在采用傳統(tǒng)恒溫模注塑成型外觀零件時(shí)，往往存在可見熔接痕、流痕、玻纖外露缘圈、皮紋復(fù)制不完全造成的外觀表面光澤不一致等缺陷。為解決這些問題袜蚕，模具變溫技術(shù)的出現(xiàn)提供了一種解決方案糟把。在模具變溫技術(shù)中，由于采用飽和蒸汽作為加熱介質(zhì)而冷卻水作為冷卻介質(zhì)這種工藝方式易于實(shí)施消弧，且能實(shí)現(xiàn)低能耗和高效率生產(chǎn)堡雁，蒸汽加熱模具變溫技術(shù)越來(lái)越廣泛地作為一種基礎(chǔ)節(jié)能環(huán)保技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。

　　基本原理

　　模具變溫技術(shù)的工藝過程基本包括以下幾個(gè)步驟：1）在向模具型腔內(nèi)射膠之前室域，向成型外觀表面的模具型腔或芯腔部分中的加熱/冷卻通道中通入飽和蒸汽淹疙，將模具該部分的表面加熱到熱塑性樹脂的軟化點(diǎn)溫度之上0-50℃；2）射膠和/或保壓杜域；3）在射膠完畢或保壓完畢后柴哈，向該模具部分的加熱/冷卻通道中通入冷卻水补蛋，使模具的溫度降低到一個(gè)可脫模溫度，其中還可包括用壓縮空氣將冷卻水吹出的輔助工序冶巴；4）開模取件为毛；5）再次通入飽和蒸汽加熱該模具部分，如此循環(huán)往復(fù)顺鸯，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)芦格。

　　在應(yīng)用模具變溫技術(shù)時(shí)，模具變溫部分中的加熱/冷卻通道設(shè)置與傳統(tǒng)注塑成型的水道設(shè)置有兩個(gè)主要區(qū)別：加熱/冷卻通道與型腔或芯腔表面距離短析崎，常見在3-10 mm范圍仁热；各加熱/冷卻通道與型腔或芯腔表面的距離盡可能一致。這兩點(diǎn)明顯區(qū)別是為了實(shí)現(xiàn)型腔或芯腔表面快速升溫和快速降溫勾哩，即模具非對(duì)稱加熱和冷卻，減少能耗和縮短成型周期举哟。

　　為什么采用飽和蒸汽作為加熱介質(zhì)思劳，而不用過熱水？

　　在模具變溫技術(shù)開始出現(xiàn)時(shí)也有采用過熱水作為加熱介質(zhì)用于制造小制品妨猩，其主要原因是潜叛，高溫過熱水可以采用已有的過熱水模溫機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)獲得。但隨著模具變溫技術(shù)的應(yīng)用拓展和集成式蒸汽加熱模具變溫系統(tǒng)的開發(fā)成功壶硅，相對(duì)于高溫過熱水威兜，采用飽和蒸汽作為加熱介質(zhì)的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。

　　首先庐椒，從相同溫度下的飽和水蒸汽和過熱水的熱焓來(lái)比較椒舵，假設(shè)兩種介質(zhì)的溫度均為180℃，1 kg蒸汽的熱焓值為2777kJ约谈，而1 kg過熱水的熱焓值則為762kJ笔宿，即1 kg蒸汽至相同溫度的過熱水的相變就可釋放出2015kJ熱量來(lái)加熱模具。而這部分熱量如果由高溫過熱水降溫5℃來(lái)提供填篱，就需要近100 kg的高溫過熱水通過并實(shí)現(xiàn)完全換熱徙掠；而事實(shí)上很難達(dá)到完全熱交換，即需要通過更多的高溫過熱水才能實(shí)現(xiàn)革陋。在采用飽和蒸汽加熱模具時(shí)乌窿，可直接通過向模具的加熱/冷卻通道中補(bǔ)充飽和蒸汽維持蒸汽壓力來(lái)補(bǔ)充加熱模具所需的熱量，即利用相變熱加熱锦钓；而采用高溫過熱水加熱模具時(shí)庙炮，熱量傳遞后必然造成過熱水溫度降低，因此只能通過持續(xù)向模具的加熱/冷卻通道中供應(yīng)相同溫度的過熱水忧龙，并使過熱水通過模具的加熱/冷卻通道才能補(bǔ)充加熱模具所需的熱量当盘。采用高溫過熱水加熱模具接窍，不僅需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱所需熱量的輸送，而且需要消耗額外的能量來(lái)實(shí)現(xiàn)高溫過熱水的輸送或循環(huán)驮肄。

