模具温度控制机

运水式模温机

模温机又叫模具温度控制机，最初应用在注塑模具的控温行业。后来随着机械行业的发展应用越来越广泛，现在模温机一般分水温机、油温机，控温精度可以达到±0.1℃。

机器简介

模温机在塑胶行业的运用比较普遍，主要作用是：

1、提高产品的成型效率；

2、降低不良品的产生；

3、提高产品的外观，抑制产品的缺陷；

4、加快生产进度，降低能耗，节约能源。

模温机在压铸行业的运用也有很大的空间，特别是在镁合金，铝合金的制造中，不平均或不适当的模具温度会导致铸件尺寸不稳定，在生产过程中顶出铸件变形，产生热压力、黏模、表面凹陷、内缩孔及热泡等缺陷。对生产周期也产生影响，如填充时间、冷却时间及喷涂时间都产生不稳定的变数。模具的寿命也会因受到过冷过热的冲击而导致昂贵的钢材产生热裂，加速其老化。

在现代化的工厂中，因应市场的竞争，节省人力，提高品质，降低成本的经营策略是刻不容缓的，模温机的使用，可使模具预热时间减少，成品表面质量提升及可完全自动化生产。提高模具寿命是提高生产力的必要手段。

温度控制机在其他行业的运用则是设备构成的必然条件，叫法也不同。在PVC 片材辊轮控温中叫油加热器，在挤出机设备中叫温控装置，在橡胶密炼机设备中叫温度控制系统或叫温控机，这些设备中基本上是一个先快速升温，然后是保温的过程。而在橡胶设备中升温后还需要长期执行一个降温冷却的过程。

工作原理

模温机由水箱、加热冷却系统、动力传输系统、液位控制系统以及温度传感器、注入口等器件组成。通常情况下，动力传输系统中的泵使热流体从装有内置加热器和冷却器的水箱中到达模具，再从模具回到水箱；温度传感器测量热流体的温度并把数据传送到控制部分的控制器；控制器调节热流体的温度，从而间接调节模具的温度。如果模温机在生产中，模具的温度超过控制器的设定值，控制器就会打开电磁阀接通进水管，直到热流液的温度，即模具的温度回到设定值。如果模具温度低于设定值，控制器就会打开加热器。

