Mold Cooling Analysis
Sebelum pengenalan alat pemodelan komputer, pendingin semua jenis rongga cetakan
adalah fenomena yang kompleks dan sering disalahpahami. Penempatan garis pendinginan di
cetakan sering bagian terakhir dari desain yang akan dipertimbangkan, sehingga banyak cetakan
udik berlari pada rendahnya tingkat produktivitas dan memproduksi komponen cetakan kualitas dipertanyakan.
Teknik modern yang memungkinkan evaluasi rancangan sistem pendingin yang diusulkan sebelum konstruksi cetakan
yang memungkinkan desainer cetakan untuk benar-benar mengevaluasi kualitas desain mereka, dan untuk menyempurnakan desain
untuk mencapai pendinginan yang lebih efisien dan seimbang cetakan. Teknik-teknik ini tenda: rating penghematan besar dalam waktu siklus,
biaya suku cadang, dan uji coba dan-tuning-waktu untuk cetakan baru.
Pentingnya desain sistem pendingin yang tepat dapat diringkas menjadi dua bidang utama yang menarik bagi Industri plastik:
kualitas dan produktivitas. Kualitas telah menjadi area utama penekanan dalam industri selama beberapa tahun terakhir.
Kualitas produk yang dapat dihasilkan dari cetakan injeksi bisa langsung disebabkan oleh tiga faktor:
keakuratan fabrikasi rongga cetakan dan inti, pengulangan dari mesin pencetakan yang digunakan,
dan desain cetakan yang benar untuk menghasilkan bagian. Bagian dari desain cetakan benar adalah sistem pendingin
yang akan mengekstrak panas dari meleleh dalam rongga cetakan pada tingkat maksimum mungkin. dan dengan keseragaman seluruh cetakan.
Beberapa masalah cetakan kualitas dapat dihindari jika pendingin seragam dirancang ke dalam cetakan. Melenting dari bagian dibentuk satu masalah yang akarnya mungkin terletak pada desain yang tepat dari sistem pendingin untuk cetakan. pendinginan yang tidak merata dapat menyebabkan melenting di kedua resin amorf dan kristal. Masalah lain pendinginan yang dapat berkaitan dengan desain sistem pendingin adalah homogenitas properti di bagian dibentuk dari resin kristal. Morfologi struktur kristal yang dikembangkan di bagian dibentuk sangat tergantung minyak
suhu sejarah dan pendinginan. kali. Perubahan kecil dalam variabel dapat menyebabkan davoles utama dalam pembentukan kristal dan dengan demikian dalam sifat mekanik dari product_ dibentuk
cetakan dengan profil pendinginan yang tidak rata dapat menghasilkan bagian dengan vroperties mekanis tidak dapat diterima, mungkin mengakibatkan kegagalan mekanis prematur produk cetakan.
- Manfaat utama kedua desain sistem pendingin yang efektif adalah dampak pada produktifitas ¬ ity. Cetakan yang dapat dirancang dengan pendinginan yang optimal akan menghasilkan bagian dalam siklus waktu sesingkat mungkin. Hal ini mengakibatkan penghematan biaya langsung dari beberapa jenis. Telah terbukti berkali-kali bahwa penghematan energi yang besar pada peralatan pembuatan cetakan dapat diperoleh dengan mengurangi waktu siklus. Selain itu, pendingin desain sistem yang efektif dapat mengakibatkan penggunaan pendingin temperatur tinggi yang menyiratkan kebutuhan kapasitas chiller kurang atau kurang penggunaan tumbuhan air. Ada juga tabungan peralatan modal yang menyertai manfaat. pengeluaran modal untuk peralatan baru dapat diminimalkan sejak waktu siklus mencerminkan diri dalam kapasitas pabrik yang lebih tinggi tanpa dan peningkatan jumlah mesin molding. Demikian. memaksimalkan suhu air pendingin diperlukan untuk mendinginkan hasil cetakan dalam pengurangan persyaratan chiller dan tabungan yang sesuai biaya tetap.
Paragraf sebelumnya memberikan argumen yang kuat untuk pertimbangan yang cermat dari desain sistem pendingin untuk cetakan. Keberhasilan penerapan pendingin alat analisis dapat menghasilkan kualitas yang lebih tinggi dari produk dicetak serta operasi menara dan biaya produksi untuk cetakannya.
Dasar-dasar Analisis dan Desain Pendingin
Dalam memeriksa masalah pendinginan bagian plastik yang dibentuk dengan pencetakan, adalah mungkin untuk memisahkan masalah menjadi tiga elemen yang berbeda:
1. Pendinginan mencair
1. Konduksi dari meleleh ke 3 permukaan air. Konveksi pendinginan oleh permukaan air
Masing-masing elemen harus dipertimbangkan dalam kombinasi untuk memahami kinerja pendinginan cetakan. desain cetakan yang tidak benar dapat mengakibatkan tahan panas tinggi yang akan mengarah pada masalah kualitas dan produktivitas yang telah disebutkan sebelumnya. Masing-masing dari tiga unsur pendingin dianggap di bawah ini.
