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ヒートパイプによる成形金型の加熱·冷却システムの研究

机译：热管用加热和冷却系统研究

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摘要

樹脂材料の射出成形において，可塑化シリンダで溶融された樹脂は，高速·高圧で金型内に充填される．この時，樹脂材料は金型と接触する表層付近で急峻な速度分布を持つため大きな分子配向を生じる．また，急速な冷却による材料の温度低下は，圧力損失の増加や流動の会合部における表面性状の低下（いわゆるウェルド）をもたらす．これらの問題に対し，樹脂充填に先立ち金型温度を急速に上昇させて充填時の樹脂温度低下を防ぎ，その後は速やかに金型温度を低下させて樹脂材料を冷却固化させる手法が採用されるようになってきている．通常，熱慣性の大きな金型の温度を上下させると，プロセスのサイクル低下につながり生産性の低下を招くため，加熱や冷却に際して大きな熱流束が得られる手法が採用される．すなわち加熱時には，発熱密度の高い電気ヒーターの使用やその配置の工夫，あるいは蒸気による加熱などが挙げられる．これに対し，冷却時はほとhどの場合において，冷却配管による強制対流冷却が採用されている．一方，筆者らは加熱時に作動流体の凝縮熱伝達による大きな熱流束を利用するとともに，冷却時には伝熱面近傍の圧力を外部の負圧チャンバにより低下させ，沸騰熱伝達により急速に冷却する手法を検討した．しかし上記で述べた手法はいずれも，金型の加熱と冷却に要するエネルギー授受が独立しており，エネルギー有効利用の観点からは無駄の多いプロセスと考えられる．そこで本報では，加熱および冷却を必要とする一対の金型をヒートパイプで接続し，両者の間で熱輸送を行うことを提案する．その上で，樹脂材料の射出成形プロセスに供する金型温度の制御システムとしての有効性を実験的に検討し，その基本的な特徴を明らかにする．
机译：在树脂材料的注射成型中，用塑化圆筒熔化的树脂以高速和高压填充在模具中。此时，树脂材料产生大的分子取向，因为它在与模具接触的表面层附近具有尖锐的速度分布。另外，由于快速冷却导致材料的温度降低导致表面性质（所谓的焊缝）的降低，在压力损失和流动序列增加。对于这些问题，采用一种方法来防止填充和防止填充树脂迅速填充的树脂温度时的树脂温度降低，然后降低模具温度以冷却并固化树脂材料。它是未来。通常，提高大热惯性的温度，导致由于生产率降低，由于生产率降低，并且采用了在加热和冷却时获得大热通量的方法。也就是说，在加热时，使用具有高发热密度的电加热器和其布置，或者通过蒸汽加热等。另一方面，在冷却时，采用冷却管进行强制对流冷却。另一方面，作者通过在加热时通过工作流体的冷凝传热使用大的热通量，在冷却时，通过外部负压室降低压力，以及快速冷却的过程通过沸腾传热研究。然而，上述所有方法都与模具的加热和冷却所需的能量无关，并且从能量有效利用的观点来看，被认为是浪费的过程。因此，在本报告中，我们建议需要加热和冷却的一对模具与热管和两者之间的热传输连接。然后，实验检查用于树脂材料的注射成型过程的模具温度控制系统的有效性，以阐明其基本特性。

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