금형 표면 온도가 높을수록 제품의 표면 품질이 개선되지만 금형을 냉각하는 데 필요한 시간이 증가하여 사이클 타임이 증가하게 됩니다. 급속 금형 가열 및 냉각은 사이클 타임을 최대한 짧게 유지하면서 제품의 표면 품질을 개선하는 데 사용되는 기술입니다. 금형 온도가 계속 변경되기 때문에 이 해석의 시뮬레이션은 천이 냉각 솔버를 사용하여 얻습니다.
금형 면이 사출 전에 재료의 유리 천이 온도(Tg)보다 높은 온도까지 이상적으로 가열되면 사출이 시작됩니다. 금형이 충전되면 신속하게 냉각되어 취출 전에 제품을 고화시킵니다. 그런 다음 금형은 다음 사출이 발생하기 전의 온도까지 다시 가열됩니다. 금형을 고분자의 천이 온도보다 높게 가열하면 금형 압력을 최소화하여 전단으로 인한 체인 절단을 줄이고 충격 강도 및 내열성을 개선할 수 있습니다. 또한 높은 온도는 잔류 응력을 만들고 고분자 유동을 방해하는 스킨 같은 레이어의 형성을 방지하여 표면 품질을 개선할 수 있습니다. 신속한 금형 가열은 일반적으로 금형의 한 면으로 제한되어 제품의 한 면에 부드러운 광택이 있는 표면을 제공합니다. 그러나 투명한 제품의 경우 금형의 양쪽 면이 가열됩니다.
히터 카트리지를 사용하는 급속 금형 가열/냉각 공정에 대한 간단한 그림
첫 번째 이미지에서는 금형이 열려 가열 플레이트와 이동 플레이트 사이의 작은 단열 간극을 보여줍니다. 히터 카트리지가 켜져 있고 금형을 가열하고 있습니다. 두 번째 이미지에서는 금형이 닫혀 있고 히터 카트리지가 꺼져 있으며 캐비티는 뜨거운 고분자로 채워져 있습니다. 세 번째 이미지에서는 냉각관이 냉수로 채워져 있고 제품이 냉각되고 있습니다. 마지막으로, 마지막 이미지에서는 가열 또는 냉각이 발생하지 않고 금형이 열려 있으며 제품이 취출됩니다.
히터 카트리지 대신 냉각관을 사용하여 금형을 가열해도 동일한 효과를 얻을 수 있습니다. 냉각관은 온수 또는 높은 온도의 증기를 충전 단계의 가열 막대로 전달하고 낮은 온도의 냉각수를 보압 및 냉각 단계의 냉각관으로 전달할 수 있습니다. 이 경우 냉각 단계가 완료된 후 가열 효율성을 개선하려면 채널 시스템에 공기를 주입하여 물의 모든 추적을 제거하고 냉각관 벽에서 증기의 적절한 접촉을 보장합니다.급속 가열/냉각 공정 중 시뮬레이션된 금형 온도 변화를 보여주는 구조도