Optymalizacja konstrukcji formy wtryskowej pod kątem efektywności chłodzenia wypraski

• Autorzy: Mrozek K.

Warianty tytułu

EN

Optimization of the injection mold design in terms of cooling efficacy of moulded piece

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy podjęto się rozwiązania zagadnienia optymalizacji konstrukcji formy wtryskowej pod kątem efektywności chłodzenia wyprasek wykorzystywanych w przemyśle elektrotechnicznym i elektronicznym. Przeprowadzono bilans cieplny formy traktując wtryskiwane tworzywo jako główne źródło ciepła, zaś przewodzenie, konwekcję termiczną oraz promieniowanie jako procesy chłodzenia. Dokonano identyfikacji problemu chłodzenia wyprasek cienkościennych o małej masie oraz dużej liczbie wypychaczy, a także zaprezentowano bariery technologiczne podczas konstruowania układów chłodzenia. Wykonano szereg obliczeń i symulacji dla różnych układów o średnicach kanałów od 6 do 10 mm. Forma poddana analizie wyposażona jest w zimnokanałowy układ wtrysku o jednej powierzchni podziału. W pracy nie uwzględniono problematyki doboru parametrów technologicznych procesu wtrysku i wykorzystano wartości zalecane przez producenta formy.

EN

Hereby in the paper the problem of the optimization of the injection mold design in terms of cooling efficacy of molded piece is presented. Focused on the moldings used in the electrical and electronic industry. Heat balance of the injection mold is presented taking melt as the main source of high temperature and the heat conduction, convection and radiation as cooling processes. The problem of cooling of thin-walled and lightweight moldings with a large number of ejectors is identified and technological barriers of the cooling channels design are presented. Series of calculations and simulations for different systems of channels with diameters from 6 to 10 mm were prepared. The analyzed mold is equipped with a cold runner system with one parting surface. The study did not include the issue of selection of technological parameters of the injection molding process and used the values recommended by the manufacturer of the mold.

Słowa kluczowe

PL

formy wtryskowe; układy chłodzenia; efektywność chłodzenia

EN

injection molds; cooling systems; cooling efficiency

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 16, nr 47
• Strony: 154--159
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Mrozek K.

• Instytut Technologii Mechanicznej, Politechnika Poznańska

Bibliografia

• 1. Zawistowski H., Frenkler D.: Konstrukcja form wtryskowych do tworzyw termoplastycznych. Warszawa: WNT, 1984.
• 2. Chen S.C., Chang Y., Huang S.T.: Solving injection molded part warpage under asymmetric mold cooling conditions by corrugated variations in part thickness. “International Polymer Processing” 2012, Vol. 27, p. 3 - 8.
• 3. Huang Z.: The optimal design of injection mold cooling system. “Advanced Materials Research” 2012, Vol. 490 - 495, p. 2647 - 2651.
• 4. Bello-Ochende T., Olakoyejo O.T., Meyer J.P., Bejan A., Lorente S.: Constructal flow orientation in conjugate cooling channels with internal heat generation. “International Journal of Heat and Mass Transfer” 2013, 57, p. 241 - 249.
• 5. Huang J.H., Fadel G.M.: Bi-objective optimization design of heterogenous injection mold design systems. “Journal of Mechanical Design” 2001, Vol. 123, p. 226 - 239.
• 6. Goldstein R.J., Eckert E.R.G., Ibele W.E., Patankar S.V., Simon T.W., Kuehn T.H., Strykowski P.J., Tamma K.K., Heberlein J.V.R., Davidson J.H., Bischof J., Kulacki F.A., Kortshagen U., Garrick S.: Heat transfer – a review of 2001 literature. “International Journal of Heat and Mass Transfer” 2003, 46, p. 1887 - 1992.
• 7. Wang G.L., Zhao G.Q., Guan Y.J.: Thermal response of an electric heating rapid heat cycle molding mold and its effect on surface appearance and tensile strength of the molded part. “Journal of Applied Polymer Science” 2013, Vol. 128, p. 1339 - 1352.
• 8. Chen S.C., Jong W.R., Chang J.A.: Dynamic mold surface temperature control using induction heating and its effects on the surface appearance of weld line. “Journal of Applied Polymer Science” 2006, Vol. 101, p. 1174 - 1180.
• 9. Srithep Y., Nealey P., Turng L.S.: Effects of annealing time and temperature on the crystallinity and heat resistance behavior of injection-molded poly(lactic acid). “Polymer Engineering and Science” 2013, Vol. 53, p. 580 - 588.
• 10. Demiter A., Deniz S.: Investigation of the effects of weld lines on the mechanical properties and energy consumption for injection moulded thermoplastics. “Energy Education Science and Technology Part A-Energy Science and Research” 2012, Vol. 29, p. 1055 - 1062.
• 11. Saifullah A.B.M., Masood S.H., Sbarski I.: Thermal-structural analysis of bi-metallic conformal cooling for injection moulds. “International Journal of Advanced Manufacturing Technology” 2012, Vol. 62, p. 123 - 133.