/ V整体方法
虽然一些注射机制造商聚焦于优化加热板的热平衡，但是REP选择标准化模腔所处模具分隔线的热外形，考虑了各种系统。
. l% }# \! _0 L2 d( \: u当通过热流体加热时，流体可以在加热板内循环，但是只能使其均匀，因此只有对于极薄的模具才有用。从技术角度看，流体在模具内循环限制极大，另外每一种新工具也需要成本。
还考虑了具有加热管的加热板。但加热板内的加热管只有在模具极薄时才有用。虽然加热管可以安装在模具内，但是需要根据各种情况考虑成本和优点。
考虑在加热板表面增加动力以补偿产生边缘效应的损失，但由于空间要求产生的限制以及现有工程解决方案的实际情况，因此这种方法并不现实。
! r: i+ w+ T+ \7 z1 j1 M: W对于多加热区域，在热源附近安装探头以分辨一个区域与另一个区域的效果，可以进行有效控制。这就意味着使用不同温度设置以确保模腔中的温度均匀一致。
) b! ~; Q% v3 O$ L  o* i% G  S这种布置要求用户根据各种情况操作，经验和原型表明结果不充分，相关设置极为敏感。
5 @- G  V$ J$ v在加热板内每块加热板的控制区域采用分布动力杆，这种解决方案极为简洁、方便用户。其有效性可以再生，因为它不依赖于安装模具时进行的设置。测试表明，在模腔所处的分模线可以达到±2.5℃的目标。该项目的主要部分是专注于准确定义分布和开发可靠的工业解决方案。
结果决定了分布动力杆以及导入方法，以优化系统和采用各种配置进行测试。规格中的另一结论要求是，该系统必须与现有机器相容，并且改装方便。
预测或综合解决方案
. o( m; }8 \- {, l执行测量项目开发了一种工具，可以预测加热板每种可能设计获得的热散布值。
所开发的工具是在稳定状态时通过每个接口传导、辐射和对流的热交换的有限元模型。通过变化测试条件对其进行了完全检查，并建立了计算/测量相互关系。
! [! W/ U4 O9 j- ?* E热扩散预测模型
9 ?$ v- Y8 S( Q( `  k根据客户要求，决定的模型涉及非隔热模具，因为对于生产方面（模具清洁），模具隔热限制极大，成本高昂。
* i0 p! A* K- `$ P& `4 V% v完善系统
) \/ k' c3 `0 |2 L) u: l# V有了这种工具，本公司可以采用中等厚度模具研究优化散热。计算表明，这种影响对于薄模具和厚模具同样有效。采用这种加热板设置，本公司可以检查不同厚度的有效性。
静态测量板的优良结果确认该系统极有效，系统在模腔区域可以达到±2.5℃的散布目标。
  ^# B# q' ]* e5 i& Z, V最后，公司与其动力杆供应商密切协作，以进行工业应用和安装这些动力杆，因此确保了系统的可靠性完全与客户要求相符。
' ^5 w3 ~3 |/ t9 c( }* w模制确认
' _) I& |( \$ G8 Y' C* A- y- @问题在于：当系统受到干扰时是否维持平衡？事实上，当橡胶射入模腔时，在模具内部出现热交换。同样，在开模和关模时，控制交换的条件及其环境持续发生变化。
/ A" b6 V# |, H% I) r$ `测试了用于400吨压机（加热板尺寸为630×800毫米）的安装有仪器的两种模具。第一种模具生产了产生主要干扰的大量（防振）部件；第二种模具生产了另一种典型配置的薄部件（固化时间短，需要频繁开模）。采用等温模具，两种模具无论在静态或生产时都可以产生以前从未达到的温度差异，不管系统是使用一个区域或两个区域。因此，展示了在模腔中最大工作差异为±1.5℃的模具之一。
工业应用结果
该系统已经安装在许多客户的V48、V58和V68型设备上，包括在Rep的标准配置之内。所有客户认同：有些固化时间最多降低20%，在散布模制部件特性时，最多降低达到40%。
2 x, t' o( D, g1 ^  Y. zV58设备上温度的理论扩散（每种颜色1℃）
有些案例报告，这种系统是具有大量模腔的大型注射机上可以控制成品部件极其严格规格的唯一一种。
离V68设备分模线15mm处的温度记录（模板厚度300mm，注射设备400吨，630X800mm）
, D. i1 n% G7 e这种解决方案的优点如下：模具周围使用隔热限制极大，成本高昂，因此已经通过取消隔热优化设计；新系统由每块板的单个区域组成，模具上的探头尽可能靠近模腔，这种布置具有优化控制可以使用区域的优点，与加热板内的探头相对，控制极为简便；系统改装到公司的现有压机上十分简便，成本低 ；分布动力杆与Thermotrac2和3相容，增强了所有已经证实的优点。这里，Thermotrac3是模具PIDT控制系数的一种自动计算程序，是REP公司所有橡胶注射机的标准配置。