想把生產遷移至低工資國家的（de）努力（lì）導致注塑行業（yè）麵臨著愈來愈緊迫的成本壓（yā）力，這迫使加工業者盡可能快地推行降低成本的措施，例如新的生產工藝、更高的集成和（hé）物資供應上的變化（huà）。現在的生產（chǎn）也為節（jiē）約提供了可觀的（de）空間。

一（yī）種途徑是周期時間，它可能超出最短可（kě）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（guò）度的殘餘冷卻時間，這通常是根據估算而（ér）主觀（guān）地預先設定的。機器操作者也常常加（jiā）入一個安全餘量，以彌補工藝及模具偏差，例如溫度和（hé）控製波動，並把（bǎ）生（shēng）產放到一個穩定狀態當中。但這常常是以不理想的周期時間為代價，所以是高成本的。

根（gēn）據模（mó）溫計算冷卻時間

冷卻不僅直接影響在工（gōng）藝成本（běn），而且對質量也有（yǒu）著顯著的影響，這反過來又影響著生產效率。殘餘（yú）冷卻時間現在是（shì）作為固定值被（bèi）輸入，無法彌補（bǔ）生產過程中偶爾發生的幹擾，例如工藝、機器控製（zhì）和材料的波動。結果是批量生產（chǎn）過程中扭（niǔ）曲、尺寸準確（què）度、表麵質（zhì）量和其它部件特性的變化。

為了（le）解決這樣的問題，德國（guó）South-West-phalia理工大學、Kistler儀器公司和知（zhī）名的（de）加工企業聯合參與（yǔ）了一個研究項目，開發一種係統，脫模（mó）點不依賴於固定的周期時（shí）間，而是和塑件達到確（què）定熱狀態的（de）時候有關係。這個步驟不會再（zài）把冷卻時（shí）間保持穩定，而是模具的熱學性能。

通（tōng）過測量塑件表麵（miàn）溫度和（hé）模腔壓力，在工藝中逐（zhú）個周期地（dì）確定出塑（sù）件（jiàn）的熱學狀態。殘餘冷卻時（shí）間被自動地計算（suàn）出來，並被（bèi）直接傳送給機器控製裝。

此（cǐ）

工（gōng）藝具有（yǒu）重要的優勢

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

• 因為冷卻時間及周期時間（jiān）被盡（jìn）可能地保持短（duǎn）暫，所以經（jīng）濟（jì）性方麵有了（le）顯著的改

• 進； 因為脫模溫度穩定，所以塑件質量盡可能地維持穩定。

用於（yú）綜合測量壓力和溫度的傳感器

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

隻（zhī）能根據來自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（tǒng）壁厚，貫穿塑件截麵的溫度不會完全相等，從（cóng）塑件中間到（dào）外（wài）部總會有一個溫度梯度。

圖2：用模腔壓力和溫度綜合感（gǎn）應器（qì）測得的工藝情況

所以，為了確定理想的脫模點（diǎn），要利用普通的冷卻時間公式。這（zhè）實現了對殘餘冷卻時間的理論計算。為了確（què）定某一溫度下的脫模點，意味著模壁溫度（dù）和（hé）熔體溫度的塑料性能（néng）必須在冷卻過程開始時就已知了。

然而，如前所述，最後提到的兩個參數是未（wèi）知的。當然，注塑周（zhōu）期中的熔體溫度可以在注塑周（zhōu）期中通過熱（rè）電偶被實驗性地獲取，熱電偶必須在每個周期被引入（rù）到模腔中。然而，這種溫度確定方法不適用於生產當（dāng）中，而主要被用於科學研究。

因此，為了（le）自動（dòng）計算出批量生產中的殘餘冷卻時間，有必要開發一種方法來準確確定模壁溫（wēn）度分布情況（kuàng）和冷卻開始時也就是實際填模過程之後的熔體溫度。這需要應用組合的溫度（dù）/壓力（lì）傳感器。

依靠（kào）這種特殊設計的感應器，溫度測量在（zài）傳感器表麵進行，當熔體一到達傳感器時，和（hé）熔體的接觸溫度就（jiù）被記錄下來（lái）。在此點之前，傳感器精確地記錄模具（jù）溫（wēn）度，並提供有關模壁溫度（dù）分布情況的必要信息。綜合的模腔壓力傳感（gǎn）器探查冷卻開始時體積測定式填充的（de）位置。

因此，所有（yǒu）的信息都可用於逐個（gè）周期地通過深入（rù）的算法來自動解答冷卻時間公式，把啟動（dòng）脫模過程的（de）實際冷卻時間（jiān）提供給注塑（sù）機。

在生產中證實的（de）預期

在中間時期（qī），上述的方法（fǎ）也在一個大型ABS材料的外殼件（塑件重量約1kg）上被（bèi）測試。其（qí）表麵被鏡麵拋（pāo）光，必須絕對地無缺陷。工藝的總周期（qī）時間（jiān）為61秒，其中42秒被冷卻時間所占據。

平均模溫為62℃.在（zài）徹底的手工優化以後，塑件可以在穩定的冷卻時間下被做得有足夠的品質。冷卻時間（jiān）縮短到40秒（miǎo）的（de）固定值把工藝（yì）旋轉到（dào）了一個不確定（dìng）的質量狀態。在（zài）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，因為塑件還沒有達到脫模點的（de）正確（què）溫度。冷卻時間縮短2秒鍾使（shǐ）百分之百用肉眼檢查塑件成為必要。

在穩定（dìng）的（de）72℃脫模溫度（dù）之下利用自動的冷（lěng）卻時間計算，可以實現39.8-40.3秒之間的冷卻時間。在（zài）這（zhè）種情況下，即（jí）使在較長的生產時（shí）間之內也（yě）不會出現裂紋。以這種（zhǒng）方式，與安全餘量相比，冷卻時間被縮短5%。

圖3：沒有自（zì）動冷（lěng）卻時間計算，在塑件上（shàng）會偶爾出現裂紋

圖（tú）4：帶組合自動冷卻時間計算的SmartAmp載荷放大器

為了檢查係統表現，平均模溫被升高至（zhì）70℃.現在該係統自動地（dì）增加冷卻時（shí）間（jiān），在同樣72℃的溫度之下脫模。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（yǒu）更多針對塑件的測（cè）試參數。如果脫模溫度保持穩定，它們停留在所需的偏差範圍之內（nèi）。

這個例子表明，對於已（yǐ）被人工優化至極限的工藝，冷卻（què）時間的自動計算及可能最早的理（lǐ）想變形點可以獲得周期時間的進（jìn）一步縮短，同時保持最佳品質（zhì）的通常狀態。