材料加工技術雜志187188（2007）690693自適應電動溫度調節(jié)系統(tǒng)注射成型的模具Nardin,B.a,B.Zagara,came,came,A.Glojeka,D.Kri,AJBZTECOS、工具和模具開發(fā)中心的斯洛文尼亞,KidrievaCesta,3000SloveniacCeljeb教員的電氣工程,斯洛文尼亞盧布爾雅娜摘要在模具的開發(fā)和生產過程中有一基本問題就是是否能夠對注塑模具的溫度條件進行控制。精確的研究在模具熱力學過程表明,換熱是可以操縱熱量的手段。這樣的系統(tǒng)升級傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)在模具或可以是一個獨立的應用程序內部熱操作。在本文中，作者將目前的研究項目的結果，這是在三個階段，其結果是在A6862006專利實施專利。測試階段，原型階段和產業(yè)化階段將出現(xiàn)。該項目的主要結果是總的和快速在周期時間和整體影響重點變形的塑料產品質量在線的模具溫度調節(jié)控制。提出了應用程序可以提供一個里程碑，模具溫度和產品質量控制的注射成型過程中的領域。2006ElsevierB.V.保留所有權利。關鍵詞：注射成型；模具冷卻熱電模塊；數(shù)值模擬；1.介紹，定義的問題開發(fā)技術的冷卻模具通過熱電的(TEM)意味著推導的工業(yè)實踐和存在的問題,即在設計、工具制造和開發(fā)工具。目前的冷卻技術有技術的局限性。其局限性的位置及提前預測與有限元分析(FEA)仿真包但不是完全可以避免的。結果一個多元化國家的最先進的分析顯示,所有現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)不提供可控的傳熱能力足以符合要求的工藝窗口當前聚合物加工技術。聚合物加工是當今有限(在任期縮短生產周期時間內,降低成本)只與熱容操作功能。其他生產優(yōu)化功能已經驅動機械和聚合物加工的局限性3。1.1熱過程中注塑塑料加工塑料的處理是基于傳熱塑膠材料和模腔之間。在計算傳熱應該考慮兩個主要事實:首先是所有能源使用基于熱力學定律的第一定律節(jié)能1,第二是速度的傳熱。在傳熱分析的基本任務是隨時間和溫度計算其分布在研究系統(tǒng)。最后取決于速度之間的熱傳導的系統(tǒng)和環(huán)境和速度的傳熱系統(tǒng)內部。基于傳熱可以作為熱傳導、對流和輻射1。1.2冷卻時間完成注射模塑過程周期由模具閉合階段,注入融化成腔,包裝壓力相位補償收縮效應、冷卻階段,開模階段和部分排出期。在大多數(shù)情況下,最長時間的上述所有階段是冷卻時間。冷卻時間在注射模塑過程被定義為時間需要冷卻塑料零件到彈射溫度1。圖1模具溫度變化在一個周期的2一個冷卻過程的主要目的是降低額外冷卻時間，在理論上是不必要的；在實踐中，它延伸從45到67%的整個周期時間的1,4。從文學與實驗1,4,它可以看到,模具溫度影響極大,因此脫模時間冷卻時間(成本)。注射成型過程是一個循環(huán)過程,模具溫度變化見圖1,溫度變化從平均價值通過整體周期時間。2.塑料注射模具冷卻技術因為它已經描述,已經有幾種不同的技術,讓用戶來冷卻模具5。最傳統(tǒng)的方法是用鉆井技術,即生產模具的洞。通過這些孔(coolinglines),冷卻介質流動,消除生成和積累的熱量從模具1,2。它也是非常方便的在不同的材料建造,不同的熱導率,目的是提高控制模具溫度條件。這樣的方法是所謂的被動方法對模具溫度控制。這個具有挑戰(zhàn)性的任務是使一個活躍的系統(tǒng),它可以改變熱條件,對于所需的方面,比如產品質量或周期時間。一個這樣的方法是集成熱電氣模塊(TEM),它可以改變熱條件期望的性質,對于模具。用這樣的方法,一個可以控制傳熱與時間和空間變量,什么手段,溫度可以調節(jié)整個注塑周期,獨立于位置的模具。熱控制是通過控制單元,輸入變量是收到的人工輸入或輸入從注塑仿真。與輸出值,控制單元模塊行為監(jiān)控TEM。2.1熱電模塊(TEM)為需要的熱操作,TEM模塊集成到模具。熱量與電之間的交互變量對于換熱是基于珀爾帖效應。珀爾帖效應的現(xiàn)象是眾所周知的,但它是直到現(xiàn)在從未用于注塑應用程序。TEM模塊(見圖2)是一個設備由妥善安排雙P和N型半導體,放置兩個陶瓷板之間形成熱與冷熱電冷卻器網(wǎng)站。權力的傳熱可以容易控制通過的大小和極性的電流提供。圖2TEM框圖2.2申請模具冷卻應用程序的主要想法是插入到墻壁的TEM模塊模腔作為主要傳熱單元。這些基本的裝配中可以看到圖3。二次傳熱是通過常規(guī)流體冷卻系統(tǒng)實現(xiàn),允許熱流入與流出從模腔熱力學系統(tǒng)。圖3TEM冷卻組件結構設備呈現(xiàn)在圖。3包括熱電模塊(一個),使主要傳熱從或溫度可控表面模具腔(B)。二次傳熱是通過冷卻通道啟用(C),提供恒溫條件在模具。熱電模塊(一)操作作為熱泵和這樣操縱與熱派生或者從模具由流體冷卻系統(tǒng)(C)。系統(tǒng)二次加熱與冷卻通道操作作為熱交換器。減少熱容的可控區(qū)域保溫(D)是安裝在模腔(F)和模具結構板(E)。圖4溫度的檢測與調節(jié)結構整個應用程序包括TEM模塊,一個溫度傳感器和電子裝置控制系統(tǒng)的完整。該系統(tǒng)被描述在圖4和包括一個輸入單元(輸入界面)和一個供應單位(單位為電子和電力電子供應h橋單元)。輸入和供應單位與溫度傳感器回路信息附在一個控制單元,作為執(zhí)行單元試圖強加預定義的溫帶/時間/位置關系。使用珀爾帖效應,單位可以用于加熱或冷