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1、Moldflow在熱流道系統(tǒng)中的應用熱流道是一種采用加熱的方法,使處于注射機噴嘴到模具型腔澆口問整個流道中的塑料一直處于熔融狀態(tài),從而在完成注射,開啟模具后,只需取出產品,而不必取出流道內凝固廢料的先進澆注系統(tǒng)。通過熱流板、熱嘴、及其控制系統(tǒng)的功能,讓模具在成形時,能提高注塑件質量、加快生產速度、降低生產成本、做出高難度產品。??????1、熱流道組成簡介熱流道通常含有以下部件:熱唧嘴(hotdrop),分流板(manifold),熱流道控制器(hotrunnercontroller)以及針閥控制器(valvecontroller),見下圖:
2、?熱流道按加熱方式可分為兩種:內加熱式熱流道和外加熱式熱流道;內加熱式熱流道的優(yōu)點是:無溢料、無熱膨脹、無熱量損失、不會影響模具溫度、加熱時間短和模具穩(wěn)定性高;外加熱式熱流道的優(yōu)點是:完全的設計截面形狀、低壓力損失、顏色更換容易、沒有溫度差和容易平衡。內加熱式熱流道????????????外加熱式熱流道?2、熱流道的溫度平衡狀態(tài)及Moldflow解決方案2.1熱流道系統(tǒng)的熱平衡熱平衡是熱流道系統(tǒng)的核心問題之一,熱流道板的主要任務是恒溫地將熔體從主流道送入各個單獨噴嘴。熱流道板必須處于熱平衡狀態(tài),熱損失必須通過加熱來補償,因此,熱流道的功能就是
3、保溫。熱流道的溫度平衡:在熱流道的熱系統(tǒng)中,熱量通過以下三種方式傳遞:1)?????????熱傳導:根據(jù)傅里葉定律,如果存在溫度梯度ΔT=T1?-T2,一定量的熱QC流過單層、平直模壁,公式為?QC?=?λ/δ?xAx?ΔT??????Qc-----?熱流,W;???λ???-----?熱導率,?W/(m?K);???????A??-----?截面積,?㎡;?δ???-----?壁厚,m;ΔT?-----?溫度梯度,K;?熱流道內由于傳導作用而引起的熱量傳遞,可以區(qū)分為以下兩方面:??熱源:分流板加熱功率,噴嘴加熱功率,如果有必要還有主進膠加
4、熱功率。??熱耗:定位環(huán),定位銷,壓力碟,空氣間隙。熱耗會導致溫度分布不均勻,即所謂的熱不平衡。?2)?????????熱對流:對流傳遞的熱量????Qconv?=?αA(Tw-?TA)?Qconv?----?熱流,W???????α----?熱傳遞系數(shù),W/(㎡·K)?A----?壁面積,㎡????Tw----?流體溫度,°C?????TA?----?壁溫,°C由于分流板中熱源產生的熱被傳遞到表面,它與模具板之間的溫度梯度,在空氣的作用下引起熱量對流。??3)?????????熱輻射:根據(jù)斯忒潘-波爾茲曼定律,QR?=?A?c1│c2[(T
5、1/100)Λ4-?(T2/100)Λ4]??????????A----?壁面積,㎡????c1│c2----?輻射交換系數(shù)????T----?零件的熱力學溫度,K分流板和周圍模板之間發(fā)生輻射能量交換。部分輻射被物體表面反射回去,還有一部分被吸收,然后又轉換成熱??????????????????2.2Moldflow的解決方案Moldflow如何預測溫度變化對成型的影響呢?軟件中可以設置如下:??????????????????????????熱流道/模具鋼材熱屬性???????????加熱絲熱屬性?????????????????????
6、?????????????加熱管熱屬性?通過以上設置,可以準確模擬熱流道的傳熱和熱散失,以及對模溫的影響;同時建議以下三點,以減少熱流道對模溫的影響?避免煙囪效應,除接線孔外熱流道完全包含在模具內;?減少熱流道和模具的接觸面積、使用低熱傳導率材料;?模具和分流板、熱機咀保持足夠的距離;?3.熱流道的壓力平衡狀態(tài)及Moldflow解決方案3.1熱流道的壓力損失????熱流道內的總壓力損失,就是推動材料時所要克服的來自材料本身壓縮和流道內的流動阻力的力在總和,就是熔體在流動過程中所受到的流動阻力。是輸入壓力與輸出壓力的差值:?PL(ΔP)?=PI
7、n?-POut。????在注塑成型過程中,壓力損失的大小首先是基于塑料材料本身的粘度(流動性指標);填充劑的成分;塑料本身的壓縮比。????如果按照不同的設備來分的話,壓力損失主要來源于以下3個設備:?注塑機炮筒內的壓力損失;?流道系統(tǒng)的壓力損失;?模具型腔內部的壓力損失;????這就要求我們試用熱流道時,調整整個熱流道系統(tǒng)的壓力平衡以及分布。壓力不平衡會使得局部壓力不足導致制品卻膠;而局部壓力過大會導致產品毛邊,以及注塑機噸位增大,影響產品的正常生產。熱流道每個澆口處壓力損失簡圖如下:?3.2Moldflow解決方案?Moldflow擁有成
8、熟且完善的熱唧嘴Beam單元,可準確模擬出壓力降??梢岳瞄y澆口時間控制器來打開關閉每支熱流道,適合解決熔接線問題,以及控制注塑機噸位;還可以用DynamicFee