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猜一猜在一个注塑周期中多少比例的时间是冷却时间？答案是：80%。冷却的主要作用是让注塑部件能够承受顶出力而不发生塑性变形，即让部件具有足够的回弹力。当我们在估算一个塑料产品的成型周期的时候，对于冷却时间的估算准确程度决定了我们的整个周期估算是否准备，所以，对冷却时间的科学研究可以帮助注塑企业更为准确地预估周期，判断项目的可盈利性。经过前辈的研究，目前已经有比较成熟的冷却时间估算公式可供参考，具体公式如图1所示：图1冷却时间估算公式科学君将结合这个公司，从如下四个方面去探讨注塑冷却周期，分别为：产品设计材料选择模具设计工艺设定产品设计谁能够最大程度决定一个产品的注塑周期时间？产品设计师！在产品设计阶段，产品设计师的一个小小的改动可能就会对后期的注塑周期产生极大的影响。为什么会这样？我们回到图1的公式，其中的分子中的h代表产品的壁厚。从公式可以看出产品壁厚的平方和冷却时间呈正比关系，也就是说产品的壁厚会最大程度地影响产品的冷却时间。为了更好的分析冷却时间，我们选择了一套标准的测试模具来研究，其产品结构如图2所示：图2测试模具产品，其厚度约为3毫米材料选择自然态的塑料是很好的热量绝缘体，但是熔融态的塑料的导热性要好的多。随着熔融态塑料热量的散发，其热绝缘性随之增加。材料相关的参数体现在图1公司中的包含如下：（1）Tmelt塑料从固态转化为液态的温度（2）Tmold使产品具有最佳表面光洁度的模温（3）Teject顶出温度，也叫材料变形温度到这里，你可能会问图1公司中的α代表什么含义？它代表了塑料的热扩散率，及散热的能力。热扩散率越高，表示热量越容易从塑料中散发，也就更容易冷却。所以热扩散率和冷却时间呈反比关系，表示公式如下：在实验当中，我们使用了一种ABS材料，其熔融范围温度为度~度，模温为40度~80度，Teject为82度。我们通过模流分析软件通过图1的公式计算得出该产品的冷却时间约为18秒。图3模流仿真在冷却时间内将产品冷却到常温是不现实的，这个将会将整个注塑周期拉的很长，没有任何经济性。根据经验，只需将熔化塑料粒子能量的40%通过冷却的方式散去就能保证产品在被顶出的时候不发生塑性变形（永久变形）。在使用Teject温度是，一般我们会建议加上20%的余量，以保障产品绝对不会因被顶出而变形。如果是精密注塑的场合，这个余量会加的更多。模具设计图4为本次分析所用到的模具，为一套8腔模具。图4模具示意图工艺设定80%的时间是怎么算出来的？我们知道一个完整的注塑周期应该包含填充、保压、冷却和开合模四个主要过程，在本次分析中，我们根据要求开发出如下注塑工艺：熔融材料温度：度模温：49度填充时间：0.26秒保压时间：8秒保压压力：Psi冷却时间：10秒周期时间：21.43秒在整个工艺开发和工艺调整的过程中，我们的团队做了大量的测量工作。我们用红外成像仪测试了不同工艺条件下产品脱模后的表面温度。当冷却时间设定为0秒时，我们测出产品的表面温度为95度，这个温度离产品的Teject82度还有一定的距离。然后我们持续增加冷却时间并测量产品表面温度，直到将冷却时间设定为9秒的时候，产品的表面温度才下降到82度。另一个重要的发现为，产品从度先将到95度，用了8.26秒（即保压时间为0的那组实验），而产品温度从95度下降到82度却用了9秒。我们在前文中讨论过，随着塑料从熔融态向固态转变的过程，其热传递效率会迅速下降，因此产品在模具内冷却过程中也呈现出热传递效率先快后慢的趋势。也就是说当温度下降到一定程度之后，再增加冷却时间对于产品温度的下降效果会越来越差。我们知道产品的实际冷却时间不是注塑机上读出的冷却时间。因为产品从接触到模具的那一刻开始就已经在冷却了，所以冷却时间为填充时间+保压时间+冷却时间，做一个简单的算数，9+8+0.26=17.26秒，17.26/21.43=80%。这就得出产品的冷却时间占据了整个周期的80%。为了稳妥起见，可以将实际的冷却时间多设1秒，到9秒。实验中，我们用了图5的表面温度测量的方法图5表面温度测量结论注塑产品的冷却通常是和产品的壁厚选择高度相关的，所以产品设计师对注塑工艺的决定权是最大的。模具设计师可以决定将冷却通道放置在适当的位置，以使冷却效率最高，从而降低冷却时间。而工艺工程师往往是要背黑锅的，他们需要去弥补产品设计师和模具设计师犯下的错误，真不是一门好差事:-(。

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