整理第十三章模具冷却.docx

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整理第十三章模具冷却

第十三章模具冷卻

13.1引言

本章為模具設計者提供模具冷卻設計的一些准則.模具設計者在工作中將會遇到各種各樣的情況,且沒有簡單的規則可循.許多生產同一制品的模具,無論從哪點來看,其生產出的制品都很理想,看起來也都是良好的合理設計,但令人吃惊的是各模具的產量卻大不相同.設計者必須從一開始就要了解影響模具冷卻設計（未必便宜）的各種參數.

需要考慮的典型參數有（未必就只有下列幾種,或許還有其他參數尚未列舉在內）:

要模塑的材料;

模具的材料;

模具所用的注塑機;

期望得到的生產率;

模塑制品的預計成本;

制品形狀;

模具成本;

維修費用;

操作和維修模具的人員數.

根據以上所述,簡單的無所不包的規則是不存在的.對模具設計者來說,掌握模具中發生的熱和熱交換及其對模具的影響,這樣一些基本原理會更有幫助.這樣設計者就能獨立評判,對特定模具所作的冷卻設計的價值.

但這不能解釋為設計者就可以隨心所欲地得到他們想像的最終的冷卻設計結果.因為設計者無論怎麼做,都不能超出生產車間實現經濟生產能得到冷卻系統的實際能力的限制,它必須基於生產車間的現有水平,並對最終使用者適用.

例如,在一個塑料展覽會上,展出了一個6腔模具,就有52條軟管與各個模腔和模板相連.當然,看起來這是一個冷卻效果很好的模具,但連接所有軟管所要做的工作和操作中模具無法接近的結果,清楚地表明了設計者根本沒有考慮過他所設計的后果.

所要考慮的重要一點就是模具的總生產量:

這種制品是只持續生產很短時間（或一個季節）,還是在以后多年內仍要一直生產呢;模具的總生產量僅限於幾種樣品或短期生產,還是制品將照樣長期生產.

可能已有成型同種或類似產品的其他模具或先例.但這並不意味著其冷卻設計都是合適的.可能是正確的,但可能做過了頭（浪費了錢）,或是模具可能並不能很好地冷卻,從而造成了成型周期的不必要延長.

例如,一個模子成型周期一般要用6s,如果冷卻再好些,它可縮短到5s.盡管最初造價要高一些,但它可使產量提高17%,在長期的生產中,能節約大量的資金.困此在重新設計前,所有的因素都要考慮到.

有許多純理論的方法可用來確定冷卻的最佳條件,同時還用來確定往往會被忽視但又極其重要的材料強度.這些數學運用通常都是由在塑料工藝方面作特殊研究的一些大學完成的.盡管這些研究往往對模具設計者沒有多大的實際意義,但它確實指出了設計者設計中應注意的區域.

此外,這些計算中所用的一些參數,盡管理論上很重要,但由於影響其數值的因素（比如塑料的批次之間存在的差異）,很難確定,因而還不能用於實際.甚至工廠大氣環境的差異（比如不同地點甚至是在同一個房間濕度及環境溫度的差異）,都應予以考慮.

設計者不要偏離設計的目的----設計一副模具,是為了使模具能裝在指定的注塑機上（或幾台注塑機上）,並能最經濟地生產出想要的制品.如果僅在幾個小時或幾天內就能事先了解到,這樣設計的一副"理想"模具,可以使制品獲得其在壽命周期內所需的全部性能,那麼再花費大量時間和金錢去設計和生產最佳冷卻,高質量,能持續使用很多年的模具（如能用於長期生產可以實現最低制品成本）是毫無意義的.

13.1.1模具設計的目的

模具設計的主要目的是:

①生產出形狀和精度滿足要求的制品;

②生產出成本最低的制品（成本包括模具成本以及注塑機用於制品生產的機時成本）;

③不出現次品;

④實現經濟地維修;

⑤實現最經濟地循環周期;

⑥實現經濟地制造.

