模温机的正确选择及计算Word下载.docx

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0.75gal/min/kW 

@5℃温差或是 

3.4151/min/kW 

@5℃温差 

若模腔表面各处的温差是1℃，则所需的最低流速需要按比例乘大五倍即

是3.75gal/min/kW或是17.031/min/kW。

为了获得产品质量的稳定性，很多注塑公司都应该

把模腔表面的温差控制在1－2℃, 

可是实际上其中很多的注塑厂商可能并不知道这温差

的重要性或是认为温差的最佳范围是5－8℃。

计算冷却液所需的容积流速，应使用以下的程序：

1．先计算栽一塑料／模具组合的所城要排走的热量：

若 

以前述的PC杯模为例，则实际需要散去的热量是：

一模件毛重（g）／冷却时间（s）＝208/12＝17.333g/s 

PC的散热率是＝368J/g或是368kJ/kg 

所以每周期需要散去的热量＝368×

17.33/1,000＝6.377kW 

2．再计算冷却所需的容积流速：

按照上述的经验法则若模腔表面的温差是5℃时，流速=6.377×

0.75=4.78gal/min或

是=6.377×

3.41=21.751/min 

若模腔表现的温差是1℃则流速=4.78×

5=23.9gal/min或

是=21.75×

5=108.731/min 

3．泵流速的规定 

为了得到良好的散热效果，泵的流速能力应较计算的结果最少大10％，所以需使用

27gal/min或是120/min的泵。

4．泵压力的规定；

一般模温控制器的操作压力在2－5bar（29-72.5psi），由于在压力不足的情况下会影响

冷却液的容积流速（流动的阻力产生压力损失），所以泵的压力愈高，流速愈稳定。

对于冷却管道很细小的模具（例如管道直径是6mm/0.236in），泵的压力便需要有

10bar（145psi）才可提供足够的散热速度（即是冷却液速度）。

大体上冷却液的容积液速要求愈高，管道的直径愈少则所需要的泵输出压力愈大。

所以

在一般应用模温控制器的压力应超过了3bar（43.5psi）. 

