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注塑模具冷卻能力對塑料產(chǎn)品注塑節拍有著(zhù)至關(guān)重要的作用，隨著(zhù)生產(chǎn)節拍的加快，就必須提高模具的冷卻效率，降低零件頂出溫度。正常注塑模具影響冷卻效率的3個(gè)工藝參數是：水路溫度，水路壓力，水路直徑尺寸，由于前兩個(gè)因素可以作為工藝條件來(lái)進(jìn)行設定，容易調整，但是水路直徑必須在開(kāi)模確定，必須通過(guò)實(shí)驗設計選取合理的值。

均勻分散性使試驗點(diǎn)均衡地分布在試驗范圍內，其原則是通過(guò)回歸方程來(lái)分析及預測，并在預測后用實(shí)驗來(lái)驗證，從而找到真正的最優(yōu)條件。基于以上優(yōu)點(diǎn)所以選用均勻設計來(lái)進(jìn)行冷卻效果的實(shí)驗設計。

選取一套PP門(mén)板本體模具，針對3因素4水平進(jìn)行設計均勻試驗，通過(guò)MoldFlow分析計算各方案零件75度頂出時(shí)的冷卻時(shí)間。

使用DPS軟件進(jìn)行3因素4水平的均勻設計實(shí)驗方案，選取實(shí)驗數量為8個(gè)，方案如表1所示。

PP材料選用Basell787，通過(guò)MoldFlow計算，其結果如表2;使用軟件中的均勻設計回歸分析可以針對上述實(shí)驗得到因素顯著(zhù)水平如表3。

由于p<0.001，則結果是很高的顯著(zhù)。表明在這個(gè)模具中冷卻效率和水溫及管徑有關(guān)，而和水壓關(guān)系不大。其回歸公式(1)方程所示。

其中v、ρ、η分別為流體的流速、密度與黏性系數，D為管徑。臨界雷諾數與流場(chǎng)的參考尺寸有密切關(guān)系。一般管道流雷諾數Re<2100為層流狀態(tài)，re>4000為湍流狀態(tài)，Re=2100～4000為過(guò)渡狀態(tài)。水流達到紊流狀態(tài)后就會(huì )有很好的冷卻效果。以N1因子為例模流分析結果，可以看到雷諾數為：9530，已經(jīng)遠超4000的標準點(diǎn)。

為了驗證在10s冷卻時(shí)間下，當水流達到紊流狀態(tài)后再提高水壓對，對制品冷卻幫助不大，模具試制時(shí)特地將一臺冷水機增加變頻泵;冷水機的初始壓力為2bar變頻可調范圍為2bar。為了精確測量零件表面溫度，在制品頂后，立刻使用紅外相機測量溫度，5個(gè)區域的溫度(見(jiàn)圖2)。在17℃，22℃，27℃三個(gè)水溫下，選取2bar，3bar，4bar3種水壓在相同注塑工藝下，進(jìn)行零件注塑;溫度測量數據(圖3)。

從數據中可以看到不同水溫下零件頂出溫度有區別，但是水壓的影響很小;故證明當水壓大于2bar后，水流已經(jīng)進(jìn)入紊流狀態(tài)，在水路管徑確定，不同溫度下，即使提高水壓，也不會(huì )顯著(zhù)提高模具的冷卻效率。

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