好的（足夠的）模具冷卻設計要滿足最后兩條.

13.1.2可利用的幫助

設計模具冷卻系統時,設計者可以從個人經驗,計算機程序,參考書或課程學習中得到幫助.設計者都有自己的偏好,有時可以依賴於過去的老經驗,而不定非要與模具制造的最新方法的實踐相聯系.而對於在此領域毫無經驗的設計者,他們應該怎麼辦呢?

他們應該到哪兒尋求幫助呢?

有一些計算機程序可供他們使用,但這些程序僅能告訴所選擇的冷卻系統對某一實際情況是否適用,如果以此作為所選設計方案的檢驗方法是不會有錯的.

參考書（比如課本）僅籠統地講述這些問題.如果能講到進一眯的細節,它們通常又太理論化了,需要大量的數學計算,並只能涵蓋冷卻設計中一些特定的小區域.只有在設計方案選定以后,參考書才顯得有用.

行業雜志上不時會登出一些關於某些特定情況下模具冷卻設計的好文章,有經驗的設計者可以收集這些文章以備將來參考.然而,這種資料也存在著一個大問題:

其內容往往是文章發表前幾年的經驗,新經驗和新工藝可能已使這些文章的內容過時了.

一些大學或學院開設了有關這個領域的課程,但從實用的觀點來說,他們所講的很多東西都是令人失望的.其內容不是太復雜,太數學化,就是跟不上該領域的實際應用,但他們確實能教會你理解冷卻設計的基礎.

本章的意圖是為模具設計者提供一些基礎認識:

模具冷卻設計過程中需要些什么?

並用最少的理論和數學知識,綜合了設計模具冷卻系統前應考慮的所有要點.過去的老經驗表明,根據這里所說的原理所設計的冷卻系統,經計算機分析系統檢驗,確認為是"好的設計".

13.2注塑模為什么要冷卻

模具使注射進入的熱塑料成型為所要的制品.為了能夠頂出,制品必須能夠承受頂出力,且不發生變形.正因如此,頂出時塑料溫度必須比注射時的要低,但不必完全冷下來.簡言之,模具是一個熱交換體.

設計者應知道成型周期相當大的部分,有時可占到成型周期的80%,要用於冷卻.因而對生產率要求較高的模具,將這種"損失"時間控制到最小是絕對必要的.然而,設計者在設計模具冷卻系統時,還有很多其他因素必須考慮.

表13-1列出了一些原材料所需的注塑溫度和模具溫度,表中數據表明,甚至在同一組材料中,溫度的變動範圍仍會是很大的.可能需要有經驗的模塑工人或者原材料供應商的技術代表,提出對特定原材料和特定成型制品最合適的溫度的建議.這里的例子表明,成型材料不同,其模具的冷卻設計也要不同.

有經驗的模塑工人（或模具設計者）知道成型制品的實際質量和（或）外觀常依賴於模具的冷卻速率.舉人例子,如果冷卻太快或溫度太低,模塑制品會變脆或達不到所要求的粗糙度;如果冷卻太慢或冷卻不足,將會出現不想要的結晶現象.

還有其他一些要考慮的因素,如空氣的濕度.水蒸氣會在模具上發生冷凝,如果模具打開時間太長,冷的冷會介質仍在模具中循環時,模腔或模芯的表面上也會發生水汽的冷凝.在沒有空調或濕度控制的成型室內,這一點應予特別關注.

表13-1不同的模塑材料需要的注塑和模具溫度

材料

注塑溫度,℃

模具溫度,℃

聚㆚烯（PE）

聚笨㆚烯（PS）

尼龍（Nylon）

聚碳酸酯（PC）

聚㆙醛（Delrin）

聚㆛烯（PP）

ABS

170~320

200~250

240~320

230~260

280~310

180~230

180~280

180~240

0~70

0~60

40~120

50~80

85~140

70~130

0~80

50~120

13.3影響模具冷卻的因素

影響模具冷卻的眾多因素:

①從"入口"到"出口",冷卻介質的溫升（△T）;

②從"入口"到"出口",冷卻介質的流量,冷卻介質的化學成分;

③模具零件的導熱率;

④從注射到頂出,塑料的溫差;

⑤流道系統（尺寸,布局）;

⑥流道類型（熱流道或冷流道）;

⑦與成型制品直接接觸部件內的冷卻管道（尺寸,布局）;

⑧模板中的冷卻管道的尺寸的布局;

⑨進出軟管的尺寸（直徑）和數量.

