反応性射出成形では、2 つの液体成分が金型内で混合して発熱反応し、部品を容易に過熱させる鋭い熱パルスを生成します。加熱プラテンの二次的かつ重要な-仕事は、この反応熱を急速に除去し、金型を素早く開けられるように積極的に冷却することです。冷却回路はアドオンではありません。-これは、システム全体の熱設計における主要なパフォーマンス機能です。
RIM の熱需要と能動冷却の役割
A 冷却回路 加熱プラテン RIMプロセスは、同じサイクル内で 2 つの相反する熱状態、つまり流動と充填のための初期入熱、その後の重合中の急速な熱抽出を管理する必要があります。発熱反応により局所的な熱スパイクが発生する可能性があり、これを制御しないと、反り、不完全な硬化、または内部応力勾配が発生します。
したがって、プラテンは受動的なヒーターではなく、能動的な温度調整器として機能します。熱の供給と除去は制御されたシーケンスで行われ、多くの場合、部品の形状や樹脂の化学的性質に応じて数秒または数分以内に行われます。
冷却回路のアーキテクチャとチャネルの配置
冷却回路は通常、プラテン本体内に埋め込まれた穴あけまたは鋳造チャネルのネットワークによって形成されます。{0}これらのチャネルは、冷却剤循環のための内部経路として機能します。冷却剤は通常、熱安定性と凍結防止のために選択された水とグリコールの混合物です。
RIM 環境で効果的な熱抽出を実現するには、機械的強度が許す限り冷却チャネルを作業面の近くに配置する必要があります。一般的なデザインの配置は、金型面から 10 ～ 15 mm 以内です。この近接性により、発熱反応によって発生した熱がプラテン部分を通って横方向に広がる前に確実に捕捉されます。
プラテンの静脈は、継続的な対流熱の除去を通じて反応の火を運び去らなければなりません。
流れの設計、チャネルの形状、熱伝達効率
冷却チャネルは通常、冷却液の高速化を促進するために比較的小さな直径で仕様化されています。対流熱伝達係数を最大化し、熱境界層の形成を防ぐには、乱流が必要です。高性能 RIM ツーリングでは、熱除去能力が不十分なため、層流状態は通常回避されます。-
チャネル レイアウトは通常、次のように構成されます。
均一な温度分布を実現する蛇行流路
高流量、低勾配冷却のための並列グリッド ネットワーク-
熱有限要素解析 (FEA) を使用して最適化されたハイブリッド形状
この選択は部分固有のヒートマップによって行われ、熱歪みを引き起こすことなく局所的な発熱ピークに確実に対処します。{0}
エンジニアリング仕様要件
適切に定義された冷却回路加熱プラテン RIM プロセス設計には、明示的な性能パラメータが含まれます。
必要除熱能力(kW)
最大許容クーラント圧力降下
冷媒入口温度範囲
分岐回路あたりの流量
プラテン表面全体の温度均一性許容差
これらのパラメータは、システム全体の設計内でポンプ、バルブ、マニホールドのサイズを決定するために使用されます。
製造と材料に関する考慮事項
冷却チャネルは通常、ガン穴あけプロセスを使用して製造され、表面粗さが最小限に抑えられた真っ直ぐで滑らかな穴が保証されます。{0}流れ抵抗を減らし、局所的な乱流による浸食を防ぐには、バリ取りと内部研磨が必要です。{2}}
冷却回路全体は、長期的な構造的完全性を確保するために、定義された安全率を備えた最大動作冷却剤圧力を超えて圧力テストされる必要があります。{0}{1} RIM システム内の漏れは、反応性化学物質の壊滅的な汚染を引き起こす可能性があります。
プラテンと内部チャネルの材料の選択では、耐腐食性、スケール付着性、長期的なガルバニック効果など、水とグリコールの混合物との適合性を確保する必要があります。-
システム統合と運用管理
冷却回路は通常、メンテナンスや金型の交換を簡素化するためのクイック接続カップリングを備えたマニホールド システムと統合されています。{0}高度なシステムでは、組み込みセンサーからの温度フィードバックを使用して流量制御が動的に調整され、反応段階でリアルタイムの熱バランスが可能になります。-
これにより、プラテンが、急速に変化する発熱負荷に対応できる閉ループ熱制御システムに変換されます。{0}
結論
適切に仕様化されたアクティブ冷却回路は、加熱プラテンを完全な熱管理システムに変換します。これは、発熱 RIM プロセスにおける反応速度、サイクル タイム、部品の品質を制御するために不可欠です。統合された冷却がなければ、熱暴走や不均一な硬化が避けられないリスクとなります。
化学反応の開始と抑制の両方が可能なプラテンは、最新の反応成形システムにおける真のデュアルモード プロセス ツール、ブリッジング加熱技術とアクティブ熱制御を表します。{0}}