运水式模温机

特点

1、最高使用温度40℃-180℃，控温精度±1℃；

2、微电脑触摸式控制操作简单；

3、开机自动排气；

4、出水、回水温度显示；

5、模具回水功能（选购）；

6、不锈钢管路，减少管阴及锈垢；

7、故障显示，维修不用专业人员。

功能说明

普通水加热系列功率为6KW-30KW温度在30℃－120℃；

普通油加热系列功率为6KW-72KW温度在30℃－200℃；

高温水加热系列功率6KW-120KW温度在120℃－180℃；

高温油加热系列功率18KW-120KW温度在250℃－350℃。

运油式模温机

特点

1、温度控制器（如右图《温度控制器》所示）采用触模式内储、自动演算、精确可靠可控制在±2℃内，省电35%以上；

2、两组电热管，可单独使用或共同启用；

3、加温及冷却时间快速，温度稳定；4、电热筒等采用不锈钢材质；

5、安全保护及故障指示系统完善；

应用行业

应用领域，石油及化学工业：聚合、缩合、蒸馏、熔融、脱水、强制保温。

油脂工业：脂肪酸蒸馏、油脂分解、浓缩、酯化、真空臭等反应釜控温，反应釜加热。

合成纤维工业：聚合、熔融、纺丝、延伸、干燥。

纺织印染工作：热定型辊筒加热、烘房加热、染色。

非织造工业：无纺布。

饲料工业：烘干。

塑料及橡胶工业：热压、压延、挤压、硫化成型。

造纸工业：干燥、波纹纸加工。

木材工业：多合板、纤维板加压成型、层压板加热，热压板加热，油压机控温，木材干燥。

建材工作：石膏板烘干、沥青加热、混凝土构件养护。

机械工业：喷漆、印花烘干。

食品工业：烘箱加热，夹层锅加热。

空调工业：工业厂房及民用建筑采暖。

筑路工业：沥青熔化、保温。

制药工业：烘干。

轻工业：生产油墨、洗衣粉。

化工轻工：聚合、缩合反应、蒸馏、精馏、浓缩、蒸发、熔融

石油化工：合成、反应、蒸馏、精馏、加热、保温、储罐加热、重油加热

油脂：油脂分解、脱臭、脂肪酸蒸馏、加热、加氢反应、酯化

塑料橡胶：热压、压延、挤压、硫化成型

皮革行业：人造皮革加工

纺织印染：热定型、干燥、焙烘、蒸发、熔融

化纤纤维：聚合反应、熔融纺纱、织机加工、模压、热固、延伸、干燥

涂装油漆：油漆烘烤、干燥、高温固熔化、家电、车辆烘漆、涂装

汽车飞机：涂装烘漆、干燥、加热成型、高温粘结

木材加工：热压、干燥、木材加工及木制品（制材、家具）、人造板（中密度纤维板）、刨花板、胶合板、定向刨花板人造纤维板、层压板成型、木材干燥、木材烘干、胶合板、刨花板、中密度板、适用燃料（砂光粉、木粉、树皮、木块）

林产工业：热压、干燥、人造板、中密度纤维板、刨花板、定向刨花板、麦秸板、胶合板\u4eba造板饰面、木材加工、制材、实木地板、木材干燥、木制品、家具、实木地板　造纸印刷：波纹板加工、纸张加工、油墨生产加工、热熔融、干燥

建筑建材：沥青溶解、混凝土熟化罐、防水材料和油耗生产

水泥：燃料加热　碳素工业：沥青加热、保温、熔化、熔融、浸渍、混练、成型

公路交通：筑路机械、沥青加热、熔化、保温　市政公路筑路：沥青加热、熔化、保温

沥青加热：沥青加温、熔化

空调：暖气热源、采暖通风、辐射供暖

制药工业：医药保健

原子能工业：核燃料处理

金属加工：酸洗、电镀、涂装、油浴、热处理

电气：树脂浸渍、溶解、保温

电镀行业：镀锌、镀铬、镀银

计算方法

1.特殊的情况需进行计算：

A、求加热器功率或冷冻功率 KW=W×△t×C×S/860×T

W=模具重量或冷却水 KG

△t=所需温度和起始温度之间的温差。

C= 比热油（0.5），钢（0.11），水（1），塑料（0.45~0.55）

T=加温至所需温度的时间（小时）

B、求泵的大小

需了解客户所需泵浦流量和压力（扬程）

P（压力Kg/cm2）=0.1×H（扬程M）×α（传热媒体比重，水=1，油=0.7-0.9）

L（媒体所需流量L/min）=Q（模具所需热量Kcal/H）/C(媒体比热水=1 油=0.45)×△t（循环媒体进出模具的温差）×α×60

注意事项

选择模温机时，以下各点是主要的考虑因素：

1、泵的大小和功率；

2、内部管路的尺寸；

3、加热功率；

4、冷却功率力；

5、控制形式；

从已知的每周期所需散热量我们可以很容易计算冷却液需要容积流速，其后再得出所需的正确冷却能力，模温控制器的制造商大都提供计算最低的泵流速公式。表4.1在选择泵时是很有用，它准确地列出了不同塑料的散热能力。

以下决定泵所需要提供最低流速的经验法则：

若模腔表面各处的温差是5℃时，

0.75gal/min/kW @5℃温差或是

3.4151/min/kW @5℃温差

若模腔表面各处的温差是1℃，则所需的最低流速需要按比例乘大五倍即是3.75gal/min/kW 或是 17.031/min/kW。为了获得产品质量的稳定性，很多注塑公司都应该把模腔表面的温差控制在1－2℃, 可是实际上其中很多的注塑厂商可能并不知道这温差的重要性或是认为温差的最佳范围是5－8℃。

