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如何評估模溫機與水路是否相容

  • 周建勳台北

水路系統。Moldex3D
水路系統。Moldex3D

射出成型製程中控制模溫的方式,通常是由模溫機提供之冷卻液通過模具,利用冷卻液溫度使模具保持在固定溫度。然而每一副模具的水路設計都不同,為不同設計的水路購買模溫機會產生大量成本,所以要怎麼確認目前手上的模溫機可以與水路搭配呢?在回答這個問題之前,先要來了解甚麼是水路系統。

模具冷卻液的流動路徑上,除了模具內水路之外,模具水路會利用軟管(hose)或 岐管(manifold)串接,將來自模溫機的冷卻液分散至模具內,冷卻液通過模具之後再匯流一起,導引至模溫機。

模溫機與模具水路關係。Moldex3D

模溫機與模具水路關係。Moldex3D

Moldex3D設定水路邊界條件介面。Moldex3D

Moldex3D設定水路邊界條件介面。Moldex3D

Moldex3D分析流量與壓力關係。Moldex3D

Moldex3D分析流量與壓力關係。Moldex3D

冷卻液流至模溫機內部後,先通過熱交換器(heat exchanger),根據使用者設定模溫溫度,熱交換器對冷卻液進行加熱或冷卻,最後再透過幫浦(pump)將冷卻液推出模溫機外。

流動必然是從高壓流向低壓,在整個流動路徑上,冷卻液從幫浦流出位置擁有最大流體壓力,流體壓力隨著流動路徑逐漸遞減,回流至幫浦變成最小值。

從模溫機廠商的規格書之中,常見到模溫機幫浦效能曲線,其輸出壓力越大,流量越小,反之壓力越小流量越大。 而我們從管路理論得知,在水管管徑固定的情況下,流量越大水管壓力差越大。 幫浦與水路兩者組合一起達到壓力平衡,就可以得到水路內流量與壓力。

Moldex3D可以為連接水路的進水口指定模溫機,使用者在沒有流量計的情況下,可以根據手上模溫機規格來設計及驗證對應的水路布局,就可以從模擬知道水路與模溫機之間的關係,得到更合理的水路進口條件,不需要再猜測進水口的流量或壓力。除了知道水路分析的水管流量,再配合模溫分析觀察是否達到目標模溫,藉此評估此模溫機是否適用於當前的模具水路。

對於模溫機廠商而言,不可能了解客戶每一個模具的水路設計,而對於客戶而言,為了每一套模具購買不同模溫機並不划算。 因此大部份情況下是以模具大小、塑件大小及模溫需求,推測目前模溫機與模具是否可以搭配,再根據現場模溫狀況更精準地調整模溫機。但有些水路設計較為特別,特別是異型水路(conformal cooling)設計,往往並非標準的長條圓形水管,較不容易從經驗上評估模溫機。此時在Moldex3D的協助下,透過輸入水路系統資訊,包含模溫機規格及水路幾何,就可以有更多參考資訊預先判斷模溫機的表現能力。

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