Pour garantir une température uniforme du moule pendant le processus de refroidissement des machines de moulage par injection, optimisez d'abord la conception des canaux de refroidissement, y compris une disposition raisonnable, la détermination des paramètres appropriés et l'adoption d'une technologie de refroidissement conforme. Deuxièmement, contrôlez et régulez le fluide de refroidissement, en faisant attention à la répartition du débit et à la stabilité de la température. Troisièmement, optimisez les matériaux et la structure du moule, sélectionnez les matériaux appropriés et améliorez la structure pour améliorer l'effet de dissipation thermique.
Optimisation de la conception des canaux de refroidissement
1. Disposition raisonnable des canaux de refroidissement
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Principe de répartition uniforme :
Les canaux de refroidissement doivent être répartis aussi uniformément que possible autour de la cavité du moule. Par exemple, pour une cavité de moule rectangulaire, les canaux de refroidissement peuvent être conçus pour être disposés à des distances égales autour de la cavité, de sorte que les vitesses de refroidissement dans toutes les directions du moule tendent à être les mêmes. Si le moule est circulaire, les canaux de refroidissement peuvent adopter une disposition annulaire ou en spirale pour garantir que la chaleur est dissipée uniformément du centre vers le bord du moule.
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Éviter les zones mortes de refroidissement :
Attention should be paid to the possible cooling dead zones in the mold, such as some deep holes, narrow grooves or complex internal structures. For these areas, special cooling channel branches can be designed or insert cooling methods can be adopted. For example, in the mold for injection molding products with deep holes, separate cooling channels can be designed at the core parts corresponding to the deep holes, or inserts with cooling pipes can be used to ensure that these parts can also be effectively cooled.
2.Determination of Appropriate Channel Parameters
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Channel Diameter:
The diameter of cooling channels is generally between 6 – 12 mm. Larger diameter channels can allow more cooling medium to pass through, which helps to carry away more heat, but may lead to a less compact mold structure. Smaller diameter channels may increase the flow resistance of the cooling medium and affect the cooling efficiency. It is necessary to comprehensively determine it according to factors such as the size of the mold, the size and material of the injection molded product.
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Channel Spacing:
The channel spacing is usually between 2 – 5 times the channel diameter. Appropriate spacing can ensure that the cooling medium can effectively cover the surface of the mold cavity and avoid local overheating or overcooling. For example, for the mold of products with thick walls and materials with low thermal conductivity, the channel spacing can be appropriately reduced to enhance the cooling effect.
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Distance between the Channel and the Cavity:
The distance between the cooling channel and the surface of the mold cavity is also crucial. Generally, this distance should be between 1 – 3 times the channel diameter. If the distance is too close, it may lead to excessive temperature fluctuations on the mold surface, and if it is too far, the cooling efficiency will be reduced.
3.Adoption de la technologie de refroidissement conforme (pour les moules complexes)
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Principe et avantages :
Les canaux de refroidissement conformes sont conçus en fonction de la forme de la cavité du moule, qui peut mieux s'adapter à la surface du moule, de sorte que le chemin d'écoulement du fluide de refroidissement dans le moule corresponde au chemin de dissipation thermique. Cette technologie est très efficace lors de l’injection de produits présentant des surfaces courbes complexes ou des formes irrégulières. Par exemple, dans le moule pour pièces intérieures d'automobile, des canaux de refroidissement conformes peuvent être disposés le long des contours complexes des pièces intérieures, améliorant considérablement l'uniformité du refroidissement et réduisant la déformation par gauchissement des produits provoquée par un refroidissement irrégulier.
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Méthodes de conception et de fabrication :
The design of conformal cooling channels requires the help of advanced computer-aided design (CAD) software. The best shape of the cooling channels is generated through the three-dimensional modeling of the mold cavity. In terms of manufacturing, 3D printing technology or special mold processing techniques can be used to achieve it. 3D printing can manufacture molds with complex internal structures, including high-precision conformal cooling channels.