在下述的解釋中,有些觀點是基於一定理論基礎的（物理的和數學的）,所述觀點應予接受.如果希望得到進一步的了解,可參考教材.

13.3.1冷卻介質的溫度

冷卻介質通常是水,最好經過預處理,以便最大限度地減少碳酸鈣沉淀在冷卻系統中造成的污染,以及減少水中的其他物質（這些物質可能會腐蝕冷卻管道）的存在.這些污染還會使冷卻管道壁上產生沉淀,這將會降低熱傳導的能力,並會阻塞管道.

水溫太低或供水管道暴露在結冰溫度下,冷卻水里要加入防凍劑.但在大多數情況下,冷卻水溫度一般都控制在5℃或5℃以上,因而不需加入防凍劑.防凍劑的加入對冷卻水帶走熱量的能力稍微有些影響,但這一般來說是可以忽略不計的.

在極少數情況下,冷卻水直接從井中抽上來或使用城市供水,其溫度即為這些水源的溫度.這樣往往費用很高.

在大多數的成型設備中,模具的冷卻水可由蓄水池,冷卻塔或制冷系統來提供,可以是一個中央系統,也可以是單獨的制冷系統,僅為一台或一小組注塑機提供冷卻水.最理想的情況是整個工廠的冷卻水使用同一水源,相同的水溫.但在很多情況下,這是不可能的.因為工廠模塑制品所用的原材料需要不同的冷卻條件.因此設計者必須了解模具安裝處所用冷卻系統的情況.

13.3.2塑料的溫度----熱平衡

將塑料從冷的粒料加熱到可以注塑的粘性流體,需要篩供一定的能量.這一過程發生在注塑機的擠出機中.能量主要由螺杆所做的功來提供,它將機械能轉化為熱能.另外擠出機機筒上的加熱器也提供熱能.

塑化過程中供給塑料的熱量必須在模具內將其散發掉,在成型周期內冷卻系統將完成這一散熱任務.

注意:

在整個周期時間t之內都會有熱量從模具里被帶走,並不是僅發生在冷卻時間C里（圖13-1）.這可解釋如下:

模具裝入注塑機,並與輔助裝置相連后,它處於室溫,一旦冷卻供水開通,在注塑開始之前,模具溫度漸漸會與冷卻水溫度（低於或高於室溫）達到一致,一直到熱塑料注射進模具之前都保持此溫度不變.

在注射周期內,雖有冷卻水不斷地將熱量帶走,模具的溫度仍會升高.注射完成后,不再有其他熱量輸入模具,但冷卻水在下次注射開始之前,仍繼續從模具上帶走熱量.有一點很重要,就是一旦模具開始循環運作,進入模具的熱量應等於從模具上帶走的熱量.

值得注意的是,熱量不僅由冷卻水帶走,而且有一部分是由制品帶走的.因為制品離開模具時,通常還是熱的,因此它會帶走一定的熱量,這些熱量會通過輻射或傳導進入工廠周圍的環境中去.同時,一小部分熱量也會直接從模具表面輻射到工廠里.

如果循環時間太短而不能帶走熱量的話,模具的溫度將會逐漸升高,最后變得過熱,以致產生廢品.對這種情況應該增加冷卻時間（圖13-2）.

如果循環時間太長（如在頂出開始前熱量被帶走的時間）,模具將浪費時間並無效操作.應該減少冷卻時間（圖13-3）.

