硅碳棒传热过程数学建模
电热变模温高光模具可以有效消除传统注塑成型过程中制件的熔接线、浮纤、银纹等缺陷。硅碳棒的性质对塑件的质童有着重要影响。文章对电热变模温高光模具的硅碳棒在加热过程中传热过程进行模拟,分析硅碳棒热传递情况以及硅碳棒损坏的影响因子,为电热变模温高光模具结构设计和硅碳棒的选用提供依据。
随着人们对塑料产品品质,尤其是表面品质的要求日益提高,推动了注塑成型技术的发展,同时也促进了一批新技术的产生。高光注塑成型技术正是在这种趋势下应运而生。高光注塑成型技术,又称为快速热循环成型技术,是一种可以有效消除塑料产品如熔接痕、波流痕、浮纤和银纹等表面缺陷的注塑成型技术。
电热变模温法是一种有效的高光注塑成型技术,广泛应用于高品质塑件的成型制造过程中。电热变模温法是利用电热元件加热模具的方法,其工作原理为:在熔体注射之前,利用埋设在模具内部的硅碳棒将模具的型腔、型芯迅速加热至或高于熔体玻璃化转变温度以上,且在充填和保压阶段维持该高温状态,保证熔体在型腔中良好的流动性。在保压后期,利用冷却系统对模具进行快速冷却,当模具温度冷却至设定温度范围后,开模并取出塑件。电热变模温法加热效率可达到,比如韩国NADA公司的E-MOLD系统15。就可以将模具温度加热到300。随着温度的进一步升高,电加热的效率亦明显高于其他类型的加热方式。另外,硅碳棒的应用使得模具不需要外设热源,而且价格低廉,大大降低了高光模具的生产成本。
目前电热变模温高光模具加热过程不够稳定,经常出现硅碳棒烧坏的现象,直接影响模具型腔的加热效率,以至于影响最终塑件的成型品质和生产效率。因此本文对传热过程的模拟分析硅碳棒传热情况,对了解硅碳棒性能以及改进模具结构设计是有一定的指导意义。
几何模型及材料属性
加热过程使用的硅碳棒为市场上常见的单头高密度电硅碳棒,是在无缝金属管内装人电丝,空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的氧化镁粉后缩管而成。文章所采用的硅碳棒结构如图1所示,其中A,C区域为冷端,B为有效加热区域,硅碳棒材料热物性参数如表1所示〔X07。该电硅碳棒的功率密度为30 W/c扩,工作电压为220 V。加热管直径d4.900.05。为了研究该硅碳棒的传热过程,根据硅碳棒结构的轴对称性,本文选取硅碳棒B段(有效加热段)截面的1/4模型作为分析对象,分析模型如图所示。1.1,http://www.zbqunqiang.cn/
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