计算冷却液所需的容积流速，应使用以下的程序：

1．先计算栽一塑料/模具组合的所城要排走的热量：若

以前述的PC杯模为例，则实际需要散去的热量是：

一模件毛重(g)/冷却时间(s)=208/12=17.333g/s

PC的散热率是=368J/g或是368kJ/kg

所以每周期需要散去的热量=368×17.33/1,000=6.377kW

2．再计算冷却所需的容积流速：

按照上述的经验法则若模腔表面的温差是5℃时，流速=6.377×0.75=4.78gal/min或是=6.377×3.41=21.751/min 若模腔表现的温差是1℃则流速=4.78×5=23.9gal/min或是=21.75×5=108.731/min

3．泵流速的规定

为了得到良好的散热效果，泵的流速能力应较计算的结果最少大10%，所以需使用27gal/min或是120/min的泵。

4．泵压力的规定；

一般模温控制器的操作压力在2－5bar(29-72.5psi)，由于在压力不足的情况下会影响冷却液的容积流速（流动的阻力产生压力损失），所以泵的压力愈高，流速愈稳定。

对于冷却管道很细小的模具（例如管道直径是6mm/0. 236in），泵的压力便需要有10bar(145psi)才可提供足够的散热速度（即是冷却液速度）。

大体上冷却液的容积液速要求愈高，管道的直径愈少则所需要的泵输出压力愈大。所以在一般应用模温控制器的压力应超过了3bar(43.5psi). B、加热能力

图4.8是典型的加热计算表，提供了就模具重所需要的加热量。图4.8的计算用法下：

1．纵轴代表着模具的重量。

2．横轴代表着模具升温至所需温度的热量，单位是kW/hr。

3. 37℃－121℃的各温度斜线提供了模具重量和模温控制器的发热能力在相应温度下的关系。

例如我们可以从图查知：

1．把重量500kg的模具升温至50℃所需的加热能力是3.3kW/hr。

2．把重700kg的模具升温至65℃所需的别热能力是6.5kW/hr。

总的来说，加热能力愈强，则所需的升温时间，便相应地减少了（加热能力双倍，升温时间减少）。往往就是因为模温控制器的能力太低，引致模具不能达到最佳的温度状态。欲想知道模温控制器实际表现，我们可以比较它的实际的和计算的模具升温时间。

冷冻能力

模温控制器的冷冻线路的设计和组成零件对模温的精确控制致为重要。当模具或加温液的温度上升至设定值时，模温控制器必须能快速地及有效地避免温度继续上升，办法是引进另一较低温度的液体，其引进的控制由电磁阀负责。所以温度超驰的消除和稳定性取决于电磁阀的大小。

冷却电磁阀的孔径可用以下的公式计算：

冷冻能力(gal/min)=kW×3.16/△t

这里△t=模温控制器所设定的生产温度和冷冻水温度之差：kW=模具需要排走的热量

以下表列出了不同电磁阀孔径所能提供的容积流速：

电磁阀孔径容积流速

in mm gal/min 1/min

0.25 6.35 0.7 3.18

0.375 9.53 1.2 5.45

0.500 12.70 3.3 14.98

0.750 19.65 5.4 24.52

1.000 25.40 10.0 45.40

1.250 31.75 13.0 59.02

1.500 38.10 20.0 90.80

计算了冷冻能力后便可从以上表找出相应的电磁阀，如以下的例子：

PC杯模需要排走的热量是6.377kW

生产的设定温度是 90℃

冷冻水的温度是 18℃

△T=90－18=72℃

所以冷冻能力=6.377×316/72=0.28gal/min或1.271/min

从上表可知道孔径为6.35mm/0.250in的电磁阀可提供足够的容积流速，适宜使用于模温控制范围是±1℃的精确要求。电磁阀阀门的压力降影响着流速。上表的流速数值是基于1bar(14.5psi)的压力降。所以压力降愈高，冷冻水的流速愈快。电磁阀的典型的压力降是2bar(29psi)。 C、液体式模温加热控制系统

