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1 概述

模压成型工艺是塑性材料最常见、历史最悠久的成型方法之一，并且是研究材料性能最常采用的一种工艺方法。它具有成型装置简单、设备投资小、模具结构简单等特点，在机械化、自动化生产高度发达的今天，仍是一种最为普及的生产手段之一。然而，进行压缩模塑成型的模具设计能参考的文献除了教科书、几位前辈所著的专著、模具设计图例以外，少有人总结模具设计中的关键技巧。

模具的加热、保温与冷却及装夹结构是复合材料模具设计不可或缺的一部分。结构设计直接影响到产品的外观及内在质量均匀性，同时还影响产品的成型效率。

2 加热、保温与冷却设计

2.1 加热管的设计要求

钢制加热是几乎所有塑料成型模具设计必须采用的加热手段，可设计为单向接线、双向接线等多种形式，材质上可采用有缝管、无缝管、不锈钢管等，特点是热损失小、热效率高、排线简单，可根据需要设计为220V或380V，接线为式灵活多样。但由于其材料和加工工艺的限制，模具设计中要注意它向身特点。

（1）加热管在两端通常有较长的冷端，并不能起到加热的作用。

（2）加热段的功率设计尽量不超过10瓦特／厘米的限制。如30厘米长的加热管，功率尽可能不要超过300瓦。如果设计功率超过这个限制，加热管表面负荷较高，钢管易氧化腐蚀，造成短路。

（3）对于温度高于250℃的模具设计，采用加热管有一定难度。

我曾经利用加热管升温达到420℃，但是这种成型温度对加热管质量要求较高，需要经常检查电路的通畅与短路与否。因为这种条件下加热管、接线端子、连接用的铜线、钢片等介质非常易于氧化，从而导致断路。因此对电传输介质需要进行特殊处理，尽量避免使传导电线暴露在空气中，延长导线的使用寿命。

烙铁芯通常也被作为模具加热管的一种，特点是单位长度功率高（通常直径10mm，长8cm规格的烙铁芯可以达到150瓦的输出功率），耐用，安全性好，不易形成击穿短路，可以通过钻盲孔来埋设，缺点是难以定制设计，拆换时易碎、断。

电路设计中不可缺少保险、空气开关等保险措施，操作地由要保持干净整洁，绝缘良好，操作中勤于检查电气故障，防止不必要的危险。

2.2 加热管的安装钻孔

从传热角度上理解，加热管的安装要与模具表面尽可能贴合，以利于加热管的热量尽快传递到模具上。而实际上加热管与模具并没有多大接触面积，传热的本质是辐射，传导是次要的。因此大部分用于模具安装的加热管表面都涂有增强红外辐射的涂层，同时也采用限制设计功率（10瓦特／厘米）的办法以增长加热管的使用寿命。

因此在加工加热管孔时，尤其是长加热管孔的加工没必要设计太小的配合间隙，有效的设计方法是在孔的两端尽可能能与加热管严密配合，可以采用填塞、封堵或设计挡片等办法。这种做法可以有效减小加热管的散热面积以及辐射热量的损失。

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