想把生產遷移（yí）至低工資（zī）國家的努力導致注塑行業麵臨著（zhe）愈來愈緊迫的成本壓（yā）力，這迫使加工（gōng）業者盡可能快地推行降低成本的措施，例如新的（de）生產工藝（yì）、更高的集成和物資供應上的（de）變化。現在的生產也為（wéi）節約提供了（le）可觀的空間。

一種途徑是周期時間，它可能超出最短（duǎn）可能值的（de）40% 以上。這裏（lǐ）的（de）原因存在於差勁的模具熱學設計和過度的（de）殘餘冷卻（què）時間，這通常是（shì）根據估算而（ér）主觀地預先設（shè）定的。機器操作者也（yě）常常（cháng）加入一個安全餘量，以彌補工（gōng）藝及模具偏差，例如溫度（dù）和控製波動，並把生產放到一個穩定狀（zhuàng）態當（dāng）中。但這（zhè）常常是以不理想的（de）周期時間為代價，所以是高成本的。

根據模溫計算冷卻時間

冷卻不僅直接影響在工藝成本，而且對質量也有著顯著的影響（xiǎng），這反過來（lái）又影響（xiǎng）著（zhe）生產效率。殘餘冷卻時（shí）間現在是作為固定值（zhí）被輸入，無法彌補（bǔ）生產過程中偶爾發生（shēng）的幹擾（rǎo），例如（rú）工藝、機器控製（zhì）和材料的波動。結果是批量生產過程中扭曲、尺寸準（zhǔn）確度、表麵質量和（hé）其它部件（jiàn）特性的變化。

為了解決這樣（yàng）的問題，德國South-West-phalia理工大學、Kistler儀器公司和知名的加工企業聯合參與（yǔ）了一個研究項目，開發一種係統，脫模點不依賴於固定的周期時間，而是（shì）和塑件達到確定熱狀態的時候有關係。這個步驟不（bú）會再把冷卻時間保持穩定，而是模具的熱學性能。

通過測量塑（sù）件表麵溫度和模腔壓力，在工（gōng）藝中逐個周期地確定出塑（sù）件的熱學狀態。殘（cán）餘冷卻時間（jiān）被自動地計算出來（lái），並被直接傳送給（gěi）機器控製裝。

此

工藝具有重要的優勢

• 因為不再有必要估（gū）算（suàn）和輸入（rù）殘餘冷卻時間，所以（yǐ）試模和安裝（zhuāng）時間縮短；

• 因為冷卻時間及（jí）周期時間被（bèi）盡可能（néng）地保持短暫，所以（yǐ）經（jīng）濟性方麵有了顯著（zhe）的改

• 進； 因為（wéi）脫模溫度穩定，所以塑件質量盡可能地維持穩定。

用於綜合測量壓（yā）力和溫度的傳感器

理想（xiǎng）的脫模溫度不僅（jǐn）是（shì）由所用塑料決定（dìng）的，而且還由塑（sù）件形狀所決定。因（yīn）為（wéi）皺縮和扭曲過程的複雜性，以（yǐ）及模壁和熔體溫度不能預先被準確（què）地確定，所以不（bú）可能準確計算出注塑件的脫模溫度。

隻（zhī）能根據來自原料（liào）生產商的引導值和製（zhì）模商（shāng）的經驗來進（jìn）行（háng）估算，因為在脫模時，以傳統壁厚，貫穿塑件截麵的溫度（dù）不會完全相等，從塑件中間到外部總會有一個溫度梯度。

圖2：用模腔壓力和溫度綜（zōng）合感應器測得的工藝情況

所以（yǐ），為了（le）確定理想的脫模點，要利用普通的冷卻時間公式。這實現了對殘餘冷卻時間的理論計算。為了確定某一溫度（dù）下（xià）的（de）脫模（mó）點，意味著模壁溫（wēn）度和熔體溫度的塑料性能（néng）必須在冷卻過程開始時就（jiù）已知了。

然而，如前所述，最後提到（dào）的兩個參數是未知的。當然，注塑周期中的熔體（tǐ）溫度可以在注塑周期中（zhōng）通過熱電偶被實驗性地獲取，熱電偶必須在每個周期被引入到模腔中。然而，這（zhè）種溫度確定方法不適用於生產當中，而主要被用於科學研究。

因此，為了自動計算出批量生產中的殘餘冷卻時間，有必要（yào）開發一（yī）種方法來準確確定模壁溫度分布情況（kuàng）和冷卻開始時也就是（shì）實際填模過（guò）程之後的熔體溫度。這需要（yào）應用組合的溫度（dù）/壓力傳感器。

依靠這種特殊（shū）設計（jì）的感應器，溫度（dù）測量（liàng）在傳感器表麵進行，當熔體一到達傳感器時，和熔體的接觸溫度就被記錄下來。在此點之前，傳感器精（jīng）確地記錄模具溫度，並提供有關模壁溫度分布情況的必要信（xìn）息。綜合的模腔壓力傳感（gǎn）器探查冷（lěng）卻開始時體積測定式填充的位置。

因此，所有的信息都（dōu）可用於逐個周期地通過深入（rù）的算法來自（zì）動解答冷卻時間公式，把啟動脫模過程（chéng）的實際冷卻時間提供給注塑機。

在生產中證實的預期

在（zài）中間（jiān）時期，上述的方法也在一（yī）個大型ABS材料的外殼（ké）件（塑件重量（liàng）約1kg）上（shàng）被（bèi）測試。其表麵被鏡麵拋光（guāng），必須絕對地無缺陷。工藝的總周（zhōu）期時間為61秒，其中42秒被冷卻時間所占據。

平均模（mó）溫為62℃.在（zài）徹底的手工優（yōu）化以後，塑件可以在穩定的（de）冷卻時（shí）間下被做得有足夠的品質。冷卻（què）時間縮短到40秒的固定值把工（gōng）藝旋轉到了一個不確定的質量狀態。在不定期（qī）間斷（duàn）中，塑件表麵出現裂紋（圖3）。這是由（yóu）頂針所引起的，因為（wéi）塑件還沒有（yǒu）達到脫模點的正確（què）溫度。冷卻時間縮（suō）短2秒鍾使百分之百用（yòng）肉眼檢查（chá）塑件成為必要。

在穩定的72℃脫模溫度之下利用自動的冷卻時（shí）間計算，可以實現39.8-40.3秒之間的冷卻時間。在（zài）這種情況下，即使在較長的生產時間之內也不會出現裂紋。以這種方（fāng）式，與安全餘（yú）量相比，冷卻時間被（bèi）縮短5%。

圖3：沒有自動冷卻時間計算，在塑件（jiàn）上會偶爾出現裂紋

圖（tú）4：帶組合自動冷卻時間計算的SmartAmp載荷放大器

為了檢（jiǎn）查係統表現，平均（jun1）模（mó）溫被升高至70℃.現在該係（xì）統自動地增加（jiā）冷卻時間，在同樣72℃的溫度（dù）之下脫模。這個（gè）情況（kuàng）裏的塑件表麵也是完美無瑕的（de）。除了表麵性（xìng）能以外，還有更多針對塑件的測試參數。如果（guǒ）脫模溫度保持穩（wěn）定，它們停留在所需的（de）偏差範圍之內。

這（zhè）個例子表明，對於已被人工優化至極限的工藝（yì），冷卻時間的自動計算及可能最早的理想變形點可以獲得周（zhōu）期時間的進（jìn）一步縮短，同時保持最佳品質的通常狀態。