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| 吹瓶模具加熱、保溫與冷卻 |
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| 來(lái)源：中華包裝瓶網(wǎng) 編輯：mytjbyd 發(fā)表時(shí)間：2010/10/9 19:20:01 |
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概述
模壓成型工藝是塑性材料最常見,、歷史最悠久的成型方法之一,，并且是研究材料性能最常采用的一種工藝方法。它具有成型裝置簡(jiǎn)單,、設(shè)備投資小,、吹瓶模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在機(jī)械化,、自動(dòng)化生產(chǎn)高度發(fā)達(dá)的今天,，仍是一種最為普及的生產(chǎn)手段之一。然而,，進(jìn)行壓縮模塑成型的吹瓶模具設(shè)計(jì)能參考的文獻(xiàn)除了教科書,、幾位前輩所著的專著、吹瓶模具設(shè)計(jì)圖例以外,，少有人總結(jié)吹瓶模具設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技巧,。
吹瓶模具的加熱、保溫與冷卻及裝夾結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料吹瓶模具設(shè)計(jì)不可或缺的一部分,。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到產(chǎn)品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量均勻性,，同時(shí)還影響產(chǎn)品的成型效率。
2 加熱,、保溫與冷卻設(shè)計(jì)
2．1 加熱管的設(shè)計(jì)要求
鋼制加熱是幾乎所有塑料成型吹瓶模具設(shè)計(jì)必須采用的加熱手段,，可設(shè)計(jì)為單向接線、雙向接線等多種形式,，材質(zhì)上可采用有縫管,、無(wú)縫管、不銹鋼管等,，特點(diǎn)是熱損失小,、熱效率高、排線簡(jiǎn)單,，可根據(jù)需要設(shè)
計(jì)為220V或380V,，接線為式靈活多樣。但由于其材料和加工工藝的限制,，吹瓶模具設(shè)計(jì)中要注意它向身特點(diǎn),。
（l）加熱管在兩端通常有較長(zhǎng)的冷端，并不能起到加熱的作用,。
（2）加熱段的功率設(shè)計(jì)盡量不超過(guò)10瓦特／厘米的限制,。如30厘米長(zhǎng)的加熱管，功率盡可能不要
超過(guò)300瓦。如果設(shè)計(jì)功率超過(guò)這個(gè)限制,，加熱管表面負(fù)荷較高,，鋼管易氧化腐蝕，造成短路,。
（3）對(duì)于溫度高于250℃的吹瓶模具設(shè)計(jì),，采用加熱管有一定難度。
我曾經(jīng)利用加熱管升溫達(dá)到420℃,，但是這種成型溫度對(duì)加熱管質(zhì)量要求較高,，需要經(jīng)常檢查電路的通暢與短路與否。因?yàn)檫@種條件下加熱管,、接線端子,、連接用的銅線、鋼片等介質(zhì)非常易于氧化,，從而導(dǎo)致斷路,。因此對(duì)電傳輸介質(zhì)需要進(jìn)行特殊處理，盡量避免使傳導(dǎo)電線暴露在空氣中,，延長(zhǎng)導(dǎo)線的使用壽命,。
烙鐵芯通常也被作為吹瓶模具加熱管的一種，特點(diǎn)是單位長(zhǎng)度功率高（通常直徑10mm,，長(zhǎng)8cm規(guī)格的烙鐵芯可以達(dá)到150瓦的輸出功率）,，耐用,，安全性好,，不易形成擊穿短路，可以通過(guò)鉆盲孔來(lái)埋設(shè),，缺點(diǎn)是難以定制設(shè)計(jì),，拆換時(shí)易碎、斷,。
電路設(shè)計(jì)中不可缺少保險(xiǎn),、空氣開關(guān)等保險(xiǎn)措施,，操作地由要保持干凈整潔,，絕緣良好，操作中勤于檢查電氣故障,，防止不必要的危險(xiǎn),。
2．2 加熱管的安裝鉆孔
從傳熱角度上理解，加熱管的安裝要與吹瓶模具表面盡可能貼合,，以利于加熱管的熱量盡快傳遞到吹瓶模具上,。而實(shí)際上加熱管與吹瓶模具并沒有多大接觸面積，傳熱的本質(zhì)是輻射，傳導(dǎo)是次要的,。因此大部分用于吹瓶模具安裝的加熱管表面都涂有增強(qiáng)紅外輻射的涂層，同時(shí)也采用限制設(shè)計(jì)功率（10瓦特／厘米）的辦法以增長(zhǎng)加熱管的使用壽命。
因此在加工加熱管孔時(shí)，尤其是長(zhǎng)加熱管孔的加工沒必要設(shè)計(jì)太小的配合間隙,，有效的設(shè)計(jì)方法是在孔的兩端盡可能能與加熱管嚴(yán)密配合，可以采用填塞,、封堵或設(shè)計(jì)擋片等辦法。這種做法可以有效減小加熱管的散熱面積以及輻射熱量的損失,。
2．3 加熱管的埋放
