注塑成型中的热力学：它是什么以及它为何 如此重要？

热力学不仅仅是一个花哨的词汇，它对于确保高效注塑成型过程至关重要。在我们深入了

解为什么它很重要之前，让我们回顾一些定义以免产生误会。 

几个定义 

热力学: 处理热量和其他形式能量的物理学。 

导热系数 (Tλ): 热量可以通过材料传导的速率。表2提供了成型中常见物质的一般范围。 

热膨胀: 在给定温度下材料会膨胀多少。 

比热 (Cp): 将单位质量的给定物质温度升高一定量所需的热量。 

收缩率: 冷却时热塑性塑料会收缩的量。 

热力学的工作方式 

机器通过螺杆旋转将能量施加到材料中以迫使颗粒从固态变为熔融态，然后在模具中反转

这一过程。 

如果塑料中输入太多能量，则存在很大的降解可能性。相反，如果能量不足，我们可以在

成型部件中看到未完全熔化的颗粒。塑料专业人员可以在储料过程中改变螺杆转速与背压

，这将影响输入塑料的能量。他们必须明白，并非所有聚合物都以相同的速率熔化，有些

聚合物对热非常敏感。 

大部分成型周期（接近80％）是等待塑料达到足够低的温度，使其刚性足以承受顶出

力。该工作的主力就是模具。 

模具金属的导热性也很关键。并非所有金属都以相同的速率传递热量，不锈钢非常差，铜

合金非常好。 

由于塑料传递热量的能力，只有约40%的能量从零件中释放出来。随着成型周期增加，塑

料随着时间的流逝越来越成为热绝缘体，使得去除热量变得越来越困难。 

如果热量过多怎么办？ 

当运行大型模具并且温度非常高时，必须进行热膨胀计算，以确保在运行温度下运动部件

之间有足够的间隙。通常，模具越大，温度越高，就越需要关注。如果模具包含针阀浇口

的热流道系统，则必须解决工作温度下的热膨胀问题，否则模具可能严重损坏。 

冷却如何工作？ 

理解如何从模塑零件中去除能量也是至关重要的。一种传热方法是通过模具周围的空气对

流，但这不是非常有效。还可以通过水通道除去热量。在通道中实现湍流以提高水传递热

量的能力非常重要。如果计算出雷诺数，就可以确定水流是层流还是湍流。 

结论 

热力学只是成为塑料专业人士需要掌握的六个注塑成型领域之一。我们最新的白皮书将为

您提供所有相关内容。