Page 20 - 《橡塑技术与装备》2020年16期（8月下半月）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT （PLASTICS） 专家讲座 洪慎章·塑料压制成型

（接上期） 要将压制模加热到 150~200 ℃ , 加热系统必然处于高 当对所采用的各个加热元件进行合理布置，以使模具 度与需要温度之间很大的偏差。 因此，在大多数情况
压之下 (5~12 MPa 表压 )，因此加热系统投资大，设 型腔表面各点获得均匀一致的温度，且不随时间改变 下，应用简化的计算方法使加热元件的功率稍大一些，
（2）蒸汽或过热水加热 蒸汽加热的加热速度快， 备比较复杂。 而发生明显的波动。当电加热元件功率不足时，压制 再通过调节器进行调节，即能达到压制模加热的要求。
特别适用于既要加热又要冷却的压制模。当需要冷却 加热压制模一般不采用油。热的油容易在衬垫和 模就不能够加热到所需的温度。相反，如电加热元件 最常用的办法是根据压制模的体积或质量进行经验计
时只需关闭蒸汽，在管路中改通冷却水即可。常用于 接头处渗出，在压力下渗出的细小油沫与空气，会形 功率过大，则即使采用温度调节器也不能调节到稳定 算或查图表。
热塑性塑料的压制成型。蒸汽加热的优点是压制模温 成有爆炸危险的混合物，此外漏出的油会喷得很远， 的温度。这是因为与蒸汽加热不同的是电加热元件附 加热压制模所需的电功率按下列经验公式计算 ：
度恒定，不会过热，应根据需要的压制温度选择不同 易造成烫伤事故。而蒸汽或过热水少量漏出会立即汽 近模具温度很高（比型腔温度高得多），测温点的热 P=mf (42)
压力的饱和蒸汽。图 148 所示为采用蒸汽加热时加热 化，可以减小烫伤的危险性。 电偶只反应该点的实际温度，当测温点温度到达之后， P—— 模具所需总电功率，W ；
板内蒸汽通道的开设情况，图 148(a) 为平行排列，图 (3）煤气及天然气加热煤气或天然气用于压制模 加热元件开始断电，但由于加热元件附近积聚了大量 m—— 压制模质量，以上、下绝热垫片之间的压
148(b) 为混合排列，图 148(c) 为顺序排列。当模板只 加热时，可大大降低加热成本。缺点是温度不易准确 的热，这部分热继续传向型腔，将引起型腔温度显著 制模的质量计算，kg ；
需加热而不需要冷却时，可采用平行排列，加热板制 控制，同 时劳动条件较差，煤气及天然气燃烧的产物 升高，这种现象叫加热后效。加热元件功率超出愈多， f—— 每 l kg 压制模维持压制温度所需的电功率，
造比较简单。要进行冷却的可使用顺序排列或混合排 会污染车间里的空气，严重影响环保要求。 加热后效也愈显著。并且加热元件功率过大会引起型 W/kg。
列，这样可提高冷却水的速度 , 以改善冷却效率。 图 150 为煤气加热的加热板。加热板内开有沟槽， 腔各点温度不均。这些都将造成制件质量和尺寸的波 对于酚醛塑料 / 可按表 46 所列经验数据选取。
槽内布置有多孔的煤气管，加热板测温点用触点式温 动。 由此可见，对大型压制模采用电加热棒比较合适，
度计进行控制。当温度过高时通过电磁阀门使气流减 对于大型的压制模最好将电加热元件分成两组， 也可以查加热功率曲线图 （见图 152）来确定每千克
少，但火焰应不致熄灭，温度降低后再开大阀门。 即主要加热组和辅助加热组。主要加热组的功率为所 压制模所需加热功率。
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需总功率的 2/3 以上，它处于连续不断地加热状态， 表 46 压制模每千克的电功率 （w . kg )