Pendingin rue Melt
le mati tahap pertama dari proses pendinginan dianggap. panas yang terkandung dalam harus mencair
: Nas: keliru dengan bahan cetakan melalui konduksi. Teori dasar untuk jenis masalah
dalam menyelesaikan persamaan konduksi panas transien satu dimensi untuk dorongan hati
pada suhu correspondim2, dengan masuknya mencair ke dalam rongga cetakan. The ii,: zicr-dari persamaan mengambil bentuk
= F (Alphke 5 '.. ,,,,},} Deitch
teoritis coolima waktu minimal
= Bagian plastik ketebalan anak terlantar
Alpttaet difusivitas = termal efektif plastik
Delta = rasio perbedaan antara Ellett dan suhu cetakan dan ejeksi bagian dan temperatur cetakan...
translate fr :
Mold Cooling Analysis
Prior to the introduction of computer modeling tools, the cooling of all types of mold cavities
was a complex and often misunderstood phenomenon. The placement of cooling lines in the
mold was often the last portion of the design to be considered, resulting in many molds
hick ran at low levels of productivity and producing molded parts of questionable quality. Modern techniques which allow the evaluation of a proposed cooling system design prior to construction of the mold are allowing mold designers to thoroughly evaluate the quality of their designs, and to revise those designs to achieve more efficient and balanced cooling of the mold. These techniques are tent:rating large savings in cycle time, parts cost, and tryout and -tuning- time for new molds.
The importance of proper cooling system design can be summarized into two major areas of interest to the plastics Industry: quality and productivity. Quality has become a major area of emphasis in industry over the last few years. The quality of the product which can be produced from an injection mold can be directly attributed to three factors: the accuracy of fabrication of the mold cavity and core, the repeatability of the molding machine used, and the correct design of the mold to produce the part. Part of the correct design of the mold is a cooling system which will extract heat from the melt in the mold cavity at the maximum rate possible. and with uniformity throughout the mold.
Several molding quality problems can be avoided if uniform cooling is designed into the mold. Warpage of the molded part is one problem whose roots may lie in the proper design of the cooling system for the mold. Uneven cooling can cause warpage in both amorphous and crystalline resins. Another cooling problem which can be related to cooling system design is the homogeneity of properties in parts molded from crystalline resins. The morphology of the crystal structure developed in the molded part is strongly dependent oil
temperature history and cooling. times. Minor changes in these variables can lead to major davoles in crystal formation and thus in the mechanical properties of the molded product_
molds with uneven cooling profiles may produce parts with unacceptable mechanical vroperties, possibly resulting in premature mechanical failure of the molded product.
- The second major benefit of effective cooling system design is the impact on productiv¬ity. Molds which can be designed with optimum cooling will produce parts in the shortest possible cycle time. This results in direct cost savings of several types. It has been shown many times that large energy savings on molding equipment can be gained by decreasing cycle time. Additionally, effective cooling system design can result in the use of higher coolant temperatures which imply less chiller capacity requirements or less plant water usage. There are also capital equipment savings which accompany these benefits. Capital outlays for new equipment can be minimized since shorter cycle times reflect themselves in higher plant capacity without and increase in the number of molding machines. Likewise. maximizing the cooling water temperature needed to cool the mold results in a reduction in chiller requirements and its corresponding savings in equipment costs.
The preceding paragraphs provide strong arguments for careful consideration of the cooling system design for molds. Successful application of cooling analysis tools can result in higher quality of the molded product as well as in tower operating and production costs for the molder.
Fundamentals of Cooling Analysis and Design
In examining the problem of cooling of plastic parts being formed by molding, it is possible to separate the problem into three distinct elements:
1. Cooling of the melt
1. Conduction from the melt to the waterline 3. Convective cooling by the waterline
Each of these elements must be considered in combination in order to understand the cooling performance of the mold. Improper design of the mold may result in a high thermal resistance which will lead to the quality and productivity problems previously mentioned. Each of the three cooling elements is considered below.
Cooling rue Melt
le die first stage of the cooling process is considered. the heat contained in the melt must be
:nas:erred to the mold material via conduction. The basic theory for this type of problem
in solving the transient one dimensional heat conduction equation for an impulse
in temperature correspondim2, to the entry of the melt into the mold cavity. The ii,:zicr- of the equation takes the form
= f (5'. Alphke. Deitch,,,,},}
theoretical minimum coolima time
= plastic part waif thickness
Alpttaet = effective thermal diffusivity of the plastic
Deltas = ratio of differences between Ellett and mold temperature and part ejection and mold temperature
( fr: Blow molding Handbook:Rosato )
untuk lebih lengkap dan update tentang solidwork simple tutorial silahkan kunjungi :
www.solidworksimpletutorial.blogspot.com
