热量聚积在角落处，使得角落收缩变形而小于90度，造成典型的盒
状弓形翘曲。
Cavity 冷 Core 热 热集中在公模的角落
热的角落 (相对于凝固部分的 收缩，引起翘曲)
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冷却理论分析
冷却时间与模温
增加模温，冷却时间延长
厚2mm、长200mm的产品，以推荐的料温及1秒时间注射
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冷却理论分析
冷却与翘曲
当塑料接触到模具时，一边是冷的，另一边是热的，不同的冷却便
发生了。热的一边要比较长的时间冷却和收缩（收缩大），而导致 热的一边象弓一样弯曲。
热的一边
热的一边
凝固和收缩
张应力
冷的一边
冷的一边
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冷却理论分析
热量聚积
流动类型 紊流 瞬变流 层流 停滞流
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冷却理论分析
冷却液流动率与热交换
冷却液／金属界面
冷却液 塑料／金属界面
塑料
温度梯度
63 °C
43 °C 23 °C 20 °C
层流的温度梯度 雷诺数 < 2300
紊流的温度梯度 雷诺数 > 2300
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冷却理论分析
冷却时间的方程式
冷却时间：
理论上，冷却时间与最大产品厚度的平方或最大流道直径的幂的 1.6次成正比，也就是——
或
这里熔融塑料的热扩散系数(thermal diffusivity)定义为：
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冷却理论分析
冷却液流动率与热量流动率
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冷却理论分析
散热能力
层流 紊流 实际散热流动率
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冷却系统的构成及类型
冷却水路的基本形式
直线式圆管
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直线式方管
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冷却系统的构成及类型
冷却水路的基本形式
圆形弯管
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方形弯管
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冷却系统的构成及类型
冷却水路的基本形式
挡板(Baffle)
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注射模具冷却系统设计 原则与Moldflow
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课程内容
冷却系统设计的重要性 冷却系统的构成及类型 冷却理论分析 冷却水路设计要点 结合Moldflow分析的设计案例
冷却系统的构成及类型
冷却系统的构成
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冷却系统的构成及类型
冷却水路的类型
串联水路
优点 –流速均匀 –排热均匀 缺点 –压降高
并联水路
优点 –适用于入子四周 –低压下可达高流速 缺点 –各分支流速不一样 –各分支冷却效果不佳 –易产生污垢
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冷却水路设计要点
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冷却水路设计要点
冷却系统设计目标
冷却系统的设计经常受到模穴的几何形状、分模线、滑块和顶针的
限制，因此不能僵硬地给出理想分布的设计指南。
模具设计者的目标应该是综合考虑各方面因素，设计一个良好的冷
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冷却理论分析
差动结晶
不平均的壁厚将导致不同的冷却速率。需更长时间冷却的区域将有
更高的结晶度，这叫做差动结晶(Differential Crystallinity)。
慢速冷却，高结晶度， 高收缩率
快速冷却，低结晶度， 低收缩率
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冷却系统设计的重要性
冷却影响生产成本
顶出温度：产品从模具中顶出的温度会受很多因素的影响。产品的强度
必须足够大，以抵抗由于体积收缩的变化和残余应力而产生的翘曲，和顶 出系统对产品施加的局部应力。顶出力受产品的几何形状、模具的表面光 洁度和在充填与保压过程中模穴的填充度的影响。 循环时间 : 通常，循环时间是产品的温 度降到能安全顶出的温度所花的时间。如 果充填和保压过程都是优化的，改善冷却 and Packing 行为可以显着地减小冷却时间。因为冷却 时间通常包括80%的循环时间，所以减小 冷却时间会显着减小循环时间和生产成本 。
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喷泉(Bubbler)
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冷却系统的构成及类型
冷却水路的基本形式
吸热管(Thermal Pin)
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冷却理论分析
冷却液流动与雷诺数
雷诺数定义：
这里， 为冷却液密度，U 为冷却液平均流速，d 为冷却水管直径， 为冷却液动态 粘度。
雷诺数 (Re) 10,000 < Re 2,300 < Re < 10,000 100 < Re < 2,300 Re < 100
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冷却系统设计的重要性
冷却的影响
产品品质
表面光洁度 残余应力 结晶度 热弯曲
生产成本
顶出温度 循环时间
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冷却系统设计的重要性
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Specific Heat J/kg/degK 920 460 460 420 401.7 454.7 380 380 404
Density 3 Kg/m 2699 7800 7833 8415 7750 7750 8350 8820 8580
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注射时间 保压时间 冷却时间 开模时间
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冷却系统的构成及类型
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冷却理论分析
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冷却理论分析
热量在注射成型中的传递
辐射散热 对流散热
热量散失到模板上
热量由熔融塑料带入
热量从冷却水路传入或传出
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冷却影响产品品质
表面光洁度：许多材料需要相对高的模具表面温度，在生产中以获得良