為了縮短循環時間,有許多方法可供選擇,如圖13-4~13-7所示.下面將以圖示舉例法對這四種模塑循環情況加以描述.注意:

四個例子中的冷卻水溫是一樣的.要用到的變量有:

t----整個循環時間;

A----模具閉合過程時間;

B----注射時間（熱量加入）;

C----冷卻時間;

D----模具打開過程和制品頂出時間.

A取決於注塑機,即設定的合模速度.B則取決於塑料原料,注塑機和模具.C取決於模具（冷卻布置,模具材料的選擇）以及所成型的塑料.D取決於注塑機的設定速度以及從模具中頂出的方法.在下列各圖中,假定在模具打開過程中頂出已經完成.

圖13-4中,A和D相當長（低速註塑機）,B為任意選定的一段長度,C也為選定的一段長度（如圖示）.

圖13-5所示的是同一副模具,但用的是較快的註塑機.A和D較短,冷卻時間C必須加長到能提供足夠時間使其在循環時間t內將熱量帶走,循環時間t將保持不變.所以造反較快的註塑機並不能縮短循環時間.

圖13-6所示的仍是同樣的模具,但改進了冷卻系統的布置,這里的C比圖13-5中的要短,由于冷卻效率的提高,t縮短了.

圖13-7中還是同樣的模具,但使用了更好的註射裝置,這種裝置允許在較低溫度下註射,因而輸入的熱量和所的冷卻都大大地減少了,故C和t縮短了.

關于上述各圖的總的說明必須考慮閉模和開模時間,註塑時間和冷卻時間.閉模和開模時間應控制到最小,然而開模時間受到制品（和流道,如果有的話）的頂出和清理成型區域所需時間的限制.

註射時間受註射量,塑料粘度,所用註射裝置和流道系統的影響,註射量取決於要註射的塑料量.塑料量越大,註射時間就越長.

塑料的粘度及其他特性對於不同的塑料以及不同的批次來說都是不相同的.選用不同級別和（或）其他供應商提供的同種塑料可能會實現,在較低的溫度下註射.

每副模具都要選用最合適的註射裝置.較高的註射壓力和註射速度,有助於縮短註射時間.同時設計良好的擠出機螺杆又可保證塑化得更迅速更充分.

還應選用功效最高,運行最經濟的流道系統.冷流道（二板式或三板式設計）需要的冷卻時間較長,因為進入模具的材料較多（制品加上流道）,因而要帶走的熱量就更多.此外,冷流道中塑料流所受的阻力又降低了充模時推進料流通過澆口的壓力.所以,只要制品結構和模塑材料允許,經濟條件也允許,應選取熱流道.

由上述內容可明確地看出,當模具閉合和打開時間以及註射時間縮短之后,要想縮短整個循環時間,提高冷卻系統的功效就變得相當重要了,因為相對注射時間來說只有比較短的循環時間可用於冷卻（冷卻與注射時間有關）.當在高速注塑機上（注射時間相當短）成型薄壁制品時這一點是很關鍵的.盡管這些制品通常很輕,但單位時間內的產量很高,這樣的模具需要最大的冷卻.

在有些實際應用中,為了與下一個循環同步,很長的冷卻循環時間可用轉移部分冷卻時間來進行補償.在有回轉模板或轉動架的注塑機上,成型制品只需要冷卻到能從模腔中移出即可,而不必冷到能從模芯上頂出的程度.模芯板帶著制品整體移到另一個位置,另一塊裝著同樣模芯的模板將裝入模具,於是下一個成型周期開始,在模具外,模芯上制品的冷卻在下一個成型周期內仍在繼續,直到它能被頂出為止.最典型的例子是用Husky方法進行螺帽的成型.

對於多工位注塑機來說,數套合在一起的模芯和模腔從注塑位置挪開時,又一套新的模腔和模芯會進入這一工位.在冷卻周期結束時模具打開,並將制品頂出.這需要在一個圓周上安置多組模具,有時多達30多組.

