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金型の温度コントロール方法と理論式

更新日:2月16日

金型の温度コントロールは成形品の外観、反り防止、材料の機械的性質の維持

成形サイクルの短縮などの目的で行われるものである。


金型の温度勾配を示した図

               図1 金型の温度勾配  

①温度勾配

 図1は金型の温度勾配を示す。(a)は大きな水路に59.83°の水を循環させた場合で

 キャビティの表面では60~60.05℃の温度変化異を示すだけである。 

 一方(b)の水路では45℃の水を循環してもキャビティの表面は53.33℃~60℃の

 温度変化を生じる。温度分布としては不適当である。


②伝熱面積の計算

 Q:移動熱量(kcal/hr) To:成形品を取り出す時の温度(℃) 

 hω:冷却溝の境膜伝熱係数(kcal/m2hr℃) d:冷却穴の直径(m)

 u:流速(m/sec) ρ:密度(kg/m3) ΔT:金型の冷(熱)媒の平均温度差(℃)

 t1:成形材料の溶融温度(℃) Cp:成形材料の比熱(kcal/kg℃)

 Sh:毎時のショット数(-) µ:粘度(kg/m,sec) λ:冷媒の熱伝導率(kcal/m.hr.℃)

 A:金型の伝熱面積(m2) とすると


Q=Sh・Cp・(t1-t0) hω=λ/d(d・u・ρµ)^0.8×(Cp・µ/λ)^0.3 となり

所要伝熱面積はA=Q/hW・ΔTとなる。


③ヒーターによる温度コントロールの場合

 w:必要な熱容量(KW) Cp:比熱(0.115) (kcal/kg℃) G:金型重量(kg) T1:必要温度(℃)

 T2:大気温度(℃) H:上昇時間(hr) η:効率(0.2~0.5)とすると


W=Cp・G・(T1-T2)/(860・H・η)


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