埋放的加熱管，最好采用與管內(nèi)介質(zhì)相同的氧化鎂粉進(jìn)行充填,，以降低加熱管表面的熱負(fù)荷，這種方法可以減少管的表面氧化,，有效延長(zhǎng)管的使用壽命,。有條件的話，加熱管的安裝孔也最好灌入的氧化鎂粉,。
2．4 吹瓶模具保溫方法
加強(qiáng)吹瓶模具的保溫措施可以減少吹瓶模具的熱損失,，可使吹瓶模具在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)定的生產(chǎn)溫度,，減少能源浪費(fèi),。每個(gè)工程技術(shù)人員對(duì)這個(gè)問(wèn)題都有一套獨(dú)特的解決辦法，我只談?wù)勎业慕?jīng)驗(yàn),。
2．4．l 加熱板的保溫措施
加熱板保溫通常采用石棉板或石棉布保溫，但石棉布不易擺放平整,，對(duì)壓板的平行度保證也有定的影響,。石棉板的種類很多,，最常見的是橡膠石棉板，但這種石棉板卻不對(duì)以用于密封隔熱用的材料,，具有一定的可壓級(jí)勝,，同時(shí)在高溫時(shí)會(huì)釋放出一種十分難聞的氣味,，影響操作環(huán)境及操作人的身體健康。
加熱板的保溫宜采用石棉紙板，常見的規(guī)格是1000x1000,，3－5mm厚，板體較為規(guī)整,，平行度較好,，可壓縮性比較平均，高溫下無(wú)異味產(chǎn)生,。
2．4．2 吹瓶模具的保溫措施
吹瓶模具的保溫措施很多,，可用石棉布或玻璃布包裹氫氧化鋁保溫棉進(jìn)行保溫�,，F(xiàn)在市場(chǎng)上還有一種保溫涂料是目前用作吹瓶模具保溫的理想材料,，它由中長(zhǎng)纖維、漿料及一種保溫泡沫材料混合而成,，粘性適中,，易于涂抹。這種材料常用作化工,、采暖管道的保溫層材料,，略含堿性（易腐蝕吹瓶模具）。經(jīng)在150℃條件下使用沒發(fā)現(xiàn)有燒焦,、熔化,、氣味等負(fù)面影響。同時(shí)材料很輕,，可塑性較強(qiáng)，容易形成較為美觀的吹瓶模具表面,。
2,，5 吹瓶模具的冷卻方法
水冷卻是大多數(shù)吹瓶模具采用的冷卻方式,，但也有其缺點(diǎn),；要求管道密封性要好，上下水管路必須通暢,，對(duì)水資源的浪費(fèi)較大,。當(dāng)冷卻溫度超過(guò)100℃時(shí),，易產(chǎn)生蒸汽爆炸。優(yōu)點(diǎn)是熱容較大,，可實(shí)現(xiàn)快速降溫,。
風(fēng)冷卻是一種比較理想的冷卻方法,，和水冷正相反,，它不需要嚴(yán)密的管道密封,，不存在資源浪費(fèi),，可以冷卻溫度高于100℃的吹瓶模具,，可以通過(guò)氣體的流量來(lái)確定冷卻的速度,，并且來(lái)源簡(jiǎn)潔方便，有一定規(guī)模的生產(chǎn)車間都能取得比較方便的氣源,。
3 吹瓶模具的裝夾
吹瓶模具的裝夾結(jié)構(gòu)與吹瓶模具的加熱,、保溫與冷卻系統(tǒng)密切相關(guān),，同時(shí)為吹瓶模具的更換,、裝卸提供一定的方便特性。多數(shù)設(shè)計(jì)者為圖方便,，只簡(jiǎn)單地將吹瓶模具上打幾個(gè)安裝孔用以固定,。例是多數(shù)的壓模都不單獨(dú)設(shè)計(jì)加熱裝置,，而是在壓機(jī)上下壓板上安裝加熱板以簡(jiǎn)化中小型吹瓶模具的加工。吹瓶模具結(jié)構(gòu)中就只剩下構(gòu)成型腔主體結(jié)構(gòu)的模塊。這時(shí)吹瓶模具可以采用注塑吹瓶模具的固定辦法——用壓板將吹瓶模具固定在上下模板上,。在加熱板吹瓶模具上設(shè)計(jì)好固定壓板的空間即可,。這種設(shè)計(jì)不僅可以用于移動(dòng)式壓模，也可用于帶有簡(jiǎn)單項(xiàng)出機(jī)構(gòu)的壓模,。僅需要在加熱板的設(shè)計(jì)中才考慮到頂桿的位置與加熱管不相沖突即可,。也可以利用一種吹瓶模具的模架對(duì)多個(gè)吹瓶模具進(jìn)行通用性改造，以簡(jiǎn)化吹瓶模具制造成本,。
如果供具較高,，單純的加熱板加熱已經(jīng)不能滿足均勻加熱的需要，這時(shí)需要在吹瓶模具上安裝輔助加熱系統(tǒng),，可以山加熱片,、加熱管及烙鐵芯構(gòu)成。
對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、尺寸較小的吹瓶模具,，采用加熱板加熱會(huì)造成大過(guò)的熱量損失，在吹瓶模具尸設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的加熱系統(tǒng)就能夠滿足要求,。需要注意的是在吹瓶模具和壓機(jī)固定板之間要添加隔熱物（通常來(lái)采用石棉紙板）來(lái)保溫,，同時(shí)需要注意電源線的排布整齊和電偶孔的位置。這種設(shè)）,；由于熱容較小,，特別適用于需要反復(fù)加熱冷卻或快速加熱冷卻的小型吹瓶模具。
4 結(jié)語(yǔ)
本文是實(shí)際工程應(yīng)用中的總結(jié),，經(jīng)實(shí)踐文中涉及的多種技巧和辦法可行,。 |
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