這種延長冷卻時間的辦法經常在塑料制鞋工業中用來生產合成橡膠制品,這些制品所需的冷卻時間往往是數分鍾而不是數秒種.但由於這種注塑機較復雜,且主要用於這些特殊產品的生產,所以這里就不再作過多闡述.

還有其分一些后冷卻的方法,這時制品仍很熱（但已可以操作）,就要頂出.可以用引出裝置將成型好的制品移出並放到冷卻傳動裝置上;或者引出板本身就可以為熱制品提供額外的冷卻（如PET預制品）.其他方法則用於手工（或引出裝置）移出制品放在冷卻（或收縮）架上.還可以讓制品自由落入冷卻水容器中（水槽）,這種方法雖然效率高,但需要對濕制品進行干燥.這種方法有時用來處理厚壁尼龍制品,這些制品除需要冷卻外,還要吸水來增大強度.

13.3.3熱量,溫度和能量的基本原理

13.3.3.1熱量

熱量就是從一個熱物塊傳遞給一個冷物塊的能量.溫度是物塊的一個特性,它決定著與其他物塊接觸時熱量是流出還是流進的熱流方向.

溫差用△Τ表示,單位為℃.上面的原則同樣可適用於冷卻.從塑料上移走一些熱量（把熱量傳遞給模具和冷卻介質）,就可以降低塑料的溫度.從塑料上傳遞來的熱量可以使冷卻介質的溫度,以及模具和注塑機周圍的空氣溫度升高.

能量是做功的能力,熱量是能量的一種.

從一個位置流動到另一個位置熱量的大小（q）正比于:

①△Τ;②熱導率;③熱量流過的橫截面積（A）;而反比于流動距離（L）.這可用下面的公式來表述（f意思是"正比于"）:

在模具中,熱量由塑料流進模具,然后由模具流進冷卻介質中,只有很小一部分進入空氣和注塑機的壓板.

13.3.3.2溫差

模具設計者必須考慮三個△Τ:

塑料由注射到頂出的△Τ,冷卻介質進入模具和離開模具時的△Τ,冷卻時塑料與冷卻介質間的△Τ.

塑料由注射到頂出的△Τ取決于（看13.1節）制品的形狀和成型條件.舉例來說,截面或通道很小就需要塑料加熱到較高的溫度來降低粘度,以使塑料更易流動.

冷卻介質流過模具,吸收熱量,溫度升高,這就產生冷卻介質從"進"到"出"的△Τ.對於許多"通用"模具來說,這個△Τ要控制在不超過5~6℃.如果△Τ太大,就會引起模具冷卻不均勻,同時也延長了成型周期.

高產量的模具（如生產瓶丕的模具）,這個△Τ就要控制在3℃以下,更好一些控制在1~2℃之間.這應嚴格考慮,因為要獲得這樣小的△Τ,要求有大量的冷卻介均勻地流過模具.維持這種流動的能量及所需的泵和管道的費用,可能超出所能獲得的利潤.特定的應用情況,特別是要求高生產量的情況,如生產瓶丕,就必須進生細致的分析,並應借助計算機進行模擬.

最后塑料和冷卻介質之間的△Τ越大,在一定時間內流走的能量就越多.所以,如果溫差大,塑料就會比溫差小時冷卻得快.一旦塑料冷卻下來了,這個△Τ將會越來越小,實際應用時,這點可不考慮.

13.3.3.3熱導率

熱導率是材料將熱量由熱的地方向冷的地方傳導的速率的度量.不同材料的熱導率是不同的,它們的實際值可在參考書上查到.模具,設計者要考慮塑料和模的熱導率.

塑料一般是熱的不良導體,不同塑料的導熱情況可能有很大差別.然而在大多數情況下,我們可以忽略這種差別.

重要的是模具設計者必須意識到,接觸模腔的塑料層比模具材料的熱導率要低得多.這層塑料構成了塑料主體與冷卻速率的影響要大得多.對於厚壁制品或有孤立區的制品（孤立區較厚且不能進行適當的冷卻）的模具設計,考慮這一點至關重要.

