由誰負(fù)責(zé)模具冷卻過程的優(yōu)化?為什么不在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)給它傾注更多的精力?對(duì)于成型周期(80%是冷卻時(shí)間)中如此重要的一步,在傳統(tǒng)加工過程中卻沒有人直接負(fù)責(zé)。
而且,對(duì)于尺寸相似的部件,每一個(gè)制造過程的冷卻負(fù)載可以有很大的不同。比如,一個(gè)吹制部件只能在外表面冷卻。該部件的內(nèi)表面是一個(gè)空心腔體。因此,內(nèi)表面無冷卻的可能性極小。對(duì)于吹制模來說,部件的冷卻全部在該部件外壁方向。把一個(gè)噴射成型部件和一個(gè)厚度完全相同的吹制部件相比,冷卻發(fā)生在該部件的兩側(cè)。噴射成型部件會(huì)冷卻的非???,從而循環(huán)時(shí)間也更短。因此,對(duì)于每一工藝類型冷卻部件所使用的技術(shù)必須很好地策劃以保證競爭優(yōu)勢。
毫無疑問,模具冷卻重要的并且完全在我們控制之中的一點(diǎn)是冷卻劑的流速。回憶一下熱傳導(dǎo)率圖表,水(靜止的)傳熱效率不及P20鋼的1/50。因此,水在熱傳輸問題上是一個(gè)限制因素。然而,流動(dòng)著的水因?yàn)橥牧饔邢喈?dāng)好的傳熱性能。湍流使得冷卻劑能夠混合并能把熱量從冷卻通道驅(qū)散。湍流可以從雷諾數(shù)計(jì)算而得。這是一個(gè)以通道直徑、冷卻劑速度和冷卻介質(zhì)粘度為基礎(chǔ)的沒有單位的值。大于5,000表示湍流和的傳熱性能。湍流越多,傳熱效率越好。
隔板和起泡器在結(jié)構(gòu)和目的上是非常相似的。兩者都從局部的冷卻通道中汲取冷卻水并把它分配到像型芯這樣難以抵達(dá)的部位。在隔板中,水流入鉆制通道再流入型芯中心。通道被一個(gè)鋼制隔板分成兩半,這使水能從一側(cè)流入并從另一側(cè)返回。隔板沒有抵達(dá)通道底端,從而允許水流通過。好的結(jié)構(gòu)能保證半塊隔板的橫截面積小。這可以使局部流速達(dá)到從而形成湍流。
冷卻系統(tǒng)的主要工作是將熱量散發(fā)到空氣中以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱,但冷卻系統(tǒng)還有其他重要作用。汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)在適當(dāng)?shù)母邷貭顟B(tài)下運(yùn)行狀況。如果發(fā)動(dòng)機(jī)變冷,就會(huì)加快組件的磨損,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)效率降低并且排放出更多污染物。因此,冷卻系統(tǒng)的另一重要作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)盡快升溫,并使其保持恒溫。