想把生產遷移至低工資國家的努（nǔ）力導致（zhì）注塑行業麵臨著愈來愈緊迫的成本壓力，這迫使加工業者盡可能快地推行降（jiàng）低成本的措施，例如（rú）新的生產工（gōng）藝、更（gèng）高的集成和（hé）物資供應上的變化。現在的生產也為節約（yuē）提供了可（kě）觀的空間。

一（yī）種途徑是周期時間，它可能（néng）超出最短可能值的40% 以上。這裏的原因存在於差勁的（de）模（mó）具熱學（xué）設計和過度的殘餘冷卻時間，這通常（cháng）是根（gēn）據（jù）估算（suàn）而主觀（guān）地預先設定的。機器操作者也常常加入一個安全餘量，以彌補工藝及模（mó）具偏差，例（lì）如溫度和控製波動，並（bìng）把生產放到（dào）一個（gè）穩（wěn）定狀態當中。但這常常是（shì）以不理想的周期時間為代價，所以是高成本的。

根（gēn）據（jù）模（mó）溫計算冷卻時間

冷卻（què）不僅直接影響在工藝成本，而且對質量也有著顯著的影響，這反過來又影響著生產效率。殘餘冷卻時間現在是作為固定值被輸入，無法彌補生產過程中偶爾發生（shēng）的幹擾，例如工藝（yì）、機器控製和材料的波（bō）動。結果是批量（liàng）生（shēng）產過程中扭曲、尺寸準確度、表麵質量和其它部件特（tè）性的變化。

為了解決這樣的問題，德（dé）國（guó）South-West-phalia理工大學（xué）、Kistler儀器公司和知名的加工企業聯合參與了一個研究項目，開發一種係統，脫模點不（bú）依賴（lài）於（yú）固定的周期時（shí）間，而是和塑件達到確定熱（rè）狀態的時候有關係。這個步驟不會再（zài）把冷卻時間保持穩定，而是（shì）模（mó）具的熱學性能。

通過測量塑件表麵溫度（dù）和模腔壓力，在工藝中逐個周期地確定出塑件的熱學狀態。殘餘冷卻時間被自動地（dì）計（jì）算出來，並被直接傳（chuán）送給機器（qì）控製裝。

此

工藝具有重要的優勢

• 因為不再有必要估算和輸入殘餘冷（lěng）卻（què）時間，所以試模和安裝時間縮短；

• 因為冷卻時間及（jí）周期時間被盡可（kě）能地保持（chí）短暫，所以經濟性方麵有了顯著的改

• 進； 因為脫模溫度穩定，所（suǒ）以塑件質量盡可能地維持穩定（dìng）。

用於綜合測量壓力和溫度的傳感器

理想的脫模溫度不僅（jǐn）是由所用塑料決定的，而且還由塑件形狀（zhuàng）所決定。因為皺縮和扭曲過程的複雜（zá）性（xìng），以及模壁和熔體溫度不能預先被準確地（dì）確定，所以不可能準確計算出注塑件的脫模溫度。

隻能根據來自原料生（shēng）產商（shāng）的引導值和製模商的經驗來進行估算，因（yīn）為在脫模時，以傳統壁厚（hòu），貫（guàn）穿塑件截麵的溫度不會（huì）完全相等，從塑件中間到外部總會有一個（gè）溫度梯度。

圖2：用模腔壓力和（hé）溫度綜（zōng）合感應器測（cè）得的工藝情況

所以，為了（le）確定理想的脫（tuō）模點，要利用（yòng）普通的冷卻時間公式（shì）。這實現（xiàn）了對殘餘（yú）冷（lěng）卻時（shí）間的理論計（jì）算。為了確定某一溫度下的脫模點，意味著模壁溫度和熔體溫度的塑料性能必須在冷卻過程開始時就已知了。

然而，如前所述，最後提到的兩個參數是未知的。當然，注塑周期中的熔體溫度可（kě）以在注塑周期中通過熱電偶被實驗性地獲取，熱電偶（ǒu）必須在每個周期被引入（rù）到模（mó）腔中。然而，這種溫度確定方法不適（shì）用於生產當（dāng）中，而主要被用於科學研究。

因此，為（wéi）了自動計算出批（pī）量（liàng）生產中的殘餘冷卻時間（jiān），有必要開發一種方法來準確確定模壁溫度分布情況和冷卻開始時也就是實（shí）際填模過程之後的熔體溫度。這需要應用（yòng）組合的溫度/壓力傳感器。

依靠這種特殊設（shè）計的感應器，溫（wēn）度測量在傳感器表麵進行，當熔體一（yī）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，傳感器精確地記錄模具溫度，並提供有關模壁（bì）溫度分布情況的必要信息。綜合的模腔壓力傳感器探查冷（lěng）卻開始（shǐ）時體積測定式填充的位置（zhì）。

因此，所有的（de）信息都可用於逐個周期地通過深入的算法來自動解答冷卻時間（jiān）公（gōng）式，把啟動脫模過程的實（shí）際冷卻（què）時間提供給注塑機（jī）。

在生產中證實的預期

在中間時期，上述的方法也在一個大型ABS材料的外殼件（塑件重量約1kg）上被測試。其表麵被鏡麵拋光，必（bì）須（xū）絕（jué）對地無缺陷。工藝的總周期時間為61秒（miǎo），其（qí）中42秒被冷卻時（shí）間所占據。

平均（jun1）模溫為（wéi）62℃.在徹底的手工優化以後，塑件（jiàn）可（kě）以在穩定的冷卻時間下被做得有足夠的品質。冷卻時間縮短到40秒的固定值把工藝旋轉到了一個不（bú）確定的質量狀態。在不定期間（jiān）斷中，塑件表麵出現裂紋（圖3）。這是由頂針所引起的，因為塑件還（hái）沒有達到脫模點的正確溫度（dù）。冷卻時間縮短2秒鍾使百分（fèn）之百用肉眼檢查塑件（jiàn）成為（wéi）必要（yào）。

在穩（wěn）定的72℃脫模溫度之（zhī）下利用自動的冷卻時間計算，可以實現39.8-40.3秒之間（jiān）的冷卻時間。在這種情況下，即使在較長的生產時間之內也不會出現裂（liè）紋。以這種方式，與安全餘量相比，冷卻時間被縮短5%。

圖3：沒有自動冷卻（què）時間計算，在塑件上會偶（ǒu）爾（ěr）出現裂紋

圖4：帶組合（hé）自動冷卻時間計算的SmartAmp載荷放大器

為了檢查係統表現，平（píng）均模（mó）溫被升高至70℃.現在該係統自動地增加冷卻時間，在同樣72℃的溫度（dù）之下脫模（mó）。這（zhè）個情（qíng）況裏的（de）塑件表麵也是完美（měi）無瑕的（de）。除了表麵性能（néng）以外，還有更多針對塑（sù）件的測試參數。如果脫模溫度保持穩定，它們停留在（zài）所需的偏差範圍之內。

這個（gè）例子表明，對於已（yǐ）被人工優化（huà）至極限的工藝，冷卻時間的自動（dòng）計算及可能最早的理想變形（xíng）點可以（yǐ）獲得周期時間的進一步縮短，同時保持最佳（jiā）品質的通常狀態（tài）。