模具材料的熱導率同樣很重要.由于實際的原因（成本,強度,耐磨性,易切削加工性）,模具一般都用鋼材來制造.用于模具制造的不同合金鋼的熱導率是不同的.但除非在特殊的應用場合,這種差別並不重要.

作為一種典型,薄壁制品是一個特殊扣應用情況.因為塑料太薄,在冷卻時其隔熱效應（上文所述）就變得微不足道了.這樣有效地將熱量從模腔壁上帶走就變得很重要.這可能意味著要引進比鋼材的熱導率更高的模具材料,如-銅合金.這樣,冷卻管道的數量和尺寸比原先通常布置的情況更貼近成型表面.這些解決辦法都會增加模具的成本,但是可以大大提高生產率.

13.3.3.4熱焓

任何材料溫度的升高,都需要一定數量熱量（能量）的註入.升高相同的溫度所需註入的熱量對不同材料來說是不同的.要使塑料達到成型測試,就要對它註入一定的熱量.熱伴隨著塑料進入模腔,為使塑料回復堅硬狀態以便頂出,這些熱量還需要從塑料上移走.

熱量通過模腔壁向外散發,主要進入冷卻介質----其他一部分輻射到空氣中去了,一部分傳導到註塑機本身.出於實用,后兩項可忽略不計,我們僅考慮冷卻介質.

設計者對上述情況必須有清楚地了解.舉例來說,對于很少運轉,運轉一次也僅生產幾件樣品的試缺點模具來說,可能就不需要任何冷卻,因為註射的實體（及其熱焓）與使模具實體熱起來所需的熱量相雙,已顯得微不跳道.

在這一點上我們應該明白,熔化塑料所需的熱量與要熔化的塑料質量成正比.由于冷卻從已成型的塑料上帶走的熱量應等於註入到塑料中的熱量.這里假定了料的溫度和頂出的制品溫度是相同的.但大多數情況下,制品在上當熱時就已被頂出,因而化它還包含著塑化時所加入的一部分熱量,這些熱量將輻射到工廠的周圍的空氣中去.

設計者還要認識到非晶態塑料（如PS,乙烯基樹脂,ABS等）溫度的升高（和開始熔化）與所加熱量成正比;溫度的下降與冷卻介質帶走的熱量成正比（圖13-8）.結晶型塑料（如PE,尼龍,PET等）,在達到一定溫度時,需要一定的熱理來熔化晶體,而塑料的溫度不會升高.只有在晶體完全熔化,成了非晶態塑料后,溫度的增高才與所加熱量成正比（圖13-8）.

冷卻過程也類似.冷卻經過塑料的結晶區時,熱量釋放,但塑料溫度保持不變.只有過了結晶區,塑料才能進一步地冷卻.對於實際情況來說,這意味著熔化一定量的結晶材料比熔化同量非晶態材料所需加入的熱量（能量）多,因此,結晶材料冷卻進需移走的熱量（能量）也多.

13.3.3.4冷卻水的流動

影響冷卻水從模具中流過的因素很多.從模具上要帶走的熱量正比於塑料與冷卻水的溫差△Τ.只有被加熱的冷卻水流走,並有新的冷卻水流入,模具才會被冷卻.因此,我們主要考慮冷卻水的流動及其影響因素.

一般來說,下列因素影響冷卻水的流動:

①進水管與出水管間的壓力差（ΔP）;

②水道橫截面積;

③水道長度及其設計布局;

④冷卻介質的粘度;

⑤冷卻管道狀況;

⑥雷諾數.

（1）供水管與出水管壓力基本上兩者間存在著壓力差ΔP.出水管壓力一般稍微高於大氣壓強---只要足以保證冷卻水流回水源（蓄水池）.通常模具入口的供水壓力為0.49~0.58Mpa.壓力越高,水的流動越好（這是理想的）,但出於實際原因,工廠采用這樣的壓力範圍.

