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注塑冷却时间计算

冷却时间通常占周期时间的最大部分。可根据壁厚、材料的热扩散率,以及熔体、模具壁和脱模三个温度进行估算。这里给出公式和一个完整的计算示例;冷却时间计算器本身可在 Resinovo App 中免费使用。

冷却时间公式

冷却时间(App中)

t = s² / (π² × α) × ln(4/π × (TM − TW) / (TE − TW))

s 壁厚,α 材料热扩散率,TM 熔体温度,TW 模具壁温,TE 脱模温度。对于半结晶材料,App 可选择加入结晶附加量。

计算示例:PP,壁厚 1.5 mm

t = 2.25 mm² / (9.87 × 0.093 mm²/s) × ln(4/π × 200 / 50) ≈ 2.45 s × 1.63 ≈ 4 s

假设与 App 截图一致:熔体温度 240 °C(PP 的加工温度上限),模具壁 40 °C(模具温度范围的中间值),脱模温度 90 °C(App 中的数据表值),有效热扩散率 α = 0.093 mm²/s(室温值乘以 0.75,因为熔体到脱模之间的热容更高)。结果:约 4 秒。作为对比:对半结晶材料按经验法则取脱模温度 = 模具壁温度 + 30 K(70 °C)时,结果约为 5 秒。

App 如何计算

App 的冷却时间计算器,免费且可离线使用:选择材料,输入壁厚,即可读取结果及所用假设。

壁厚 1.5 mm 的 PP 冷却时间估算
冷却时间估算(PP,1.5 mm)

壁厚按平方起作用

公式中的壁厚取平方。在与示例相同的假设下,壁厚加倍(3.0 mm)所需时间约为四倍:约 16 秒,而不是 4 秒。因此,均匀且不过厚的壁是缩短周期最有效的手段。

冷却时间的其他影响因素

  • 材料:热扩散率越大,制品散热越快。
  • 熔体温度:熔体越热,冷却时间越长,只是呈对数关系,但影响明显。
  • 模具温度:模具越冷,冷却时间越短,但可能使表面和翘曲变差。
  • 脱模温度:制品在顶出时要求越硬,冷却时间越长。

该公式描述的是平板壁和热塑性塑料。热固性塑料和弹性体是固化而不是冷却。结果是参考值:公式没有考虑冷却水路、几何形状和模具材料。

常见问题

如何计算注塑的冷却时间?

用壁厚的平方,除以 π² 乘以热扩散率,再乘以由熔体温度、模具壁温度和脱模温度得出的温度比的对数。上面的示例以 PP 为例演示了计算过程。

为什么冷却时间随壁厚的平方增长?

热量必须穿过壁传到外面。路径加倍,热量所需的时间就变为四倍。

什么是脱模温度?

壁中心的温度,在该温度下制品已足够硬,可以顶出。它取决于材料;App 使用数据表值或高于模具温度的经验法则。

这个公式能代替模拟吗?

不能。它为预选提供快速估算。准确的周期时间要靠机台上的试模或充填与冷却模拟得出。

所有计算工具,装进口袋。

计算工具免费。其余功能使用Resinovo Basic:免费试用一周,之后每月 €2.99 起。支持iPhone、iPad和Android。