探討模溫機(jī)的原理和作用
 
 模溫機(jī)是用來調(diào)節(jié)模具溫度的平衡模度，可以升溫也可以降溫。模溫機(jī)利用高熱傳性的導(dǎo)熱媒體,以便在很短的時間內(nèi)將模具內(nèi)多余的熱送走

。在設(shè)定好熱平衡溫度后，能自動控制其溫度在極小誤差之內(nèi)，且能維持定值。在設(shè)定好熱平衡溫度后,能自動控制其溫度在極小誤差之內(nèi),且

能維持定值。
模溫機(jī)的作用就是用來加熱模具并保持它的工作溫度，保證注塑件品質(zhì)穩(wěn)定和優(yōu)化加工時間 。在注塑工業(yè)中，模具的溫度對注塑件的質(zhì)量和注

塑時間有著決定性的作用。

　 1 注塑模具的熱平衡控制注塑機(jī)和模具的熱傳導(dǎo)是生產(chǎn)注塑件的關(guān)鍵。模具內(nèi)部，由塑料（如熱塑性塑料）帶來的熱量通過熱輻射傳遞給材

料和模具的鋼材，通過對流傳遞給導(dǎo)熱流體。另外，熱量通過熱輻射被傳遞到大氣和模架。被導(dǎo)熱流體吸收的熱量由模溫機(jī)來帶走。模具的熱

平衡可以被描述為：P＝Pm－Ps。式中P為模溫機(jī)帶走的熱量；Pm為塑料引入的熱量；Ps為模具散發(fā)到大氣的熱量。   

　　2 控制模具溫度的目的和模具溫度對注塑件的影響注塑工藝中，控制模具溫度的主要目的一是將模具加熱到工作溫度，二是保持模具溫度

恒定在工作溫度。以上兩點(diǎn)做的成功的話，可以把循環(huán)時間*優(yōu)化，進(jìn)而保證注塑件穩(wěn)定的高質(zhì)量。模具溫度會影響表面質(zhì)量，流動性，收縮

率，注塑周期以及變形等幾方面。模具溫度過高或不足對不同的材料會帶來不同的影響。對熱塑性塑料而言，模具溫度高一點(diǎn)通常會改善表面

質(zhì)量和流動性，但會延長冷卻時間和注塑周期。模具溫度低一點(diǎn)會降低在模具內(nèi)的收縮，但會增加脫模后注塑件的收縮率。而對熱固性塑料來

說，高一點(diǎn)的模具溫度通常會減少循環(huán)時間，且時間由零件冷卻所需時間決定。此外，在塑膠的加工中，高一點(diǎn)的模具溫度還會減少塑化時間

，減少循環(huán)次數(shù)。

　　 3 有效控制模具溫度的預(yù)備條件溫度控制系統(tǒng)由模具、模溫機(jī)、導(dǎo)熱流體三部分組成。為了確保熱量能加給模具或移走，系統(tǒng)各部分必須

滿足以下條件：首先是在模具內(nèi)部，冷卻通道的表面積必須足夠大，流道直徑要匹配泵的能力（泵的壓力）。型腔中的溫度分布對零件變形和

內(nèi)在壓力有很大的影響。合理設(shè)置冷卻通道可以降低內(nèi)在壓力，從而提高了注塑件的質(zhì)量。它還可以縮短循環(huán)時間，降低產(chǎn)品成本。其次是模

溫機(jī)必須能夠使導(dǎo)熱流體的溫度恒定在1℃－3℃的范圍內(nèi)，具體根據(jù)注塑件質(zhì)量要求來定。第三是導(dǎo)熱流體必須具有良好的熱傳導(dǎo)能力，*重

要的是，它要能在短時間內(nèi)導(dǎo)入或?qū)С龃罅康臒崃?。從熱力學(xué)的角度來看，水明顯比油好。

　　4 模溫機(jī)

　　4.1工作原理模溫機(jī)由水箱、加熱冷卻系統(tǒng)、動力傳輸系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)以及溫度傳感器、注入口等器件組成。通常情況下，動力傳輸系

統(tǒng)中的泵使熱流體從裝有內(nèi)置加熱器和冷卻器的水箱中到達(dá)模具，再從模具回到水箱；溫度傳感器測量熱流體的溫度并把數(shù)據(jù)傳送到控制部分

的控制器；控制器調(diào)節(jié)熱流體的溫度，從而間接調(diào)節(jié)模具的溫度。如果在生產(chǎn)中，模具的溫度超過控制器的設(shè)定值，控制器就會打開電磁閥接

通進(jìn)水管，直到熱流液的溫度，即模具的溫度回到設(shè)定值。如果模具溫度低于設(shè)定值，控制器就會打開加熱器。

　　 4.2模溫機(jī)的種類模溫機(jī)的種類是根據(jù)使用的導(dǎo)熱流體（水或?qū)嵊停﹣韯澐值?。用水的模溫機(jī)通常*大出口溫度90℃，用油的模溫機(jī)用

于工作溫度≥200℃的場合。通常情況下，帶有開口水箱加熱的模溫機(jī)適于用水或油，*大出口溫度為90℃至≥150℃，這種模溫機(jī)的主要特點(diǎn)

