对于几乎所有的挤出成型、注塑成型、吹塑及真空成型等成型方法，生产率很大程度上取决于塑料的加热与冷却的效率。吹塑成型过程中，通过模具带走融熔塑料的热量，使制品冷却定形，而吹塑成型中制品冷却时间占成型周期的60% 以上，对大型及厚壁制品高达90%。因此，提高吹塑制品的冷却效率，可缩短成型周期，降低能耗.
1.模温对吹塑工艺的影响
过高的模温：会使冷却速率降低及热交换时间变长，不利于融熔料分子结晶，形成晶球且不断成长，会产生大小不一的晶体，使塑件冲击强度降低，导致使用寿命比较短。过低的模温：当模温低于4℃时，因受室温及空气湿度影响，模具表面极容易产生热气冷附现象，附着大量水珠，水珠的存在会影响塑件表面的光洁度，且容易使模具生锈腐蚀等现象，所以吹塑模具模温一般控制在10℃左右，可防止产生明显的热气冷附现象。冷却系统水路有无布置完善，也会导致冷却不均匀使得制品的各部位收缩率有差异，引起制品的翘曲、变形的问题。所以良好的冷却系统对于吹塑成型至关重要，它可使吹塑周期缩短，得到尺寸稳定、收缩变形小的制品，也能延长制品及模具的使用寿命。
2.冷却系统的结构设计
吹塑制品的冷却方法可分外冷却、内冷却与后冷却三种。我们公司模具主要冷却系统由外冷却及后冷却组成。1外冷却法外冷却是指在模具壁内开设冷却系统，通过外壁传热来冷却吹塑制品。在我们公司最常见的模具壁内开设冷却系统方式是在模壁内纵、横方向钻出冷却孔道，见图1
图1 钻孔式冷却通道 1—冷却流体入口; 2—冷却流体出口; 3—管塞; 4—带塞子的横杆—5—螺旋钢种片
这种方式的冷却系统水路可以用机械加工制造，制造简单，方便，成本低。在孔道内设置的螺旋铜片增加流体的湍流程度，可以减少水垢的形成。冷却孔径一般取10 ～ 15mm，对于大型模具可达到30mm。孔径较大时要求冷却流体有较高的流率，既要求配置大功率的泵送装置，两相邻孔道之间的中心距为孔径的3 ～ 5 倍，孔壁与模腔之间的距离为孔径的1 ～ 2 倍，以均匀、充分地冷却制品。钻孔式冷却通道易于清理，便于修改。当有些模具内腔凸台比较高，热量比较集中，而模具不能做纵、横方向冷却孔道时，可使用冷却棒来使模具冷却。如图2。
图2 冷却棒工作原理( 单位: mm)
D1 = D + 0． 1 ～ 0． 2mm( 方便冷却棒装拆且不易脱落)D2 = Dx2( 保证热量传导的快速性和稳定性)冷却棒有很好的热传递性能，可以将一端的热量迅速传递到另一端，安装冷却棒后，在合适位置上接通冷却水，就实现了一个热转换过程。在放入冷却棒时，棒上必须涂上专用导热润滑剂，其主要作用: 1、耐温使热导性好; 2、防锈、润滑，后期装拆方便。冷却棒底部用活动盲栓做堵头，可给以后的维修装拆带来很大的方便。
2.1内冷却法
吹塑制品在冷却中，外壁因与低温模腔接触而被较快冷却，内壁与吹胀空气接触，其传热量很少，故冷却较慢。内、外壁冷却速率的差异可能使制品出现翘曲现象。一种解决方案是在模具内保压时间长一点，让制品完全定型了再取出，这样做整个周期就延长了，影响生产效率。为此，研究并开发了各种内冷却方法，即把水雾、液态氮气或二氧化碳、制冷空气、循环空气或混合介质注入已吹胀的型坯内部，以快速冷却制品内壁。在内冷却中，最常用的是液态氮气与二氧化碳，因为他们干净，不起化学作用，适用于多种吹塑制品。如图3
图3 液态氮气( N2) 的注入与排出
德国Krupp Kautex 公司的吹塑机械采用液态N2把压缩空气冷却至－ 185℃后注入型坯内，可提高生产率约30%。N2 的初始温度为－ 230℃，在热交换器中吸收压缩空气的热量后，以接近室温作为气体离开冷却器。
2.2后冷却法
内、外冷却方法均针对处于吹塑模具内的制品而言的。若在较高温度下，尽快从模具内取出制品，置于后工位进行冷却，可明显缩短吹塑的成型周期。在脱模时，温度不能过高，一般可在经过正常冷却时间的一半后开模，以保持制品的形状。图． 4 为大型桶的切边与后冷却过程。
图4 大型桶的切边与后冷却过程 1—取出机构夹持制品; 2—第一工位切除余料; 3—第二工位后冷却制品; 4—输送制品; 5—制品取出机构; 6—切除装置; 7—夹紧套; 8—中央冷却室; 9—冷却板
该系统具有自动取出制品的机构，其在模板开启之前夹持大桶顶部余料，并送至第一工位，在上、下端用被冷却的夹紧套夹持，切去上、下的余料。之后由夹紧套把大桶送至第二工位，这里，中央冷却室及上、下冷却板贴近并包紧大桶，使之冷却。大桶的开口朝下，可注入压缩空气( 压力最高为0． 3Mpa) ，并可排除，这样，在大桶内产生了对热传热效应。大桶外壁与冷却室的内壁紧密接触而得到冷却，大桶被冷却后送至输送带。这种后冷却方法，大大减少了制品在模具内定型的时间，能很有效地降低生产周期时间，提高生产率。制品的好坏绝大数取决于模具是否合理的设计与加工，其中模具冷却系统的优良是一个重要的因素，它的好坏直接影响到模具的寿命、制品的质量及生产效率等等，所以在设计模具时冷却系统务必要考虑周到.
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发表于 2016-7-1 08:58:35
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