任何一台模温控制器的主要目的是把模具温度控制在（±2°F）的范围内。所以对于运行在模具管路间的液体的升温控制必须精确，否则模具温度控制的目的便不能达到了。

某些模温控制器的控制方法祗属于开/关形式，其工作原理是比较实际和设定的温度。倘若实际的温度比较设定的温度低很多，电热便全开，待实际温度达到设定值时，电热便被关上，由于开/关形式的控制产生了很大的实际正负温度偏差。这温度变化不单祗直接地影响着液体的温度，还间接地带给了模具很大的过度升降，不消说最后定必反映在成品的质量上。

所以我们应该使用PID（比例、积分、微分）形式的加热控制系统，它可以保证模具的温度控制维持在±1℃(±2°F)的范围内。

操作流程

一、启动前的检查

1、周围是否清洁无杂物，检查电源、加热器、控制器、压力表、泵浦等是否正常.

2、检查膨胀油箱油位是否在1/2－3/5 液位以上位置，液位感应器等是否正常.

3、接通控制柜电源，检查电压是否正常，检查指示灯及各显示仪表是否正常.

二、启动

1、启动导热油循环泵，启泵后正常循环0.5小时左右使压力平稳；

2、按加热启动按钮，观察加热是否正常；

三、停机操作

1、正常停机①逐步降低温度，停止加热；②待导热油温度降至70℃以下，停止导热油循环泵的运行；③关闭总电源，做好交接班记录。

2、紧急停机如果因紧急情况紧急停机时，应迅速关闭加热管，以便导热油自然冷却，防止过热。

四、注意事项

1、检查时应注意检查电加热导热油炉周围是否发生泄漏，附近应有配置足够的油类及电器类的消防器材，不准用水作为灭火剂；

选择适当的模温控制器

胡乱选购模温控制品可以随时带来20%利润的损失，所以我们在购置时必需详细考虑生产的需要，严格审定模温控制器各项的能力，才好作出决定。可惜人们常常忽略了这注塑技术极其重要的环节，往往在生产力和品质出了问题时才醒觉。

模温机中水温机与油温机的区别

水温机跟油温机最大的区别就是，而水温机是运水式模温机，油温机是运油式模温机。

什么是水温机？

水温机顾名思义，是以导热水作为传热媒介的模温机，通常也叫运水式模温机、水循环温度控制机、水加热器、导热水加热器。

超高温水温机(180℃)的产品特点：

1、电脑触摸式控制，操作简单易懂；

2、微电脑双组P.I.D温度控制表，触摸式内储、自动演算；

3、安全保护及故障指示系统完善；

4、组件使用年限长；

5、升降温速度快，温度精确稳定；

6、适合不同温控场所使用，节能效果明显；

7、不锈钢一体成型，管损小，加熟均匀；

8、开机自动排气功能。

在正常大气压下，水的沸点是100℃。因此，在不加压的情况下，水温机的控制温度只能小于等于100℃。而高温水温机在实际应用中，通过加大管路压力，可以将水温机的控温温度提高到180℃，从而扩大了水温机的应用范围。

什么是油温机？

油温机顾名思义，就是以导热油做为传热媒介的模温机。油温机自身设有一个储油箱，工作时导热油由储油箱进入系统，经循环泵打入到模具或其它需要控温的设备，导热油从被控温设备出来后，再返回到系统，周而复始。导热油同过加热器升温，当感温探头探测到的媒体温度达到设定值时，加热器停止工作。当温度低于设定值时，加热器开始工作，当温度达到设定值后，又停止工作。如此循环往复。

超高温油温机(350℃)的产品特点：

1、电脑触摸式控制，操作简单易懂；

2、微电脑双组P.I.D温度控制表，触摸式内储、自动演算；

3、安全保护及故障指示系统；

4、组件使用年限长；

5、升降温速度快，温度精确稳定；

6、独特的又功率加热设计，适合不同温控场所使用，节能效果明显；

7、不锈钢一体成型，管阻小，加热均匀；

8、开机自动排气功能；

9、模具回油温度检测表。

冷却方式

模温机的冷却方式分为直接冷却和间接冷却。间接冷却方式采用冷却回路与主回路分开，而直接冷却方式，冷却回路直接参与到主回路中。运水式模温机通常采用直接冷却方式。而运油式模温机，由于加热过程中，水和油不能参杂在一起，所以都采用间接冷却方式，其做法通常采用板式交换器进行冷却。