（2）水道橫截面積很容易理解,大橫截面管道與小模截面管道相比,可以使更多的液體通過.流動速率大致與水道直徑的平方成正比,也就是說Φ10mm水道的流量大致是Φ5mm的4倍（102=4×52）.

（3）冷卻管路流動長度的作用是線性的,就是說,流動的阻力與水管長度成正比.然而,除極少數情況外,長度的影響可以忽略.因為,除非是在特別大的模具中,一般來說,一個模具水管的總長度並不太大.在冷卻管路交匯處發生的流動方向的改變增加了流動阻力,從而減緩了冷卻水的流動."當量長度"是指,例如90∘彎曲的流動（最普通的）相當於一定長度的直流路徑.當量長度取決於水管直徑和水的流量.切記,流動方向變化很少有利于冷卻水的流動,特別是對小橫截面的水管,更應該注意這一點.

（4）冷卻介質粘度盡管從理論上來說冷卻介質的粘度會影響其流動,特別在含有高比例防凍劑或其他添加劑時,但實用時其影響可以忽略.

（5）冷卻管道的狀況冷卻管道上的污垢和污染會嚴重影響冷卻效率.很容易理解,這些沉積物會對冷卻系統的作用構成雙重不利影響:

首先,沉積物減小了水道的橫截面積,因而減緩了冷卻介質的流動;其次,一般來說沉積物的熱導率比模具材料低得多,從而減少了從塑料傳遞給冷卻介質的熱量.在使用小冷卻管道（圓的或扁的）時,這一點尤為重要.這些小水道應設計成可以不時進行清理的結構.

（6）雷諾數Re不涉及理論來說,這個（無量綱）數是水道中流體速度,水道直徑,單位密度和單位粘度的冷卻介質對冷卻效果影響的度量.研究發現,當雷諾數超過3200時,由水道壁向冷卻介質的熱傳遞效果可得到很大改善.低于3200,我們稱之為層流;高于4000,稱之為紊流.很多計算機程序運算結果所推荐的理想的雷諾數是Re>4000,Re>10000則更好.

在示意圖中（圖13-9）,可看出在層流中只有貼著水道壁的冷卻介質可將熱量帶走,而其余的流體只是流過水道.在紊流中,由於渦流作用使得冷卻介質都參與了冷卻.

雷諾數間接受水道表面狀態的影響.表面越粗糙,雷諾數就越高,這是產生良好冷卻效果所希望的.然而,這種粗糙表面也會助長腐蝕和利於沉積物的滯留.一般地,冷卻水孔應采用鉆削加工,並且最好用一層鍍層來防腐,如化學鍍Ni處理（ENP）,或者選用不銹鋼模具零件以達到防腐的目的.

模腔和模芯以及鑲件上的冷卻管道必須產生紊流狀態.在大直徑的水道內,流動可能成為層流,但這些大直徑水道主要是用來為實際的冷卻管道分配冷卻介質,實際冷卻的水管小得多,可以提供所需的紊流.

13.3.4流道系統

熱流道或冷流道系統對模具的冷卻產生不同的影響.在冷流道系統中,從注塑機注嘴（或從熱注道）到模腔的塑料,必須以類似於所成型制品的冷卻方式進行冷卻.這樣一來冷流道可以同所成型制品一起被頂出.因而,冷流道所在的模板必須進行冷卻,以免過度延長冷卻周期.然而,這些模板也要避免過度冷卻以保証在冷流道凝固之前,塑料能夠充滿模腔.必須在冷流道尺寸（它影響流進模腔的塑料流量）和冷流道周圍冷卻量（它主要取決於冷流道的塑料量）之間找到適當的平衡.

一般來說,冷流道在能滿足適當充模和保証流道能正常頂出的情況下,應盡可能地小.這也降低了冷流道周圍模板冷卻地復雜性.

在熱流道系統中,從注塑機注嘴到模腔之間的塑料都保持熱態（熔融態）.包括塑料流道的歧管系統,必須保持在一定溫度下,使塑料在到達模腔的路徑中既不損失也不獲得任何熱量.因為歧管