thermodynamics-and-heat-transfer
השפעת מערכת Gating Geometry על Cooling Efficiency ב Molds
Table of Contents
השפעת מערכת Gating Geometry על Cooling Efficiency ב Molds
שלב הקירור בתבניות ההזרקה ותמותה של ליהוק חשבונות עבור יותר ממחצית מהזמן המחזור הכולל. בעוד שטמפרטורת עובש וזרימה קרירה מצוטטים לעתים קרובות כגורם עיקרי להפחתת זמן מחזור, הגיאומטריה של מערכת ההיגוי מפעילה השפעה עמוקה באותה מידה על מיצוי חום ואיכות חלקית. רץ או שער מעוצב גרוע יכול ליצור חוסר איזון תרמי שמוביל ל-מלחמה, ⁇ , קירור, ותקופות קירור מורחבות.
תפקיד בסיסי של מערכת Gating בהעברת חום
לפני בחינה כיצד הגיאומטריה משנה את יעילות הקירור, חשוב להבין את התפקיד של מערכת הגלים ממלא במחזור התרמי. במהלך ההזרקה, ההיתוך נכנס דרך הסבה וטייל דרך רצים ושערים לתוך הכובד. ברגע שהכבדות מלאה, הרשת כולה של חומר מלוטש חייב לגוון.המערכת הגלידה אינה רק מספקת חומר; היא פועלת כנתיב תרמי.
חימום מעביר את מכניזם ברשת הרץ
ההתנהלות דרך פלדה עובש היא המנגנון הדומיננטי של קירור המערכת.קצב העברת החום תלוי הבדל הטמפרטורה בין ההיתוך לבין משטח עובש, מוליכות תרמית של חומר עובש, ואת השטח השטח הזמין עבור החלפת חום. רץ עם מחזור גבוה משטח-שטח-קרקע-קרקע-to-נפח יכול גם לשמור על חום גבוה יותר במהירות, אבל זה מאפיין זה יכול גם להוביל מוקדם הקפאת בשער או דביק, אשר יכול לשמור על זמן ארוך יותר, אבל זה יכול גם כן, אבל זה יכול להיות איטי יותר חום, אבל זה יכול להיות יותר, אבל זה יכול להיות יותר חום, אבל זה יכול להיות יותר, אבל זה יכול להיות יותר, אבל זה יכול להיות יותר חום, אבל זה יכול להיות יותר, אבל זה יכול גם כן, אבל זה יכול להיות יותר חום, אבל זה יכול להיות יותר חום, אבל זה יכול גם כן, אבל זה יכול להיות יותר חום, אבל זה יכול להיות יותר, אבל זה יכול להיות יותר חום, אבל זה יכול להיות יותר, אבל זה יכול גם כן, אבל זה יכול גם כן, אבל זה יכול להיות יותר זמן ארוך יותר חם יותר חם יותר זמן ארוך יותר חם יותר חם יותר, אבל זה יכול להיות יותר, אבל זה יכול להיות יותר, אבל זה יכול להיות יותר זמן ארוך יותר, אבל זה יכול להיות יותר חם יותר חם יותר חם יותר חם
המונחים: Cooling Efficiency
כל מרכיב של מערכת ההזדה ו-#8212; sprue, רץ, שער ו- המציאו ו-#8212; התנגשויות להתנהגות התרמית.הפרמטרים הבאים הם המשפיעים ביותר על יעילות קירור.
עיצוב Sprue
הסבה היא היסוד הראשון של חום-שינוי לאחר הצומת.זווית הברז שלו, אורך וקוטר לקבוע כמה נפח נמס נשאר במגע עם פלדה עובש לאחר מילוי. a sprue כי הוא ארוך מדי או רחב מדי לשמור חום מופרז, להאט את המעגל. a היטב מעוצב היטב sprue יש מקל של 2 עד 5 מעלות כדי להקל על ejection ולהפחית את אזור מגע חם.
מרדף חוצה-סודיות
החלקה של רץ חוצה היא אחד המוליכים הגיאומטריים החזקים ביותר עבור קירור.צורות נפוצות כוללות חלקים מלאים, מלכודות, וחצי סביב. רץ באורך מלא יש את היחס הנמוך ביותר משטח-שטח-לכולה לכדי מלכודת שטח מגובה-חלקהגבול, כלומר היא מאבדת חום איטי יותר ושומרת על יכולת זרימה לאורך מרחקים ארוכים יותר.
(FLT:0) ,Felot 1:design:2 חומרים עם חלונות עיבוד צר, כגון ניילון או פולימרים נוזליים, להשתמש במתח מלא כדי למזער ירידה בלחץ ולמנוע ייצוב מוקדם. עבור תרמופלסטים כגון פוליפרופילן, רצים מלכודות יכולים לשפר את יעילות הקירור על ידי עד 15% עד סביב מלא.
