Influence of scale deposition on maintenance of injection molds

The cooling system of an injection mold serves a substantial role in the process of plastic injection. It is responsible for efficient dissipation of heat from the injection mold, generated by the plasticized material which during the injection phase is introduced into the mold. Apart from rapid heat dissipation, it is important to achieve uniform distribution of temperatures on the surface of the molding cavity. This study focuses on the phenomenon of lime scale deposition in injection mold cooling systems. Lime scale deposition results in reduction of the cooling canal’s section diameter, as well as a clear reduction in cooling efficiency due to its lowered thermal conductivity. The study specifies the influence of many factors (geometry of the cooling system and molded piece, coolant temperature, type of plastic material) on the utilization of the injection mold as a result of the occurrence of lime scale in the cooling system. The conducted numerical simulations have allowed to account for the impact of the deposit layer’s thickness on the distribution of temperatures on the molding cavity’s surface, the average injection mold temperature, as well as the time required to solidify the plastic material products.

Układ chłodzenia formy wtryskowej odgrywa niebagatelną rolę w procesie wtryskiwania tworzyw sztucznych. Odpowiada on za sprawny odbiór ciepła z formy wtryskowej dostarczonego przez uplastycznione tworzywo, które w fazie wtrysku jest wprowadzone do formy. Oprócz szybkiego odbioru ciepła istotne jest, aby rozkład temperatury na powierzchni gniazda formującego był równomierny. W niniejszej pracy skupiono się na zjawisku osadzania się kamienia w układach chłodzących form wtryskowych. Kamień powoduje zarówno zwężenie przekroju kanału chłodzącego, jak i wyraźny spadek wydajności chłodzenia ze względu na jego niską przewodność cieplną. W pracy określono wpływ wielu czynników (geometria układu chłodzenia oraz wypraski, temperatura cieczy chłodzącej, rodzaj tworzywa) na eksploatację formy wtryskowej w wyniku pojawienia się kamienia w układzie chłodzącym. Przeprowadzone symulacje numeryczne pozwoliły uwzględnić wpływ grubości warstwy osadu na rozkład temperatury na powierzchni gniazda formującego, średnią temperaturę formy wtryskowej, a także czas potrzebny do zestalenia wyrobów produkowanych z tworzyw sztucznych.