是設(shè)計(jì)簡單，價格經(jīng)濟(jì)。在這種機(jī)器的基礎(chǔ)上又衍生了一種使用壓力水的模溫機(jī)，其可允許的出口溫度為160℃或更高，由于在溫度高于90℃的

時候，水的熱傳導(dǎo)性比同溫度下的油好很多，因此這種機(jī)器有著突出的高溫工作能力。除次之外，還有一種強(qiáng)制流動的模溫機(jī)，出于**因素

，這種模溫機(jī)設(shè)計(jì)工作溫度為150℃以上，使用導(dǎo)熱油。為了防止模溫機(jī)加熱器里的油過熱，該機(jī)使用了強(qiáng)制流動泵送系統(tǒng)，且加熱器由一定數(shù)

量的的管子堆疊組成，管子里有裝有翅片的加熱元件用于導(dǎo)流。

　　 4.3.控制模具內(nèi)的溫度各點(diǎn)不均勻，也和注射周期中的時間點(diǎn)有關(guān)。在注射以后模腔的溫度升到*高，這時熱的熔體碰到模腔的冷壁，

當(dāng)零件移走后溫度降到*低。模溫機(jī)的作用就是保持溫度恒定在θ2min和θ2max之間，也就是說防止溫度差△θw在生產(chǎn)過程或間隙上下波動。

以下的幾種控制方法適用于控制模具的溫度: 控制流體溫度是*常用的方法，且控制精度可以滿足大多數(shù)情況要求。使用這種控制方法，顯示

在控制器的溫度和模具溫度并不一致；模具的溫度波動相當(dāng)大，因?yàn)橛绊懩＞叩臒嵋蛩貨]有直接測量和補(bǔ)償 (這些因素包括注射周期的改變，

注射速度，熔化溫度和室溫)。其次就是模具溫度的直接控制。該方法是在模具內(nèi)部裝溫度傳感器，這在模具溫度控制精度要求比較高的情況下

才會采用。模具溫度控制的主要特點(diǎn)包括：控制器設(shè)定的溫度與模具溫度一致；影響模具的熱因素可以直接測量和補(bǔ)償。通常情況下，模具溫

度的穩(wěn)定性比通過控制流體溫度更好。此外，模具溫度控制在生產(chǎn)過程控制中的重復(fù)性較好。第三是聯(lián)合控制。聯(lián)合控制是上述方法的綜合，

它能同時控制流體和模具的溫度。在聯(lián)合控制中，溫度傳感器在模具中的位置極其重要，放置溫度傳感器時，必須考慮形狀、結(jié)構(gòu)及冷卻通道

的位置。另外，溫度傳感器應(yīng)被放置在對注塑件質(zhì)量起決定性作用的地方。連接一個或多個模溫機(jī)到注塑機(jī)控制器上有很多途徑。從操作性、

可靠性和抗干擾考慮*好使用數(shù)字接口，如RS 485。在控制單元和注塑機(jī)之間可以通過軟件傳遞信息。模溫機(jī)還可以自動控制。

　　4.4模溫機(jī)的配置與使用模溫機(jī)的配置應(yīng)根據(jù)加工的材料，模具的重量，要求的預(yù)熱時間和生產(chǎn)率kg/h來綜合判定。當(dāng)使用導(dǎo)熱油時，操

作者必須遵守這樣的**規(guī)定：不要把模溫機(jī)放在靠近熱源(火爐)的地方；接頭使用有錐度的防漏和具有耐溫耐壓的軟管或硬管；定期檢查溫

度控制回路(模溫機(jī)，接頭和模具)有無泄露，功能是否正常；定期更換導(dǎo)熱油；應(yīng)當(dāng)選用人工合成油，熱穩(wěn)定性好，結(jié)焦傾向小。在模溫機(jī)的

使用上，選擇合適的導(dǎo)熱流體極為關(guān)鍵。用水作導(dǎo)熱流體經(jīng)濟(jì)，干凈，使用簡便，一旦溫度控制回路(如軟管聯(lián)結(jié)器)泄漏，流出來的水可直接

排放到下水道。但用水作導(dǎo)熱流體水也有缺點(diǎn)：水的沸點(diǎn)低；根據(jù)水的組成，可能會腐蝕和結(jié)垢，引起壓力損失增大和模具和流體之間的熱交

換效率下降等等。在使用水作為導(dǎo)熱流體時，應(yīng)考慮以下預(yù)防措施:用防腐蝕劑預(yù)先處理溫度控制回路；進(jìn)水口前使用過濾器；定期用除銹藥劑

清洗模溫機(jī)和模具。導(dǎo)熱油時沒有水的缺點(diǎn)。油的沸點(diǎn)高，它們可以用于溫度高于300℃甚至更高的情況，但導(dǎo)熱油的熱量傳遞系數(shù)只有水的

1/3，因此模溫機(jī)在各個行業(yè)的使用上要對產(chǎn)品技術(shù)要求業(yè)配置相應(yīng)的模溫機(jī)。