Dr. Mikó Balázs
[email protected]
Cooling BAGIM1ENNB
Design and manufacturing of plastic injection mould
Ensure the appropriate temperature of the mould Why?
10 – Co Cool olin ing g sy syst ste em
Right filling up Short cycling time Shrinkage Minimal warpage
2
Change of temperature
Calculation 1. Az óránként szükséges temperáló közeg meghatározása:
m⋅q⋅n
•
M =
ahol:: ahol
∆T ⋅ ctemp ⋅ 3600
[kg/h]
m - az egy ciklus ciklusban ban fröccsö fröccsöntö ntött tt anyag anyagmenny mennyiség, iség, [kg] q - az 1 kg anyagmennyiség anyagmennyiség dermedésekor és kívánt hőmérsékletre hűtésekor felszabaduló hőmennyiség, [J/kg] n - az óránkénti fröccsöntések száma, száma, [1/h] ctemp = a temperáló közeg fajh ő je, [J/(kg · K)] ∆T - a temperáló közeg megengedett felmelegedése, felmelegedése, ∆T = Tki - Tbe [K]
3
Temperálás számítása
Temperálás számítása 3. A temperáló rendszerben lévő hűtőközeg tömeg árama:
2. Felszabaduló hő:
q = cm ahol: aho l:
⋅ ∆T m
4
•
M =
[J/kg]
d 2 ⋅ Π 4
⋅ v ⋅ ρ víz
[kg / s]
d
4. A temperáló rendszer furatátmérő je:
q - az 1 kg anyag anyagmen mennyi nyiség ség derme dermedés déseko ekorr és kíván kívántt hőmérsékletre hűtésekor felszabaduló hőmennyiség, [J/kg] ∆Tm - a műanyag fröccsöntési és szilárdulási hőmérséklete közti különbség,
•
d =
cm – a műanyag fajhő je (J/kg K) PE – 2.3 – 3 .3 .3 MJ MJ/kg K PS – 1 .3 .3 4 – 2 .3 .3 4 MJ /k /k g K ABS AB S – 1. 1.25 25 –1.67 –1.67 MJ/ MJ/kg kg K PA 66 – 1.67 MJ/k MJ/kg gK PC – 1.25 MJ MJ/kg K
ahol: aho l:
5
4 ⋅ M Π ⋅ v ⋅ ρ víz
v – a tempe temperál ráló ó közeg közeg sebe sebesség ssége e (1-5 (1-5 m/s) m/s) ρ – a temperáló közeg s űr űsége [kg / m3]
6
1
Temperálás számítása
Size and location of the cooling channel
5. A temperáló rendszer teljes hossza:
L =
310 ⋅ d ⋅ ∆T
T sz
− T be +
∆T
⋅ 1 + 0,014 ⋅ T be 2
+
∆T
2
7
Location of the cooling channels
8
Location of the cooling channels
Close to the surface Uniformly (same distance between holes Proportionally with the mass of the plastic
B = 2,5 – 5 A C = 1 – 2 A (min. 10 mm)
9
Heat distribution in the insert
10
Cooling material
11
To 80°C water To 120°C water + ethylene-glycol From 120 °C silicon oil
12
2
Cooling channel layout
Parallel
Serial
2D and 3D cooling web
Multiple 13
Angular cooling channel
14
Round / circular cooling
Easy-to-use Assembling means problems
15
Drive of the water
16
Sealing plugs
Mat.: PA Mat.: Cu
17
18
3
Shut-off and sealing plugs
Application of sealing plugs
19
Shut-off and sealing plug
20
Sealing plug
21
Sealing plug
22
Cupper blank
23
After disassembling need a new disk Very simple 24
4
Hose nipples
Hose nipples
Fast coupling:
Rapid
rapid
Not standard !!!
Can be shut-off version
Expensive (6 – 10 €)
Hose clip:
For hose clip
The counter bore must be deeper like the nipple
Need mode time Universal Cheap
Ensure enough space for tools
Shut-off valve 25
26
Rapid couplings Hexagon socket pipe plug Shut-off screw
Hose nipple 27
Shut-off couplings
Core cooling / fountains
Concentric
Sealing plug
28
Use of flat baffle cooling
With baffle 29
30
5
Flat baffle
Spiral baffle
31
Spiral core
32
2 way spiral core
33
Modular spiral core
34
Parallel-flow fountain
35
36
6
Parallel-flow fountain
Spiral cooling
Intensive cooling In case of large core and cavity Need a large size Sealing
37
Heat pipe
38
Thermal pin / Copper pin
Core with good thermal conductivity Core is cooled In case of small inserts Fitting and assembling can be problematic
39
Application of the copper pin
40
Cupper insert vs. Cooling channel
41
42
7
Temperature in the mould
Temperature sensors
1. 2. 3.
Bimetal thermocouple Water thermometer Magnetic sensor
43
Cooling of the inserts
44
O-ring seal
No connection in the sides O-ring seal
45
O-ring seal
46
Cooling of an insert - deflection
47
48
8
Cooling of an insert - deflection
Cooling of a slider
Extension tube
49
Cooling of a slider
50
Deflection
Aim: 51
1. Connect cooling channels 2. Eliminate cross holes
Diverting coupling unit
52
9
