KR20080059874A - Mold temperature control apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 종래의 금형 온도제어장치를 보인 개략도.1 is a schematic view showing a conventional mold temperature control device.
도2는 본 발명의 금형 온도제어장치를 보인 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a mold temperature control apparatus of the present invention.
도3은 본 발명의 금형 온도제어장치의 제어방법을 보인 흐름도.Figure 3 is a flow chart showing a control method of the mold temperature control apparatus of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100: 물 공급라인 101: 펌프100: water supply line 101: pump
102: 압력계 103: 압력 스위치102: pressure gauge 103: pressure switch
104, 105: 3방향 솔레노이드 밸브 106: 바이패스 라인104, 105: 3-way solenoid valve 106: Bypass line
107: 온도센서 108: 볼 밸브107: temperature sensor 108: ball valve
200: 가열장치 210: 열매체유 가열탱크200: heating device 210: heating oil heating tank
211: 히터 212: 열매체유 공급라인211: heater 212: heat medium oil supply line
213: 수위 레벨센서 214: 온도 센서213: level sensor 214: temperature sensor
215: 드레인 밸브 220: 펌프215: drain valve 220: pump
230: 열교환기 300: 에어 공급라인230: heat exchanger 300: air supply line
301: 조절밸브 400: 배출라인301: control valve 400: discharge line
401: 볼 밸브 402: 온도센서401: ball valve 402: temperature sensor
본 발명은 금형 온도제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성형품을 제조하는 금형의 온도를 올리거나 내려줌으로써 성형되는 성형품이 양호하게 제조되도록 제어하는 금형 온도제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mold temperature control device and a control method thereof, and more particularly, to a mold temperature control device and a control method for controlling the molded article to be manufactured by raising or lowering the temperature of the mold for manufacturing the molded article. It is about.
주지하는 바와 같이 합성수지를 성형하는 사출성형용 금형에서는 성형하고자 하는 제품의 품질을 향상시키기 위해 금형 온도를 정확하게 조절해 주어야 한다.As is well known, in the injection molding mold for molding a synthetic resin, it is necessary to precisely control the mold temperature in order to improve the quality of the product to be molded.
이러한 금형의 온도 제어는 금형 온도를 조절하지 않고서도 사출 성형은 가능하나, 사출물의 원료인 수지(레진, Resin)은 가열되는 온도에 따라 점도가 변화하므로, 적당한 온도로 점도를 맞추어야 바리(Burr)가 생기지 않고 사출물의 품질이 좋아진다.This mold temperature control can be injection-molded without adjusting the mold temperature, but resin (resin, resin), which is the raw material of the injection molding, changes in viscosity depending on the heating temperature, so it is necessary to adjust the viscosity to an appropriate temperature. Quality of the injection molding is improved.
즉, 금형의 정확한 온도 조절은 제품의 외관미, 전기적 특성, 수축율 내지 치수 등에 상당한 영향을 끼치므로 사출성형 작업시 사출 성형품의 특성에 맞게 금형 온도를 적절하게 조절해 주어야 한다.In other words, the precise temperature control of the mold has a significant influence on the appearance, electrical properties, shrinkage ratio and dimensions of the product. Therefore, the mold temperature must be properly adjusted according to the characteristics of the injection molded product during the injection molding operation.
이와 같은 금형 온도제어장치로는 본 출원인에 의해 대한민국 특허 출원 제2005-108575호(이하, '종래기술'이라 함)로 "금형의 온도제어장치"가 개시되어 있으며, 이를 도1에 도시하였다.Such a mold temperature control device is disclosed by the applicant of the Republic of Korea Patent Application No. 2005-108575 (hereinafter referred to as "prior art") "the temperature control device of the mold", which is shown in FIG.
도1에 도시된 바와 같이, 종래기술의 금형 온도제어장치는 상기 금형(10)에 연결되어 금형(10)으로 스팀을 공급하는 스팀공급라인(50)과, 상기 금형(10)에 연결되어 펌프에 의해 금형(10)으로 냉각수를 공급하도록 냉각수의 흐름을 제어하는 3방향 솔레노이드밸브(43)가 설치되고, 상기 3방향 솔레노이드밸브(43)에는 3방향 솔레노이드밸브(43)와 혼합탱크(24)를 연결하여 혼합탱크(24)에 냉각수를 충전시키는 순환라인이 설치된 입수라인(40)과, 상기 금형(10)에 연결되어 금형(10)으로부터 배출되는 스팀이나 냉각수를 배출시키는 배출라인(20)과, 상기 배출라인(20)상에 설치되고 내부에 냉각수가 충전되어 있는 혼합탱크(24)로 구성된다.As shown in Figure 1, the mold temperature control apparatus of the prior art is connected to the
이와 같은 금형 온도제어장치는 금형(10)의 온도를 올리거나 내리기 위해 스팀이 공급되는 스팀공급라인(50)과 냉각수가 공급되는 입수라인(40) 및 에어 흡기라인(30)에 연결된 인입라인(10a)을 통해 금형(10)으로 각각 공급됨으로써 금형(10) 온도를 적절한 온도로 올리거나 내리게 된다.The mold temperature control device as described above includes an inlet line connected to the
이러한 금형 온도제어장치는 스팀으로 금형(10) 온도를 올리고, 금형(10)을 냉각시키고자 하는 경우에는 냉각수를 금형(10)으로 통과시켜 금형(10) 온도를 낮추게 된다.The mold temperature controller increases the temperature of the
또한, 금형(10)에 공급된 스팀이나 냉각수를 제거하기 위해서는 에어 흡기 라인(30)으로 공기를 공급하여 금형(10)에 남아있는 스팀 또는 냉각수를 제거하게 된다.In addition, in order to remove steam or cooling water supplied to the
이러한 종래기술의 금형 온도제어장치는 스팀을 이용하여 금형을 가열하므로, 스팀을 제공하기 위한 보일러가 별도로 설치된다.Since the mold temperature controller of the prior art heats the mold using steam, a boiler for providing steam is separately installed.
