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

一種途徑是周期時間，它可能（néng）超出最短可能值的40% 以（yǐ）上。這裏的原因（yīn）存在（zài）於差勁的模具熱學設計和過度的（de）殘餘冷卻時間，這通常是根據估算而主（zhǔ）觀地預先設定（dìng）的。機（jī）器操作（zuò）者也常常（cháng）加入一個（gè）安全餘量，以（yǐ）彌補工藝及模具偏差，例如溫度和控製波動，並把生產放（fàng）到一個穩定狀態當中。但這常常是（shì）以不理想的周期時間（jiān）為代（dài）價，所以是高成本的。

根據模溫計算冷卻時間

冷卻不僅直（zhí）接影響在工藝成本，而且對質（zhì）量也有著顯著的影響，這反過來（lái）又影響著生產效率。殘餘冷卻時間現（xiàn）在是作為固定值被輸入（rù），無法彌補生產過程中偶爾（ěr）發生的幹擾，例如工藝、機器（qì）控製和材料的波動（dòng）。結果是批量生產（chǎn）過程中扭曲、尺寸準確度（dù）、表麵質量和其它部件特性的變化。

為了解決這樣的問題，德國South-West-phalia理工大學、Kistler儀器公司和知名的加工企業聯合參與了（le）一個研究（jiū）項目，開發一（yī）種係統，脫模點不依賴於固定的（de）周期時間，而是和塑（sù）件達到確（què）定熱狀態的時候有關係。這個步驟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（wēn）度和模腔壓力，在工藝中逐個周期地確定出塑件的熱學狀態。殘餘冷卻時間（jiān）被自動地計（jì）算出來，並被直接傳（chuán）送給機器控製（zhì）裝。

此

工藝具有重要的優勢

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

• 因為冷卻時間及周期時間被盡可能地保持短暫，所以經濟性方麵（miàn）有了顯著（zhe）的改（gǎi）

• 進； 因為脫模溫度穩定，所以塑（sù）件質量盡可能地維持穩定（dìng）。

用於綜合測量壓（yā）力和溫度的傳感器

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

隻能根（gēn）據來自原料生產商的引導值和製模商的經驗來進行估算，因為在（zài）脫模時，以（yǐ）傳統壁厚，貫穿塑件截麵的溫度不會完全相等，從塑件中間到外（wài）部總會有一個溫度（dù）梯度。

圖2：用模腔壓力和溫度綜合感應器測得的工藝情況

所（suǒ）以，為了確定（dìng）理想的脫（tuō）模點（diǎn），要利用普通的冷卻時間公（gōng）式。這實現了對（duì）殘餘冷卻時間（jiān）的理論計算。為了確定某一溫度（dù）下的脫模點，意味（wèi）著模壁溫度（dù）和熔（róng）體溫度的塑料性（xìng）能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知的。當然，注塑周期中的熔體溫度（dù）可以在（zài）注塑（sù）周期中通過熱電偶被實驗性地獲（huò）取，熱電偶必須在每個周期被引入到模（mó）腔中。然而，這種溫度確定方法不適用於（yú）生產當中，而（ér）主要被用於科（kē）學研究。

因（yīn）此，為了自動計（jì）算（suàn）出批量（liàng）生產中的殘餘冷（lěng）卻時間，有必要開發一種方法來準確確定模壁溫度分布（bù）情況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/壓力傳感（gǎn）器。

依靠這種特殊設計的感應器（qì），溫度（dù）測量在傳（chuán）感器表麵進行（háng），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，傳感器精確地記錄模具溫（wēn）度，並提（tí）供有關模壁溫度分布情（qíng）況的必要信息。綜合的模（mó）腔壓力傳感器探查（chá）冷卻（què）開始時體積測（cè）定式填充的位置。

因此，所有的信息都可用於逐（zhú）個周（zhōu）期地通過深入的算法來自動解答冷卻（què）時間公式，把啟動脫模過程的（de）實際冷卻時間提供給（gěi）注塑機。

在生產中（zhōng）證實的預期

在中間時期，上述的方法也在一個大型ABS材料的外殼件（jiàn）（塑件重量約1kg）上被測試。其表麵被鏡（jìng）麵拋光，必須絕對地無缺陷。工藝的總周期時間為61秒，其中42秒被冷卻時間所占據。

平均（jun1）模溫為62℃.在徹底的手工優化以後，塑件可以在穩定的冷卻時（shí）間下被做得有足夠的品質。冷卻時間縮短到40秒的（de）固（gù）定值把工藝旋轉到了一個不確定的質量狀態。在不（bú）定期間斷中，塑件（jiàn）表麵出現裂紋（圖3）。這是由頂針所引起的，因（yīn）為（wéi）塑件還沒有達到脫模（mó）點的正確溫度。冷（lěng）卻時（shí）間縮短2秒鍾（zhōng）使百分之百用肉眼檢（jiǎn）查塑件成為必要。

在穩定的（de）72℃脫模（mó）溫度之下利用自動的冷卻時間計算，可以實現39.8-40.3秒之間的冷卻（què）時間。在這種情況下，即使在較長的生產時間之內也不會出現裂紋。以這種方式，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，在塑件上會偶爾出現裂紋

圖4：帶組合自動冷卻時間計算的SmartAmp載荷放大器

為了檢查係（xì）統表現，平均模溫被升高至70℃.現在該係統自動（dòng）地增加冷卻時（shí）間，在同樣72℃的溫度之下脫（tuō）模。這個情況裏的塑件表麵也是完美無瑕的（de）。除了表麵性能以（yǐ）外，還有更多針對塑件的（de）測試參數。如果脫模溫度保持穩定，它們停留在所需的偏（piān）差（chà）範圍之內。

這個例子表明，對（duì）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能最早的理想變形點可以獲得周期時間的進一步縮短，同時保持最佳品質的通常狀態（tài）。