מיקום שער, סוג והתאמה
השער הוא הממשק בין רץ לבין העקרבה.גאומטריה שלו שולטת ישירות בהתנהגות הזרם הסופי ואת השיעור שבו ניתן להעביר חום מן ההיתוך לתבנית באזור הקריטי הקרוב ביותר לחלק. שער דק מדי יקפא במהירות, למנוע את היישום של לחץ אריזה ומוביל לסימני הכיור.שער עבה מדי ייקח יותר מדי זמן להקפיא, להרחיב את שלב הקירור.
- (FLT:0) שערי גל' 1 (FLT) הם פשוטים למכונה ומציעים שליטה טובה על זמן ההקפאה של שער על ידי התאמת אורך הקרקע ועומק.יש לשמור על אורך הקרקע (0.5 עד 1.0 מ"מ) כדי למזער את שימור החום באזור השער.
- Fan GatesveFLT:1] להפיץ את ההיתוך על פני שטח רחב, צמצום הרהר והלחצים הפנימיים.צורת המעריצים מגבירה את שטח פני השטח במגע עם התבנית, שיפור קירור התנהגות בחלקים דקים של חומה.
- (במערכות חמות) אפשרו תזמון מדויק של נקודת ההקפאה של השער, תוך מחיקת זמן הקירור מהשער סגור.
עובי השער צריך להיות כ 60% עד 80% עובי הקיר הדומיני של החלק.יחס זה מבטיח כי השער קופא רק לאחר החלק הכריע מספיק כדי להחזיק את צורתו, אופטימיזציה של שלב הקירור.
« « « TERBING AND THE TERRmal אחידות
בתבניות רבות-כבדות, הגיאומטריה רץ חייב להיות מאוזנת לא רק כדי למלא זמן אלא גם עבור אחידות קירור. רציפות לא מאוזנות לגרום וריאציות של לחץ אריזה וקצב קירור על פני חללים, המוביל לחלקים עם ממדים לא עקביים ונכסים מכניים. שיטה קלאסית היא להשתמש במאזן חום:0 רץ טבעי 1LT שבו אורך זורם לכל רוחב דורש גם כמות חום זהה, אשר דורש גם כן, במידה שווה.
אינטגרציה עם runner Geometry
האינטראקציה בין מערכת הגלים לבין ערוצי הקירור היא תחום לעתים קרובות משקיף של עיצוב עובש.ערוצי קירור ממוקמים בדרך כלל במרחק קבוע משטח העפר, אבל נוכחות של רץ יוצר מסה מקומית של פלדה שפועלת כמו שקוע חום.אם המעגל הקירור אינו זורם סביב רץ כראוי, כתמים חמים יכולים לפתח.
ונווט ואפקט עקיף שלה על Cooling
האינטואיציה אינה מסווגת לעתים קרובות כחלק ממערכת הקירור, אבל לגיאומטריה האוורור יש השפעה ישירה על המחזור התרמית.אוויר מלכודות עובש מאובן כי מבודד את ההיתוך מן הפלדה עובש, צמצום קצב של מוליכות חום.זה אוויר לכוד כמו התנגדות תרמית מקומית, להאט קירור באזור הגז.
המונחים: material
חומרים שונים מגיבים לגיאומטריה באופן ייחודי.עבור פולימרים למחצה-קריסטליים, שיעור הקירור קובע את מידת הגיאומטריה והצטמקות.שער שמקפיא מוקדם מדי יכול למנוע צמיחה גבישית אופטימלית.עבור פולימרים אדמדפיים, אחידות קירור היא קריטית יותר מאשר מהירות ספציפית, כמו קירור מייצר התכווצויות שונות ועמודי מלחמה.
הנדסה גבוהה הנדסת פלסטיק
חומרים כמו PEEK, PEI, ו- LCP יש טמפרטורות התכה גבוהות וחלונות עיבוד צרים.מערכת הגלים צריכה להשתמש במתח מלא עם קוטרים לפחות 5 מ"מ כדי למנוע חימום והשפלה מוקדמת. עובי שער צריך להיות לפחות 80% עובי קיר, שער שסתום מעדיף לשלוט על נקודת הקפאה.
Die Dis Alloys
באלומיניום למות ליהוק, מערכת הגלימה חייבת לספק מתכת מלוטעת במהירויות של 30 עד 60 מ"ג /s למלא חלקים דקים לפני ההחזקה.שטח השער מחושב מן הזמן המלא, עם כלל של אצבע: שער = 1.5 עד 2.5 פעמים עובי הקיר הממוצע.הרץ חייב להיות מוקרן וחופש של פינות חדות כדי למזער את ההפרעה, אשר צורות אחרות תחמוצת כיפורת הפחמן בתוך משטח הקירור.
