Berekening van de afkoeltijd voor spuitgegoten onderdelen

Bij de spuitgietproductie is de afkoeltijd van kunststof spuitgietonderdelen ongeveer 80 procent van de hele spuitgietproductiecyclus. Slechte koeling leidt vaak tot kromtrekken, vervorming of oppervlaktedefecten van het product, wat de maatvastheid van het product aantast. Een redelijke regeling van de injectie-, drukhoud- en koeltijden kan de productkwaliteit en productiviteit verbeteren.
De afkoeltijd van een component verwijst meestal naar de tijd tussen het vullen van de spuitgietholte door de kunststofsmelt en het moment waarop het component kan worden geopend en verwijderd. De tijdstandaard voor het uitnemen van een onderdeel tijdens het openen van de mal is vaak gebaseerd op het feit dat het onderdeel volledig is uitgehard, een bepaalde sterkte en stijfheid heeft en niet zal vervormen of barsten tijdens het openen en uitwerpen van de mal. Zelfs als hetzelfde type kunststof wordt gebruikt voor het gieten, varieert de afkoeltijd met de wanddikte, de temperatuur van het gesmolten plastic, de ontkistingstemperatuur van het gevormde onderdeel en de spuitgiettemperatuur. De formule die de koeltijd in alle situaties 100 procent nauwkeurig kan berekenen, is nog niet gepubliceerd, en alleen de formule die wordt berekend op basis van de juiste aannames. De berekeningsformule varieert ook afhankelijk van de definitie van koeltijd.
Momenteel worden de volgende drie normen vaak gebruikt als referentie voor koeltijd:
① De temperatuur van de middenlaag op het dikste deel van de kunststof spuitgegoten deelwand en de tijd die nodig is om af te koelen tot onder de thermische vervormingstemperatuur van de kunststof;
② De gemiddelde temperatuur binnen de doorsnede van kunststof spuitgegoten onderdelen en de tijd die nodig is om af te koelen tot de opgegeven uitgangstemperatuur van het product;
③ De temperatuur van de middenlaag in het dikste deel van de wand van een vormcomponent van kristallijn kunststof, de tijd die nodig is om af te koelen tot onder het smeltpunt, of de tijd die nodig is om het gespecificeerde kristallisatiepercentage te bereiken.
Bij het oplossen van formules worden over het algemeen de volgende aannames gedaan:
① Kunststof wordt in de spuitgietmatrijs geïnjecteerd en brengt warmte over naar de matrijs voor koeling;
② Het plastic in de vormholte staat in nauw contact met de vormholte en scheidt niet door koelkrimp. De warmteoverdracht en stroming tussen de smelt en de matrijswand hebben geen weerstand en de temperatuur van de smelt op het moment van contact met de matrijswand is gelijk geworden. Wanneer kunststof in de vormholte wordt gevuld, is de oppervlaktetemperatuur van het werkstuk gelijk aan de temperatuur van de vormwand;
③ Tijdens het koelproces van kunststof spuitgegoten onderdelen blijft de temperatuur op het oppervlak van de spuitgietholte constant;
④ De mate van warmtegeleiding op het oppervlak van spuitgietmatrijzen is zeker; (Het vulproces van gesmolten materiaal wordt beschouwd als een isotherm proces en de materiaaltemperatuur is uniform)
⑤ De invloed van plastische oriëntatie en thermische spanning op de vervorming van het werkstuk kan worden genegeerd, terwijl de grootte van het werkstuk geen invloed heeft op de stollingstemperatuur.