Control and Regulation of Cooling Medium
1.Even Distribution of Flow Rate
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Use of Flow Control Valves:
Installez des vannes de régulation de débit sur chaque tuyau de dérivation du système de refroidissement. Le débit du fluide de refroidissement dans différents canaux peut être contrôlé en ajustant le degré d'ouverture des vannes. Le débit peut être raisonnablement réparti en fonction des besoins de refroidissement des différentes parties du moule. Par exemple, pour les zones à chaleur concentrée dans le moule, le débit des canaux de refroidissement dans cette zone peut être augmenté de manière appropriée, de sorte que le fluide de refroidissement puisse évacuer la chaleur plus rapidement.
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Conception de collecteurs et de diviseurs :
Set manifolds and dividers in the cooling system. The manifold is used to evenly distribute the cooling medium to the inlets of each cooling channel, and the divider is used to collect the cooling medium flowing out of each channel. This design can reduce the problem of uneven flow rate caused by differences in pipe resistance.
2.Stable Temperature Control
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Selection and Maintenance of Refrigeration Equipment:
Select appropriate refrigeration equipment to control the temperature of the cooling medium. For large-scale injection molding production, industrial chillers may be needed to provide a stable low-temperature cooling medium. Regular maintenance of refrigeration equipment should be carried out, including cleaning the condenser, checking the pressure and content of the refrigerant, etc., to ensure its refrigeration efficiency and temperature control accuracy.
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Temperature Sensors and Feedback Control:
Install temperature sensors at the inlets and outlets of the cooling medium and at the key parts of the mold to monitor temperature changes in real time. Through the feedback control system, the operating power of the refrigeration equipment or the flow rate of the cooling medium can be adjusted according to the signals from the sensors, so that the mold temperature is kept within the set range. For example, when the sensor detects that the temperature of a certain part of the mold is too high, the feedback system can automatically increase the flow rate of the cooling medium in the cooling channels of this area or reduce the temperature of the cooling medium.
Optimization of Mold Material and Structure
1.Selection of Appropriate Mold Materials
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Préférence pour les matériaux à haute conductivité thermique :
Le choix de matériaux de moule à haute conductivité thermique peut améliorer l'efficacité du transfert de chaleur et faciliter l'uniformité de la température du moule. Par exemple, les matériaux de moulage en alliage de cuivre ont une conductivité thermique beaucoup plus élevée que l'acier ordinaire. Lors de l'injection de produits présentant des exigences élevées en matière de contrôle de température (tels que les lentilles optiques), des moules en alliage de cuivre peuvent être envisagés. Cependant, les matériaux en alliage de cuivre sont relativement chers et leurs propriétés mécaniques peuvent ne pas être aussi bonnes que celles de l'acier. Un compromis global est donc nécessaire.
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Uniformité des matériaux :
Assurer l'uniformité de la qualité des matériaux du moule eux-mêmes et éviter les différences de conduction thermique causées par la structure interne non uniforme des matériaux. Lors de l'achat de matériaux de moule, choisissez des fournisseurs fiables et effectuez des inspections sur les matériaux pour éviter des problèmes tels que des impuretés et des pores à l'intérieur des matériaux.
2.Amélioration de la structure du moule
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Conception de structures de conduction thermique :
Certaines structures de conduction thermique, telles que des dissipateurs thermiques ou des ponts thermiques, peuvent être conçues à l'intérieur du moule. Les dissipateurs thermiques peuvent augmenter la zone de contact entre le moule et le fluide de refroidissement et accélérer la dissipation thermique. Les ponts thermiques peuvent guider la chaleur des zones à chaleur concentrée dans le moule vers les zones ayant de bons effets de refroidissement. Par exemple, des dissipateurs thermiques peuvent être conçus au niveau de la partie centrale du moule. Lorsque les structures internes des produits moulés par injection (telles que les colonnes en plastique) sont en contact avec le noyau, la chaleur peut être transférée plus rapidement au fluide de refroidissement via les dissipateurs thermiques.
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Conception symétrique du moule (le cas échéant) :
Pour les moules de certains produits symétriques, l'adoption d'une structure de moule symétrique peut rendre le processus de refroidissement plus uniforme. Par exemple, pour le moule d'une boîte en plastique symétrique, les canaux de refroidissement, l'épaisseur de la paroi du moule et d'autres structures peuvent être conçus symétriquement, de sorte que la dissipation thermique et les changements de température des deux côtés du moule soient plus cohérents pendant le processus de refroidissement.