סימבול ואופטימיזציה של Gating Gometry
תוכנת סימולציה מודרנית של עובש, כגון Autodesk Moldflow, Moldex3D, ו- Altair Inspire, מאפשרת למעצבים לחזות את התנהגות הקירור של מערכת ההזנה לפני חיתוך פלדה.כלים אלה מחשבים פרופילי טמפרטורה ברשת רץ לזהות אזורים שיישארו חם מעבר לטמפרטורה הרצויה של כריתת שיער, שטח חוצה, קירור, מהנדסי קרבה, יכולים להפחית את זמן קירור עד 30%.
תוצאות סימולציה מפתח כדי לבדוק
- (ב) התפלגות פיתוי בזריקת: ⁇ 1 (ה) מערכת ההזדה צריכה להיות טמפרטורה אחידה בתוך 10-15 מעלות צלזיוס של העקרבה.
- (ב) עיין: "השער צריך להקפיא לאחר שהחלק הגיע לטמפרטורת ההזרקה שלו, אך לפני תחילת ההזרקה הבאה.
- (ב) גלגול חום:0) ,Rörner חום פלוקס: 1FLT:1 אזורי חום גבוהים מצביעים על צווארי בקבוק שבהם נדרש קירור נוסף.
- (ב) שיעור ה-Shear Rate: 1:1) יכול לגרום להשפלה חומרית, צמצום ההתנהלות התרמית של ההיתוך.
הנחיות מעשיות לאופטימיזציה של הגיאומטריה לבישול
- (ב) ,0) , 000 הרץ נפח רץ 1FLT 1 ללא הגדלת עמידות זרימה. קצר יותר, רצים קטנים יותר להפחית את תכולת החום שיש להסיר כל מחזור.
- (ב) ,0) ,Use a runnerFirLT:1 כאשר זמן מחזור הוא קריטי והחומר הוא רגיש.
- (ב) השער עם אורך קצר (לא יותר מ-1 מ"מ) כדי למנוע את השער לפעול כמתעלל תרמי על פני השטח.
- (ב) ,0) שערי השקיפות בפרשת ה-II (ב) ה- 1 (ב) של החלק הסמיך ביותר, כדי לסייע בחיזוק התקדמות מדלל ועד עבה, קידום קירור אחיד.
- (ב) ל-FLT:0) לצרף ערוצי קירור קרוב ככל האפשר של ההרחבה מספר 1 ל-The runner and Gate, באופן אידיאלי בתוך 1.5 עד 2 פעמים קוטר הערוץ מן פני השטח רץ.
- (ב) ,0) קירור קונפורמנטלי עבור רשתות הרץ מורכבות, הרץ 1 (Ralph:1) כדי לחסל אזורי מת שבו פלדה חם פועל כטבעת חום אשר מאטה את המחזור.
תוצאות חיפוש: Cooling שיפורים באמצעות שינוי שער הגיאומטריה
יצרן של מחברי הרכב מתחת לגילה השתמש בתבנית קרה עם שער המעריצים לחלק פולימידה.השער המקורי היה 4 מ"מ רחב ו-1.2 מ"מ עבה, עם אורך אדמה של 2 מ"מ.זמן הקירור היה 28 שניות, וזמן מחזור היה 52 שניות.ניתוח הראה כי אזור השער היה 15 מעלות צלזיוס חם יותר משאר התבנית, מה שגורם לסימניקוע.
התייחסות חיצונית וקריאה נוספת
להבנה עמוקה יותר של הגיאומטריה והקירור, המשאבים הבאים מספקים נתונים ניסיוניים ומתודולוגיות עיצוב:
- (FLT:0SciencesDirect: השפעת העיצוב על Cooling Efficiency בזריקת MoldsFLT:1 & #8211; מחקר השוואת runner-cross-parts ואפקט שלהם על זמן קירור באמצעות מדידות thermocouple.
- (ב) .0.MDPI Polymers: אופטימיזציה של שער גאומטריה עבור קירור משופר בזריקת דק-ויל מולידינגFLT:1 & #8211; חקירה מספרית וניסויית של אורך השער ועובי.
- (FLT:0)SME: Cooling – עתיד הזרקת Mold DesignveFLT 1 ו-#8211; תובנות מעשיות על שילוב קירור תואם עם מערכות גישור.
מסקנה
הגיאומטריה של מערכת הגלים היא גורם מכריע ביעילות קירור עובש.על ידי הבנה כיצד ספירה טאקר, צורת רץ, מידות שער, ואוורור אינטראקציה עם העברה חום, מעצבי עובש יכולים להפחית את זמני מחזור, לשפר את איכות חלקית, וצריכה אנרגיה נמוכה יותר.המגמה לקראת אופטימיזציה מבוססת סימולציה ותיקון תואמים עוד יותר מהנדסים כדי לכוונון גיאומטריה באופן ספציפי לביצועים תרמיים. גישה שיטתית אשר רואה תכונות, איזון, קירור, תאורה מהירה יותר, תאורה, תאורה, תפעיל את היישר יותר, תיבולת, תתקין, תיבולת יותר, תיבולת יותר, תיבולת.