模具的干冰喷射清洗 - 文章

模具的干冰喷射清洗

作者：Steven Johson

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现在，清洗注塑模具的常用方法仍然是沿用陈旧的操作方式，即手工擦洗模具和模板，且一次只能擦洗一片。当问及为何仍然采用这种清洗方式时，回答几乎是相同的：“我们一直以来都是这样清洗的；我们无法保证采用其它方法能节约成本；其它方法的清洗效果不好，比如清洗后的表面不明亮，没有光泽；我们太忙了，没有时间试验或研究其它的方法。”

但实际上，以上的种种借口最终导致了这些公司每天会花费成千上万美元，不但浪费时间，还会造成模具的磨损。因此，要想最大程度地缩短模具的清洗时间，延长模具的使用寿命，以及使模具的清洗具有连贯性和可预见性，且更加系统化，就必须将手工擦洗限定在某些指定的区域，也就是说，这些区域只适合于用手擦洗。

手工擦洗

可以肯定的是，手工擦洗的方式在模具清洗中永远不会被完全取消。曾经做过手工清洗模具的人都知道，尽管在模具的清洗过程中，拆除、清洗，以及重新组装模具会浪费大量的时间和金钱，不仅速度慢，而且容易损坏模具，但对于那些腐蚀严重且堆积了很多难以去除的污物（铁锈）的局部区域，如：与压机动、定模板直接接触的模具座板，导套或导轨上的油槽，冷却水道等部位，采用手工擦洗则是一种更经济的方法。

在有些情况下，沿用传统的模具清洗方法要比尝试改变模具车间的“清洗文化”而引起大量的麻烦要简单得多。尽管一些公司总是在寻找能够有效替代人工来清洗模具的方法，但用手工擦洗模具和模板仍然很普遍。曾有人试过使用不同的喷雾清洗剂、溶剂、刷子来清洗模具，但这些方法都需要对所清洗的部位进行多次处理，因此并没有带来显著的成本和人工的节省。

通常，对于一些未镀层表面上的残留锈迹，往往需要花费一段时间才能将它们清除干净，即使采用像氢氧化钠、硫酸和丁酮之类的具有极端腐蚀性的清洗剂，其清洗能力也是有限的。因此，为了避免重度生锈堆积问题，最好的解决方法是：经常性地清洗、使用抗腐蚀的金属板或不锈钢板，以及经常性地喷射防锈剂。

干冰喷射清洗

面对现今层出不穷的各种树脂、模具和加工工艺，目前还没有更有效的处理模具中的各种污垢和腐蚀的“万能药”。据说，干冰喷射清洗系统还是非常有效的。

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图1 干冰喷射是一种无磨损、清洁、经济的模具清洗方法，非常适合清洗处于压机中的热模具

作为一种非磨损式的清洗方法，由于干冰喷射可以直接清洗位于压机中的热模具，且不会带来明显的二次废物流，因此这种方法已被广泛用于清洗汽车工业中使用的橡胶模具。将米粒大小的固体CO2颗粒及糖粒大小的木碎屑一起导入空气流中，然后通过空气动力学设计的喷嘴将其高速喷出，从而可以快速去除模具上的污物，且不会损坏模板和模具。

通常，干冰喷射清洗可采用以下两种基本系统：

● 直接加速（单管道）系统。这种系统是在漏斗处而不是在喷嘴口将干冰颗粒导入空气流中，它可使干冰以900ft/s（1ft=30.48cm）的更快速度脱离喷嘴口（如果使用下述的双管道系统，其速度则为300ft/s），从而获得更好的清洗效果。如果不需要这么大的清洗能量，只需调低压缩空气的压力，便可降低干冰粒子的喷射速度。

● Venturi系统（双管道系统）。这种系统是在喷嘴口，通过真空把细小的干冰粒子吸入气流中，且喷嘴口正对着模具表面。这种系统比单管道系统的成本低，但是由于不能够达到单管系统所能产生的高速，因此很难清除掉模具上的重度残留物和污垢。