　　第二川霞，采用蒸汽作為加熱介質(zhì)，飽和蒸汽的壓力與蒸汽的溫度有明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系悬朱，蒸汽壓力有明顯的均衡傳導(dǎo)特性勇垛，更重要的是蒸汽加熱的熱源是相變釋放的熱量，因此在通入蒸汽的所有加熱/冷卻通道中蒸汽的溫度能夠保持均勻一致士鸥，使需要加熱的模具部分獲得一致的溫升闲孤。采用過熱水進(jìn)行加熱，雖然在加熱/冷卻通道中高溫過熱水的壓力具有傳導(dǎo)性烤礁，但是加熱模具需要的熱源是過熱水中的蓄熱讼积，很難保證過熱水的溫度從進(jìn)口到出口的一致性，需要加熱的模具部分無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)獲得一致的溫升脚仔。

　　由于飽和蒸汽和高溫過熱水的不同特性勤众，決定了采用飽和蒸汽的加熱速率和效率大大好于采用過熱水。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)鲤脏，同等條件下们颜，采用過熱水加熱模具的溫升速率大約在1.5℃/秒，而采用飽和蒸汽的加熱速率可達(dá)到或超過3℃/秒猎醇。

　　第三窥突，與模具加熱速率相對(duì)應(yīng)的是：加熱速率越大，升溫過程中向無(wú)效部位傳遞的熱量越少硫嘶；冷卻時(shí)需要從模具中帶走的熱量也相應(yīng)減少阻问，使模具的降溫速率越大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)道竖，同等條件下锅吝，采用高溫過熱水加熱時(shí)，模具冷卻的速率只有約1.8℃/秒汰浊；而采用飽和蒸汽加熱時(shí)询晦，模具冷卻的速率可達(dá)到或超過2.5℃/秒；

　　第四丐作，蒸汽加熱容易獲得更高的模具表面溫度和/或更快的冷卻速度捉泣，制品外觀面表面質(zhì)量會(huì)更好，如更高光澤或更好的皮紋復(fù)制效果秒聪。

　　綜合采用飽和蒸汽加熱模具在加熱溫升過程以及隨之在冷卻過程中所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)舵素，蒸汽加熱模具變溫技術(shù)相對(duì)高溫過熱水加熱模具變溫技術(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，如加熱同樣的模具到相同的溫度跷焚，采用飽和蒸汽作為加熱介質(zhì)的成型周期是采用高溫過熱水作為加熱介質(zhì)的成型周期的50-70%之間弥容，采用飽和蒸汽加熱所需的能耗也是采用過熱水的25-50%之間痪罐。

　　兩種主要實(shí)施形式

　　對(duì)于不愿投資中央蒸汽鍋爐系統(tǒng)的用戶，采用集成式模具變溫控制系統(tǒng)是很好的選擇葫督，如北京中拓的JMJR系列竭鞍。這種系統(tǒng)包括電加熱蒸汽發(fā)生器、冷卻水管理單元橄镜、工藝控制器偎快、以及余熱回收單元等，與注塑機(jī)和注塑模具連接后可直接使用洽胶，可用于大至70" 甚至更大規(guī)格的LCD/LED電視面板的制造晒夹。

　　對(duì)于愿意投資中央蒸汽鍋爐的用戶，可將中央蒸汽鍋爐的蒸汽通過保溫管網(wǎng)輸送到注塑機(jī)附近姊氓，然后通過模具變溫控制器丐怯，向模具按程序輸送飽和蒸汽、壓縮空氣翔横、冷卻水响逢，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

　　應(yīng)用領(lǐng)域拓展

　　蒸汽加熱模具變溫技術(shù)在國(guó)內(nèi)最早的商業(yè)化應(yīng)用是LCD棕孙、LED電視前殼和底座。應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)些膨，不需噴涂處理就獲得了表面無(wú)瑕疵的零件椅洗。目前，這一技術(shù)的應(yīng)用不僅限于改善表面質(zhì)量和消除噴涂處理捅冈，已擴(kuò)展到新功能設(shè)計(jì)方面耍缩。如在家電、消費(fèi)電子領(lǐng)域舌多，已利用這項(xiàng)技術(shù)制造由亞光皮紋和高光裝飾相結(jié)合具有特殊裝飾效果的外殼交印、控制面板等；在汽車零部件方面盘秕，已作為一種輕量化技術(shù)手段制造更薄更輕的零件丘梭；在光學(xué)制品領(lǐng)域，采用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)消除雙折射缺陷抢熟、提高透光率柄叹、或獲得微納表面。

　　蒸汽加熱模具變溫技術(shù)在一些特殊加工領(lǐng)域的應(yīng)用也在開發(fā)之中匾蛆，如在注塑成型電鍍件基體時(shí)通過采用蒸汽加熱模具變溫技術(shù)提高熔接部位強(qiáng)度和減少應(yīng)力梯度來(lái)提高電鍍成品率漓客；在發(fā)泡注塑成型和EPP/EPE模壓成型時(shí)在成型模具上應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，可消除發(fā)泡痕或珠粒之間的熔接線切油。

　　總之蝙斜，作為輕量化和環(huán)保技術(shù)名惩，蒸汽加熱模具變溫技術(shù)將逐步成為一項(xiàng)注塑成型加工的基礎(chǔ)技術(shù)手段。

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