塑料模具冷却是注塑件成型的关键要素

据了解，注塑件是在塑料模具内成型和冷却固化的，由于每种树脂要求的成型温度和玻璃化温度不同，所以，塑料模具必须有温度调节系统，才能适合每种树脂的成型，高效地进行生产。

在注塑成型过程中，模具内熔融材料温度一般在150~350℃之间，但由于模具温度一般在40~120℃，所以成型材料所带来的热量会逐渐使模具温度升高。另一方面，由于注塑机加热喷嘴与模具的注道衬套直接接触，喷嘴的温度高于模具温度，也会使模具温度上升。如果不设法将多余热量带走，模具温度必然继续上升，从而影响成型品的冷却固化。相反地，若从模具中带走太多的热量，使模具温度下降，也会影响成型品的质量。

对成型粘度低、流动性好的塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等），一般要求塑料模具温度较低（一般不低于80℃）；

而对于黏度高、流动性差的塑料（如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等），为了提高充型性能，或塑料模具较大，散热面积广等情况，其塑料模具不仅需要设置冷却系统，还需要设置加热系统，以便在注塑之前对模具进行加热。

有的塑料成型，需要模具设置冷却系统和加热系统。当模具的温度达到塑料的成型工艺要求时，即可关闭加热系统；如果在注射一段时间后，模具的温度高于塑料的成型工艺要求时，就要打开模具的冷却系统，使模具的温度在要求的温度下恒温。

对于小型薄壁塑件，且成型工艺要求模温不太高时，可以不设置冷却装置而靠自然冷却。

一．模具温度对制品的影响

1.成型性及成型效率

模具温度高时，成型空间内熔融材料的流动性改善，可促进填充；但就成型效率（成型周期）而言，模具温度适度减低，可缩短材料冷却固化的时间，提高成型效率。

2.成型品的物理性质

通常，熔融材料充填成型空间时，若模具温度较低，会使材料会迅速固化，此时，为了填充，需要很大的成型压力，因此，固化之际，施加于成型品的一部分压力残留于内部，成为所谓的残留应力。

对于PC或改性PPO之类的硬质材料，此残留应力大到某种程度以上时，会发生应力龟裂现象或造成成型品变形。PA或POM等结晶型塑料之结晶化度及结晶化状态，显着取决于其冷却速度。冷却速度愈慢时，所得结果愈好。由上可知，模具温度高，虽不利于成型效率，但却常有利于成型品的品质。

3.成型品的形状

成型品肉厚、大时，若冷却不充分，其表面会发生收缩下陷，即使肉厚适当，若冷却方法不良，成型品各部分的冷却速度不同，也会因热收缩而引起翘曲、扭曲等变形，因而需使模具各部分均匀冷却。

二．模具的冷却与加热

一般地，模具通常以常温的水来冷却，其温度控制水的流量调节，流动性好的低熔点材料大都以此方法成型。但有时为了缩短成型周期，须将水再加以冷却。

小型成型品的射出时间、保压时间都短，成型周期取决于冷却时间，此种成型为了提高效率，经常也以冷水冷却，但用冷水冷却时，大气中的水分会凝聚于成型空间表面，造成成型品缺陷，须加以注意。

成型高熔点材料或肉较厚、流动距离长的成型品，为了防止充填不足或应变的发生，有时对水管通温水。成型低熔点成型材料时，成型面积大或大型成型品，也会将模具加热，此时用热水或热油，或用加热器来控制模具温度。模具温度较高时，需考虑模具滑动部位的间隙，避免模具因热膨胀而动作不良。

一般中熔点成型材料，有时因成型品的质量或流动性而使用加热方式来控制模具温度，为了使材料固化为最终温度均匀化，而使用部分加热方式，防止残留应变。

以上所述，模具的温度控制是利用冷却或加热的方式来调整的。

三．冷却系统的设计原则

（1）冷却管的口径、间隔以及至成型空间表面的距离，对模具温度的控制有重大影响。

（2）为保持模具温度分布均匀，冷却水应先从模具温度较高处进入，然后循环至温度较低处再出口。通常注道、浇口附近的成型材料温度高，所以通冷水，温度低的外侧部分，则循环热交换的温水，此循环系统的管路连接，是在模具内加工贯穿孔，在模具外连接孔与孔。

（3）成型PE等收缩大的材料时，因其成型收缩大，冷却管路不宜沿收缩方向。

（4）冷却管应尽量沿成型空间的轮廓来设置，以保持模具温度分布均匀。

（5）直径细长的芯型或芯型销，可在其中心钻盲孔，再装入套筒或隔板进行冷却，若无法装入套筒及隔板时，以热传率良好的铍铜合金作芯型及芯型销材料，或以导热管直接装入盲孔中，再以冷却水作间接之冷却，效果尤佳。

（6）冷却水流动过程中，不得有短捷或停滞现象而影响冷却效果，而且，冷却管路尽可能使用贯穿孔方式，以便日后方便清理。

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