功率较小的一组为辅助加热组。当不接入辅助加热组 压制模质量 小型 中型 大型
加热元件 （1~20 kg） （20~200 kg） （＞ 200 kg）
时，压制模温度仅能维持在稍低于最合适的温度上。 电热棒 35 30 20~25
电热环 40 50 60
图 148 蒸汽加热板通道开设情况 辅助加热组和主要加热组一起接通时能产生一定的过
剩热量，以维持一定的模具温，由调节器来断开和接 对于固定式压制模其功率应按上下两部分的质量
为了提高压制模加热效率，蒸汽通道可根据制件
上辅助加热器组。这种双联加 热器组比单联加热器组 分别计算，也可按压制质量直接查图表。
形状开在型腔周围，像注塑模中冷却水通道一样，如
优越，它可以采用较小的继电器。此外，调节温度时， 由图 152 可看出，所需要的电功率随着压制模质
图 149 所示。由于蒸汽压力较大，因此通道和接头必
电路中电流变化也不像调节全部电加热功率时波动得 量变化而大幅度地改变 , 所以压制模持量的计算应该
须牢固可靠，以免泄漏。
那么激烈。 以绝热垫片为界。
要准确计算所需要的电加热功率，必须作压制模
1、5— 石棉水泥板 ； 2— 上加热板 ； 3— 测温点 ； 4— 下加热板
的热量衡算。以单位时间作为讨论的基础，供给压制
图 150 煤气加热板
模的热包括电热 Q c 和压制时聚合作用放出的热 Q p 。可
图 151 为压制模外围用煤气加热的情况，在火焰
以简单认为，聚合作用放出的热使塑料从开始聚合温
的周围要装上铸铁或铸铝制作的遮热板，以减少热量
度升温到聚合完成温度，例如，对酚醛塑料认为是 150
向周围空间的辐射。为了使煤气完全燃烧，必须配入
℃升温到 180 ℃ ；脲醛塑料从 120 ℃升温到 150 ℃。
足够数量的空气。
压制成型时，所消耗的热量包括以下几个方面 ：
即将塑料原料升温到开始聚合的温度所需的热、压制
模侧表面向周围空气散失的热、开模过程中分型面散
图 149 凹模蒸汽加热和冷却通道
失的热、压制模上下两端连接用钢制螺钉传走的热以
1—1~10 kg; 2—10~100 kg; 3—100~1 000 kg; 4—1 000~10 000 kg
国外常采用过热水加热压制模。蒸汽在模具内过 及压制模在清理过程中用压缩空气吹向压制模所带走
图 151 煤气加热凹模 图 152 加热 1~10 000 kg 的压制模所需功率曲线图
早冷凝，而得不到及时排除，这时积聚冷凝水的地方 的热。分别算出以上各项热量，通过热平衡方程式即
高温的压制模与压机之间必须采取有效的绝热措
温度偏低，但用过热水强制流经压制模的所有加热通 可算出每小时所需的电加热功率。 （1）电热棒的选用 当总加热功率确定后，即可
施，因为这不单能节约能量，而且可保护压机 , 高温
道时就不会发生这种情况。用过热水加热还可以在不 在理论计算时，考虑到反应热、热损失等计算比 选择电热棒的型号，确定电热棒数量，或选择电阻线
会导致压机上密封圈及轴承等传动部件的损坏。
同压机上，根据不同塑件方便地调节温度，即在过热 较麻烦，且未知因素较多， 难于准确计算，实际上各 直径。标准的电加热棒规格如表 47 所示。
4.4.2 加热功率计算
水中渗入温度较低的水或冷水来调温。这时模温与车 项计算也是近似的。实验证明，加热元件的总功率超 先根据加热板的尺寸确定电热棒的尺寸和数量，
电加热压制模应当进行加热功率的计算，而且应
间中央设备里的水温无关。无论用蒸汽或用过热水， 过 所需功率 1~2 倍时，加热后效才会引起压制模温 然后计算每个电热棒的功率，设电热棒并联，则

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