第一位的是理解与传热有关的部件——从热塑料部件到工具钢——的热性能,最后才是对冷却介质的理解。不同塑料制品的热含量以及不同类型模具材料(钢材、合金,等等)的传热率有很大的差别,这一点没有得到普遍认识。
毫无疑问,模具冷却最重要的并且完全在我们控制之中的一点是冷却剂的流速。回忆一下热传导率图表,水(静止的)传热效率不及P20钢的1/50。因此,水在热传输问题上是一个限制因素。然而,流动着的水因为湍流有相当好的传热性能。湍流使得冷却剂能够混合并能把热量从冷却通道驱散。湍流可以从雷诺数计算而得。这是一个以通道直径、冷却剂速度和冷却介质粘度为基础的没有单位的值。大于5,000表示湍流和优秀的传热性能。湍流越多,传热效率越好。
GPM——或者局部冷却剂壁流速度——是优化模具冷却最重要的因素,这一点是已经确认了的。那么,是什么阻碍着对GPM的优化?答案是压降。流道中任何不必要的限制都能降低GPM。每一个软管接头、弯管、扭接软管、软管过长等等,都能构成压力损失的因素,因此,降低了GPM。限制物和压降太多会使GPM接近于0。一旦流量达到如此地步,再也不会有湍流产生,热量传输会大幅度降低。要平衡输出、输入能量,回流冷却水温度要上升。由于部件两侧的温度变量过大,这个增量会引起部件尺寸不稳定。
既然限制物影响GPM,如果某天工具和好的模具调节器连接,另一边与不同直径的软管连接,再一天与不同长度的软管连接,那么,GPM每天都要变化。湍流变化、热传输变化、冷却效率变化——最终会慢慢地影响部件质量。
而且,既然限制物应该保持为最少以保证GPM为最大,那么,应该把这些最小量的限制物只布置在腔体和型芯里,这是一条很好的规则。这些部位是湍流最大位置之所在,也是使用限制物最少的结果。在不需要热传输的部位比如联轴器、减压器等形成湍流是没有意义的而且这还会消耗泵的功率。