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图2 在进行干冰喷射清洗时，需要对眼、耳做适当的保护

干冰喷射清洗的优点

相比其他的模具清洗方法，干冰喷射方法具有如下优点：

● 即使长时间使用,这种方法都不会对模具钢和硬化铝造成磨损。因此,可以在每个生产班次中多次利用干冰喷射来清洗模具，它不会对模具的分模线、金属镀层和表面抛光层带来影响。这种方法尤其适合于清洗带有饰纹的或抛光的模腔表面。

● 这是一种清洁的清洗方式。与使用其它物质进行喷射清洗不同，使用干冰喷射清洗不会产生残留物或废物流。通过在洁净室中对采用干冰喷射清洗操作进行空气质量检测，结果没有检测到任何CO2颗粒分解物。为了避免从模具上吹下来的残渣堆积在设备周围,可以在重污染的模具上方安装空气排气罩来解决这一问题。

● 这是一种便携式的操作方法。这种小巧且轻型的干冰喷射单元可以直接被推到工作台或者压机旁,从而能够贴近模具进行清洗。与将模具移出进行清洗的方法相比，这种方法能带来可观的成本节省。但是要记住，气源必须在距离干冰喷射清洗单元20ft的范围内。一般,使用标准管线压力70～90psi（1psi=6.89kPa）、直径0.75in的输送管线便可满足要求。

● 这是一种通用的清洗方法。干冰喷射清洗不仅可用来清洗模具，还可以清洗多种设备。它可以清洗螺杆、料筒、混炼机或其它设备。

● 这种清洗方法的操作成本较低。一般单线系统中使用的干冰颗粒的价格大概是20/lb。如果用30lb的干冰去清洗，其所花费的时间大概是20min，在这一时间段中大概可以清洗一副2ft×3ft大小的双穴模具。一般，购买一台便携式的单线系统和几个不同的喷嘴至少需要15000美元。

● 这种方法操作简单。通常只需要花费几分钟的时间便可以熟悉怎样连接这些管道和喷嘴，以及在哪个地方加载干冰粒子。因为这种方法不会带来磨损，所以不必担心由于移动过慢会损伤模具的表面。

干冰喷射清洗需要注意什么？

尽管干冰喷射清洗方法具有很多优点，但在实际操作中仍有一些需要注意的问题：

● 噪声水平：就像使用其它压缩空气系统一样，使用干冰喷射方法进行模具清洗时，一般噪声会达到102dbA，为此需要使用较好的护耳设施。然而，当长时间使用干冰喷射清洗设备时，即使是插了耳塞，噪音还是很大，且随着时间的延长对人体会带来越来越大的刺激，此时使用带耳塞的御寒耳罩可以起到一定的作用。

● 员工安全：如果以每秒900ft/s的速度喷出的干冰颗粒喷射到人身上时，人体是根本无法抵抗的。因此为了安全，在操作前必须穿戴好所有的防护设施，其中包括：耐用手套、全面罩以及长袖子。一般生产车间都有很多工作台和设备，它们之间的距离通常是3～5ft，所以在清洗操作中还要时刻注意附近是否有人，以免不慎掉落的污物伤害到他人。

● 锈迹及残余物的清除：尽管干冰喷射清洗不会带来磨损，但也同时限制了其清除顽垢和厚层铁锈的能力。例如，对于残留在天然橡胶模塑操作系统中的那些柔软且带有弹性的残余物而言，采用干冰喷射清洗不太有效，因为当这些干冰颗粒被喷射到这类残余物上时会被弹回（当然，用干冰喷射来清除液态硅橡胶（LSR）效果绝佳，尤其是对于那些具有饰纹的模腔表面）。另外，干冰喷射清洗只能清除掉眼睛能看到的那些残余物。

总之，与传统的使用溶剂浸泡的抹布或研磨剂的清洗方法相比，干冰喷射的方法特别适合于清洗位于压机中的模具，它不仅节省了清洗时间，还避免了模具的过早磨损。

Steven Johson先生在Calmar公司当了26年的模具制造工，其工作主要是改造和修复多腔模具。之后他作为模具维护工程师，为医用设备供应商Hospira公司工作。现在，他是Progressive Componets公司的系统维护经理，同时他还有自己的位于俄亥俄州阿什兰的MoldTrax公司。他的公司主要设计和销售模具维护管理软件（www.moldtrax.com）。可以通过以下电子邮件地址：steave@moldtrax.com以及电话号码（419）289-0283联系他。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (9/17/2009)


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