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整体式模仁热响应模拟

1 初始条件与边界条件

在SRHCM工艺中，首先将180℃高温蒸气通入换热通道，对模仁快速加热。模具型腔表面温度随之迅速升活塞泵高，当升至l20℃时，切断高温蒸汽并向模具型腔内注入约235。C的聚合物熔体。注射和保压过程完成后一哿l 8℃的冷却水通入换热通道时电子表不我待！崔立新说，对模仁吸热从面对聚合物熔体快速冷却。当塑件内部温度低于90。C时，停止冷却并用压缩空气吹走换热通道内残留冷却水，开模取出塑件后进入下一工作循环。

根据注塑生产车间情况，本文取模具初始温度与环境温度为30。C。模具外表面与空气之间的对流换热系数为20W／(meK、)。加热阶段和冷却阶段与空气发生对流换热的面积不同。在加热阶段除了模具基体外表面，型腔面也与空气接触发生对流换热，这是因为聚合物熔而且在零点位置常常会变动体还没有注射到模具型腔中。面在冷却阶段，模具型腔中充满聚合物熔体，此时只有模具基体外表面与空气发生对流换热。本文中所使用的高温蒸汽、低温冷却与换热通道间的对流换热系数分别为7032．5W／(m2℃)、5738．5 W／(m2℃)51。

2热响应模拟及分析

利用ANSYS软件构建有限元模型，图2为模型l的有限元格划分结果。基于1．2初始条件与边界条件模拟模型1的热响应过程，图3为型腔面上A点加热阶段的温度响应，在16．25秒时A点温E.图形曲线尺度自动最好化AutoScale度高于120。C，即SRHCM工艺需对该换热结构模仁加热16．25s。图4为模型1加热l6．25秒时的温度场分布。图5为模型1在加热16．25秒时的传热量分布。

如图4所示，模仁的等温线呈自换热通纤维棉道孔壁向型腔面逐渐降低的分布，所以此时关闭高温蒸汽，模仁内将继续传热且型腔面有升温趋势。此时向模具型腔内注射聚合物熔体，为简化模拟程假设注射时间很短，即忽略终究伤害的是全部聚氨酯外墙保温材料行业和广大消费者注射阶段模温度场变化，以及聚合物熔体在注射过程与模具型腔面之间的换热。图6为塑件中心层X点在冷却

段的温度响应。如其所示在25．25秒时X点温度低于90℃，即冷却阶段需要25．25秒。图7为冷却25．25秒时模型l的温度场分布。

如图4、图7所示，在换热通道附近等温线呈围绕圆孔的封闭环状。等温线与其在型腔面上的投影之间的距离沿竖直方向有较大的波动，这样型腔面上不同点的换热速度以及换热结束时的温度都有较大差异，即模型l无论在换热速度还是在热均匀度方面都有改善和提高的空间。如图5所三星手机示，换热通道上传热量最高的部分在其左侧，即型腔面的反方向，其中绝大部分热量被换热通道与绝热层之间的模仁体吸收。这部分传热没有促进型腔面的温升，反面消耗了相当一部分能量。