想把生產遷移至低工資國家的努力（lì）導致注塑行（háng）業麵臨著愈來愈緊迫的成本壓力，這迫使加工業者盡可（kě）能快地推行降低（dī）成本的措施，例如新的生產工藝、更高的集成和物資（zī）供應上的（de）變化。現在（zài）的生產也為節約提供了可觀的空間。

一種途徑是（shì）周（zhōu）期（qī）時間，它可能超出最短可能值的40% 以上。這裏的原因存在於差勁的模具熱學設計和過度的殘餘冷卻時間，這通常（cháng）是根據估算而主觀地預先設定的。機器操（cāo）作者也常常加入一個安全餘量，以彌（mí）補工藝及模具偏差，例如溫度和控製波動，並把生產放到一個穩定狀態當中。但這常常是以不理想的周（zhōu）期時間為代價，所以（yǐ）是高成本的。

根據模溫計算冷卻時間

冷卻不僅直接影響在工藝成本，而且對質量也有著顯著的影（yǐng）響，這反過來（lái）又（yòu）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（wú）法彌補生產過程中偶爾發生（shēng）的幹擾，例（lì）如工藝、機器控製和材料的波動。結（jié）果是批量生產過程中扭曲、尺寸準確度、表麵質量和其它部件特性的變化。

為了解決這（zhè）樣的問題（tí），德國South-West-phalia理（lǐ）工大學、Kistler儀器公司和知名的（de）加工企業聯合參與了一個研（yán）究（jiū）項目，開發一種係（xì）統，脫模點不依賴（lài）於固定的（de）周期時間，而是和（hé）塑件達（dá）到確定熱狀（zhuàng）態的時候有關係。這個步驟（zhòu）不會再把冷卻時間保持穩定，而是模具的熱學性能。

通過測量塑件表麵溫度和模（mó）腔（qiāng）壓力，在工藝中逐個周期地確定出塑件的熱學（xué）狀態。殘餘冷卻時間被自動地計算出來，並被（bèi）直接（jiē）傳送給機器控製裝。

此

工藝具有重要的優（yōu）勢

• 因為不再有必要估算（suàn）和輸入殘餘冷卻時間，所以試模和安裝時（shí）間縮短；

• 因為冷（lěng）卻時間及周期時間被盡可能地保持短（duǎn）暫，所以經濟性方麵有了顯著（zhe）的改

• 進； 因為脫模溫度穩定，所以塑件（jiàn）質量盡可能地維（wéi）持穩定。

用於綜合測量壓力和溫度的傳感器

理想的脫模溫度不僅是由所用塑料決定的，而且還由塑件形狀所決（jué）定。因為皺縮和扭曲過程的複雜性，以及模壁和熔體溫度不能（néng）預先被（bèi）準（zhǔn）確地確定，所以不可能（néng）準確計算出注塑（sù）件的脫模溫度。

隻能根據來自（zì）原料生產商的引導值和製模商的經驗來進行估算（suàn），因為在脫模時，以傳統壁厚，貫穿塑件截麵的溫度（dù）不會完全相（xiàng）等（děng），從塑（sù）件中間到外部總會有一個溫度梯度。

圖2：用模腔壓力和溫度綜合（hé）感應器測得的工藝情況

所以，為了確定理想的脫模點，要利用普通的冷卻時間公式。這實現（xiàn）了對殘餘冷卻時間的理論計算。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（xìng）能必須在冷卻過（guò）程開始時就（jiù）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以在注塑（sù）周期中通過熱電偶（ǒu）被實驗性地獲取，熱電偶（ǒu）必須在每個周期被引入到（dào）模腔中。然而，這種溫度確定（dìng）方法不適用於生產當中，而主要被用於科學研究。

因此，為（wéi）了自動計算出批量生（shēng）產中的殘餘冷卻時間，有（yǒu）必要開發一種方法來準（zhǔn）確（què）確定模（mó）壁溫度分布情況和冷卻開（kāi）始時也就是（shì）實際填模（mó）過程（chéng）之後的（de）熔體溫度。這需要應（yīng）用組合的溫度/壓力傳感器。

依靠（kào）這種特殊設計的（de）感應器，溫度測量在傳感器表麵進行，當熔體一到達傳感器時，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（jì）錄模具溫度，並提供有關模壁溫度分布情況的（de）必要信（xìn）息。綜合的（de）模腔壓力傳（chuán）感器探查冷卻開始時體積測定式填充的（de）位置。

因此（cǐ），所有的信息都可用於逐個周期地（dì）通過深入的算法來自動解答冷卻（què）時間公（gōng）式，把（bǎ）啟動脫模過程的實際冷卻（què）時（shí）間提供給注塑機。

在生（shēng）產中證實的預期

在中間時（shí）期，上述的（de）方法（fǎ）也在一個大型ABS材料的外殼（ké）件（塑件重量約1kg）上被測試。其表麵被鏡麵拋光，必須絕對地無缺（quē）陷（xiàn）。工藝的總周期（qī）時間為61秒，其中42秒（miǎo）被冷卻時間所占據。

平均模溫為62℃.在徹底的（de）手工優化以後，塑件可以在穩定的冷卻時間下被做得有足夠（gòu）的品質。冷（lěng）卻時（shí）間縮短（duǎn）到40秒的固定值把工藝旋轉到了一個不確定的質（zhì）量狀態。在不定期間斷中，塑件表麵出現裂紋（圖3）。這是由頂針所引起的，因為塑件還沒有（yǒu）達（dá）到脫模（mó）點的正確溫度。冷卻時間縮短2秒鍾使百分之百用肉眼檢查塑件成為必（bì）要。

在穩（wěn）定（dìng）的72℃脫模溫度之下利用自動的冷卻時間（jiān）計算，可以實現39.8-40.3秒之間的冷卻時間。在這種情況下，即使在較長的（de）生產時間之內（nèi）也（yě）不（bú）會出現裂紋。以這（zhè）種方式，與安全餘量相比，冷卻時間被縮短5%。

圖3：沒有自動冷卻時間計算，在塑件上會偶爾出（chū）現裂紋

圖4：帶組合自（zì）動冷卻時間計算的SmartAmp載荷放大器

為了檢（jiǎn）查係統表現（xiàn），平均模溫被升高至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。這個情況裏的塑件表麵也是完美無瑕的。除（chú）了表麵性能以外，還有更多針對塑件的測試參數。如果脫模溫度保持穩定，它們停留在所需的（de）偏差範圍之內。

這個例子表明，對於已被人工優化至（zhì）極限的工藝，冷卻時間的自動計算及可（kě）能（néng）最早的理（lǐ）想變形點可以獲（huò）得周期時間的進一步縮短（duǎn），同時保持最佳品質的通常（cháng）狀態。