B、加热能力 

图4.8是典型的加热计算表，提供了就模具重所需要的加热量。

图4.8的计算用法下：

1．纵轴代表着模具的重量。

2．横轴代表着模具升温至所需温度的热量，单位是kW/hr。

3.37℃－121℃的各温度斜线提供了模具重量和模温控制器的发热能力在相应温度下的关系。

例如我们可以从图查知：

1．把重量500kg的模具升温至50℃所需的加热能力是3.3kW/hr。

2．把重700kg的模具升温至65℃所需的别热能力是6.5kW/hr。

冷冻能力 

总的来说，加热能力愈强，则所需的升温时间，便相应地减少了（加热能力双倍，升温

时间减少）。

图4.8提供了注塑厂商一个很有用的资料，可以马上找出任何模具的加热要求，

从而获得正确模温控制器的发热能力。

往往就是因为模温控制器的能力太低，引致模具不能达

到最佳的温度状态。

欲想知道模温控制器实际表现，我们可以比较它的实际的和计算的模具升

温时间。

模温控制器的冷冻线路的设计和组成零件对模温的精确控制致为重要。

当模具或加温液的温度上升

至设定值时，模温控制器必须能快速地及有效地避免温度继续上升，办法是引进另一较低温度的液体，其引

进的控制由电磁阀负责。

所以温度超驰的消除和稳定性取决于电磁阀的大小。

冷却电磁阀的孔径可用以下的公式计算：

冷冻能力（gal/min）=kW×

3.16/△t 

这里△t=模温控制器所设定的生产温度和冷冻水温度之差：

kW＝模具需要排走的热量 

以下表列出了不同电磁阀孔径所能提供的容积流速：

电磁阀孔径 

容积流速 

in 

mm 

gal/min 

1/min

0.25 

6.35 

0.7 

3.18

0.375 

9.53 

1.2 

5.45

0.500 

12.70 

3.3 

14.98

0.750 

19.65 

5.4 

24.52

1.000 

25.40 

10.0 

45.40

1.250 

31.75 

13.0 

59.02

1.500 

38.10 

20.0 

90.80

计算了冷冻能力后便可从以上表找出相应的电磁阀，如以下的例子：

PC杯模需要排走的热量是6.377kW 

生产的设定温度是 

90℃ 

冷冻水的温度是 

18℃ 

△T＝90－18＝72℃ 

所以冷冻能力＝6.377×

316/72=0.28gal/min或1.271/min 

从上表可知道孔径为6.35mm/0.250in的电磁阀可提供足够的容积流速，适宜使用

于模温控制范围是±

1℃的精确要求。

电磁阀阀门的压力降影响着流速。

上表的流速数值是

基于1bar（14.5psi）的压力降。

所以压力降愈高，冷冻水的流速愈快。

电磁阀的典型的压力

降是2bar（29psi）。

C、液体式模温加热控制系统 

任何一台模温控制器的主要目的是把模具温度控制在（±

2°

F）的范围内。

所以对于运

行在模具管路间的液体的升温控制必须精确，否则模具温度控制的目的便不能达到了。

某些模温控制器的控制方法祗属于开／关形式，其工作原理是比较实际和设定的温度。

倘若实际的温度比较设定的温度低很多，电热便全开，待实际温度达到设定值时，电热便被关

上，由于开／关形式的控制产生了很大的实际正负温度偏差。

这温度变化不单祗直接地

影响着液体的温度，还间接地带给了模具很大的过度升降，不消说最后定必反映在成品的质量

上。

所以我们应该使用PID（比例、积分、微分）形式的加热控制系统，它可以保证模具的

温度控制维持在±

1℃（±

选择适当的模温控制器 

胡乱选购模温控制品可以随时带来20％利润的损失，所以我们在购置时必需详细考虑生

产的需要，严格审定模温控制器各项的能力，才好作出决定。

可惜人们常常忽略了这注塑技术

极其重要的环节，往往在生产力和品质出了问题时才醒觉。

模温机的冷却系统基础

88发布时间：

1、直接式或开放式冷却系统 

这是一种极之流行的系统，其基本的组成配件有电水泵和浸没式电热器。

电水泵负责把水运行于模具

的冷却管道。

水温不断被测量着，若温度达到设定值时，电热器便关上。

若水温继续升高稍为超过某一设点时，电磁阀被打开使部份热水排走，所损失的水量由较冻的自来水补充。

这系统之所以普遍被采用是因为它有着设计简单和制造成本低廉（与间接式系统比较）的好处，可是系统需要为断补充新的自来水，这表示更多熔解了的化学物质亦一并被加进系统内，使冷却管道的沉积问题加速恶化。

为了减少冷却水温的升降幅度，电热水器的电源控制和水温测量的准确度都必须很好，使水温控制在所需的范围内，有些系统更可调节水温以适应模具的温度。

2、间接式冷却系统 

间接式冷却系统可以应用于模具温度低过或高过一般冷却水的温度。

被冷却液带来的热量经由热交换系统散去。

系统利用高压原理使水温可以超过其大气压力下的沸点，并有重型的浸没式电热器提供快速的升温，负责把热能散去的装置是设有较大热交换面积的线图式热交换器，并有电磁阀控制散热的过程。

加热或散热的准确切换则由一比例控制形式的仪器控制着。

若运行于系统和模具的液体是属于水性的，其最高的温度可达140℃/284F°

。

但是温度超过120℃/248F°

的情况下为应使用水性的系统，因为喉管可能发生爆裂，造成很大的危险。

对于温度超过120℃/248F°

的需求，我们可用油性的循环式系统（也可以使用电热器棒作辅助途）。

模具在生产时也常常需要利用冰水作冷却用途以改造生产力或是弥补模具设计的不足，所采用的冷冻机都设有制冷单元把经过热交换器的冷却液降温。

热交换器有着很多线图状的管路，管内循环着高压的冷冻液体，模具冷却液则不断流过管路外面把热量输送给冷冻液并使其气化，气化了的冷冻液其后再被压缩及冷却还原成液体，热交换过程得以不断地进行。

现时人们对冷冻机所排出的热能的应用机会发生了浓厚的兴趣，它们可能在不久的将来负责提供房间温暖的环境。

使用冷冻机时常可遇到以下的问题，冷冻机的设定温度不能太低，原因是型腔表面发生了冷凝现象（布满了水珠）。

这现象可能在正常模具开启和顶出时发生，亦可能发 

生于短暂的生产停顿，解决的办法是把模腔周围的空间占满了热空气，例如使用热风机向着模腔处喷射热空气。

这办法在湿热的夏天很是有效，以某一例子来说，可以把生产周期从30秒降至23秒。

若冷凝现象引致模具生锈，可以把模具表面进行镀镍处理或是使用其他材料制造模具，例如不锈钢或镀铜。

生产薄壁注件时常常需要使用冷冻机以缩短生产周期，以重7.5克的聚苯乙烯（PS）薄杯为例（自动饮品售卖机的坏子）一套单腔模具的生产速度可以快至一分钟五十次模数。

3、冷却液的选择 

适宜热塑性件的模具生产温度的一般范围是20－80℃（68－176F°

），所以大都是使用处理过的水作为冷却液，我们需要注意一点，冷却液的温度和模具的温度可能差别很大，例如40℃/100F°

对于加压形式的冷却管路来说，若系统是水性的，其最高温度是140℃/284F°

：

若系统是油性的，则其最高温度是350℃/662