高温运水式模温机由于温度通常使用在160℃以上，因此，内部主管路循环的都为高温蒸汽，此时内部管路压力比较大，若使用直接冷却的方式，需要外部水压大于内部主管路水压才能进入主管路冷却。此种方法易产生危险。所以高温水式模温机也多采用间接冷却方式。

直接冷却的优点和缺点：直接冷却只能用于温度较低的场合，但采用直接冷却的方式降温速度快。

间接冷却的优点和缺点：间接冷却适用于高温模温机，但是热交换速度慢，热量会在热交换中散失。因此,当介质的实际温度与设定值偏差较大时，我们采用冷却能力较大的直接冷却方式。

模温机保养

1. 购买了新的模温机，在使用前请检查冷却水是否流通，防止因冷却水不足而对模温机产生损坏。我们要保持模温机的工作环境清洁，避免灰尘，这样可以大大延长模温机电器元件的使用寿命。

2. 新的模温机，我们要根据使用的导热媒介做出不同的保养的措施。对于媒介是水的，我们要保持水源的清洁，这样不容易结垢，还可以防止管路堵塞。对于媒介是油的，我们要根据使用温度，定期更换，对于200℃以上的，我们要定期一两个月更换一次，而200℃以下的，我们则可以一个季度左右更换一次，这样就很好避免了温度加不上的问题。

3. 在管路方面，我们要根据泵浦和压力的关系，来判断管路是否有堵塞的现象，如果压力过小，我们可以把发热管取出并用工具清理，特别是系统入口的过滤器网罩，最好一个月清洗一次。

4. 定期检查模温机水泵和油泵是否漏油，有需要的话，泵轴封也可以定期更换。

5. 电器元件上，我们可以根据元件的使用寿命适时地更换，定期地测试，以保障安全。

应用

1、注塑模具的热平衡控制注塑机和模具的热传导是生产注塑件的关键。模具内部，由塑料(如热塑性塑料)带来的热量通过热辐射传递给材料和模具的钢材，通过对流传递给导热流体。另外，热量通过热辐射被传递到大气和模架。被导热流体吸收的热量由模温机来带走。

2、控制模具温度的目的和模具温度对注塑件的影响注塑工艺中，控制模具温度的主要目的一是将模具加热到工作温度，二是保持模具温度恒定在工作温度。以上两点做的成功的话，可以把循环时间最优化，进而保证注塑件稳定的高质量。模具温度会影响表面质量，流动性，收缩率，注塑周期以及变形等几方面。

模具温度过高或不足对不同的材料会带来不同的影响。对热塑性塑料而言，模具温度高一点通常会改善表面质量和流动性，但会延长冷却时间和注塑周期。模具温度低一点会降低在模具内的收缩，但会增加脱模后注塑件的收缩率。而对热固性塑料来说，高一点的模具温度通常会减少循环时间，且时间由零件冷却所需时间决定。此外，在塑胶的加工中，高一点的模具温度还会减少塑化时间，减少循环次数。

3、有效控制模具温度的预备条件温度控制系统由模具、模温机、导热流体三部分组成。为了确保热量能加给模具或移走，系统各部分必须满足以下条件：首先是在模具内部，冷却通道的表面积必须足够大，流道直径要匹配泵的能力(泵的压力)。型腔中的温度分布对零件变形和内在压力有很大的影响。合理设置冷却通道可以降低内在压力，从而提高了注塑件的质量。

它还可以缩短循环时间，降低产品成本。其次是模温机必须能够使导热流体的温度恒定在1℃-3℃的范围内，具体根据注塑件质量要求来定。第三是导热流体必须具有良好的热传导能力，最重要的是，它要能在短时间内导入或导出大量的热量。从热力学的角度来看，水明显比油好。

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