تصميم تبريد قالب حقن الصندوق البلاستيكي

في صب حقن اللدائن الحرارية، تعتمد جودة الجزء وزمن الدورة بشكل كبير على مرحلة التبريد. في هذه الحالة قمنا بدراسة بعض أجهزة التبريد البديلة لتصميم تبريد قالب الحقن للنواة، والنتيجة المتوقعة هي تحسين جودة القطعة من حيث الانكماش والالتواء.

حواجز

الحاجز هو في الواقع قناة تبريد محفورة بشكل عمودي على خط التبريد الرئيسي، مع شفرة تفصل ممر تبريد واحد إلى قناتين نصف دائريتين. يتدفق سائل التبريد في أحد جانبي الشفرة من خط التبريد الرئيسي، ويدور حول الطرف إلى الجانب الآخر من الحاجز، ثم يتدفق مرة أخرى إلى خط التبريد الرئيسي.

توفر هذه الطريقة الحد الأقصى من المقاطع العرضية لسائل التبريد، ولكن من الصعب تركيب الفاصل في المركز تمامًا. قد يختلف تأثير التبريد ومعه توزيع درجة الحرارة على جانب واحد من القلب عن الجانب الآخر. يمكن التخلص من هذا العيب في الحل الاقتصادي، فيما يتعلق بالتصنيع، إذا كانت الصفائح المعدنية التي تشكل الحاجز ملتوية. على سبيل المثال، يقوم الحاجز الحلزوني، كما هو موضح أعلاه، بنقل سائل التبريد إلى الطرف والعودة على شكل حلزوني. إنه مفيد للأقطار التي تتراوح من 12 إلى 50 ملم ويجعل توزيع درجة الحرارة متجانسًا للغاية. التطور المنطقي الآخر للحواجز هو النوى الحلزونية المفردة أو المزدوجة الرحلة، كما هو موضح أعلاه.

الفقاعات

الفقاعة تشبه الحاجز فيما عدا أنه يتم استبدال الشفرة بأنبوب صغير. يتدفق سائل التبريد إلى قاع الأنبوب ويخرج "فقاعات" من الأعلى، كما تفعل النافورة. ثم يتدفق سائل التبريد نحو الأسفل حول الجزء الخارجي للأنبوب لمواصلة تدفقه عبر قنوات التبريد.

يتم تحقيق التبريد الأكثر فعالية للنوى الرفيعة باستخدام الفقاعات. يجب ضبط قطر كليهما بحيث تكون مقاومة التدفق في كلا المقطعين العرضيين متساوية. الشرط لذلك هو:

القطر الداخلي / القطر الخارجي = 0.707

الفقاعات متاحة تجاريًا وعادةً ما يتم تثبيتها بالبراغي في القلب، كما هو موضح أعلاه. يجب أن يكون الأنبوب مشطوفًا في النهاية بقطر يصل إلى 4 مم لتكبير المقطع العرضي للمخرج؛ تم توضيح هذه التقنية في الشكل 3. يمكن استخدام الفقاعات ليس فقط لتبريد القلب ولكن أيضًا لتبريد أقسام القالب المسطحة، والتي لا يمكن تجهيزها بقنوات محفورة أو مطحونة.

ملاحظة: نظرًا لأن كلاً من الحواجز والفقاعات قد ضيقت مناطق التدفق، تزداد مقاومة التدفق. ولذلك، ينبغي الحرص على تصميم حجم هذه الأجهزة. يمكن بسهولة نمذجة وتحليل سلوك التدفق ونقل الحرارة لكل من الحواجز والفقاعات من خلال تحليل Upmold Cooling.

دبابيس حرارية

الدبوس الحراري هو بديل للحواجز والفقاعات. إنها أسطوانة محكمة الغلق مملوءة بالسوائل. يتبخر السائل عندما يسحب الحرارة من فولاذ الأداة ويتكثف عندما يطلق الحرارة إلى المبرد، كما هو موضح أعلاه. تبلغ كفاءة نقل الحرارة للدبوس الحراري ما يقرب من عشرة أضعاف كفاءة الأنبوب النحاسي. للحصول على توصيل جيد للحرارة، تجنب وجود فجوة هوائية بين الدبوس الحراري والقالب، أو املأها بمادة مانعة للتسرب عالية التوصيل.

التبريد للنوى النحيلة

إذا كان القطر أو العرض صغيرًا جدًا (أقل من 3 مم)، يكون تبريد الهواء فقط ممكنًا. يتم نفخ الهواء في النوى من الخارج أثناء فتح القالب أو يتدفق عبر ثقب مركزي من الداخل، كما هو موضح أعلاه. هذا الإجراء، بالطبع، لا يسمح بالحفاظ على درجة حرارة العفن الدقيقة.

يتم تحقيق تبريد أفضل للنوى النحيلة (تلك التي يقل حجمها عن 5 مم) باستخدام إدخالات مصنوعة من مواد ذات موصلية حرارية عالية، مثل النحاس أو مواد النحاس والبريليوم. تم توضيح هذه التقنية أعلاه. يتم تركيب هذه الإدخالات بالضغط في القلب وتمتد مع قاعدتها، التي تحتوي على مقطع عرضي كبير قدر الإمكان، إلى قناة التبريد.

التبريد للنوى الكبيرة

بالنسبة للأقطار الأساسية الكبيرة (40 مم وأكبر)، يجب ضمان النقل الإيجابي لسائل التبريد. يمكن القيام بذلك من خلال الإدخالات التي يصل فيها سائل التبريد إلى طرف القلب من خلال تجويف مركزي ويتم توجيهه عبر حلزوني إلى محيطه، وبين القلب وإدخاله بشكل حلزوني إلى المخرج، كما هو موضح أعلاه. هذا التصميم يضعف النواة بشكل كبير.

التبريد لنوى الاسطوانة

يجب أن يتم تبريد قلب الأسطوانة والأجزاء المستديرة الأخرى باستخدام حلزون مزدوج، كما هو موضح أعلاه. يتدفق سائل التبريد إلى الطرف الأساسي في حلزون واحد ويعود في حلزون آخر. ولأسباب التصميم، يجب أن يكون سمك جدار القلب 3 مم على الأقل في هذه الحالة.