이와 같이 종래기술은 별도로 보일러를 설치하므로 설치 비용이 많이 소요되 며, 스팀 라인, 냉각수 라인, 에어 라인으로 된 다수의 배관 라인이 설치되므로 배관 라인 설치가 복잡하게 이루어지는 문제점이 있었다.As such, the conventional technology requires a lot of installation costs because of the installation of a separate boiler, and there is a problem in that the installation of the piping line is complicated because a plurality of piping lines including steam lines, cooling water lines, and air lines are installed.
또한, 종래기술의 온도제어장치는 스팀 라인, 냉각수 라인, 에어 흡기라인이 모두 하나의 배출 라인으로 연결된 개방 구조로서 스팀의 열원을 충분히 활용하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, the temperature control device of the prior art has a problem that the steam line, the cooling water line, the air intake line is an open structure in which all of the discharge lines are connected to one discharge line, thereby not fully utilizing the heat source of steam.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고온의 열매체유가 통하는 열교환기에 통과되면서 가열된 물을 공급함으로써 별도의 보일러를 설치하지 않고도 금형 온도를 제어하는 금형 온도제어장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, to provide a mold temperature control device for controlling the mold temperature without installing a separate boiler by supplying heated water while passing through the heat exchanger through the high temperature heat medium oil have.
또한, 본 발명의 다른 목적은 물을 고온으로 가열시키는 가열장치가 순환구조로 이루어져 열 효율을 높인 금형 온도제어장치를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a mold temperature control device with a heating device for heating water at a high temperature consisting of a circulation structure to increase the thermal efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 금형 온도제어장치는 금형으로 온수 또는 냉각수가 선택적으로 공급되도록 설치된 물 공급라인과, 상기 물 공급라인으로부터 공급되는 물을 열교환기에 통과시켜 물을 가열시키는 가열장치와, 상기 물 공급라인으로 공급되는 물이나 냉각수가 금형을 통과하지 않고 배출되도록 설치되는 바이패스 라인과, 상기 물 공급라인과 금형 사이에 공기를 공급하도록 설치된 에어 공급라인과, 상기 금형으로 공급된 온수, 냉각수, 에어를 배출시키는 배 출 라인을 포함하고, 상기 금형의 온도 제어는 고온의 물로 가열시키며, 저온의 냉각수로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the mold temperature control apparatus of the present invention includes a water supply line installed to selectively supply hot water or cooling water to a mold, and heating the water by passing water supplied from the water supply line through a heat exchanger. An apparatus, a bypass line installed to discharge water or cooling water supplied to the water supply line without passing through the mold, an air supply line provided to supply air between the water supply line and the mold, and a supply to the mold It includes a discharge line for discharging the hot water, cooling water, air, wherein the temperature control of the mold is heated with high temperature water, characterized in that the cooling with low temperature cooling water.
또한, 본 발명의 금형 온도제어방법은 온수 또는 냉각수를 선택적으로 공급하는 물 공급라인과, 가열된 열매체유로 공급된 물을 가열시키는 가열장치와, 물 공급라인으로부터 분기된 바이패스 라인과, 물 공급라인에 연결된 에어 공급라인 및 금형으로부터 배출되는 연결된 배출라인을 갖는 금형 온도제어방법에 있어서, 물 공급라인으로부터 공급된 물을 가열장치로 가열하여 온수를 금형으로 공급하는 단계와, 상기 금형으로 공급된 온수가 배출라인으로 배출되는 단계와, 상기 물 공급라인으로부터 공급된 냉각수를 곧바로 금형으로 공급하는 단계와, 상기 금형으로 공급된 냉각수가 배출라인으로 배출되는 단계와, 상기 에어 공급라인으로부터 공기가 공급되는 단계와, 상기 에어 공급단계에서 공급된 공기로 금형 내의 잔류물을 제거하는 단계를 포함하며, 상기 금형의 가열 및 냉각 매체는 물인 것을 특징으로 한다.In addition, the mold temperature control method of the present invention is a water supply line for selectively supplying hot water or cooling water, a heating device for heating the water supplied to the heated heat medium oil, a bypass line branched from the water supply line, water supply A mold temperature control method having an air supply line connected to a line and a connected discharge line discharged from a mold, the method comprising: supplying hot water to a mold by heating water supplied from a water supply line with a heating device; Discharging hot water to the discharge line, directly supplying the cooling water supplied from the water supply line to the mold, discharging the cooling water supplied to the mold to the discharge line, and supplying air from the air supply line. And removing residues in the mold with the air supplied in the air supplying step. And also, the heating and cooling medium of the die is characterized in that it is water.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 금형 온도제어장치를 보인 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing a mold temperature control apparatus of the present invention.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 금형 온도제어장치는 물이 공급되는 물 공급라인(100)과, 공급되는 물을 가열시키는 가열장치(200)와, 물 공급라인(100)에 연결되어 공기를 공급하는 에어 공급라인(300)과, 물 및 공기를 배출하는 배출 라인(400)을 구비한다.As shown in Figure 2, the mold temperature control apparatus of the present invention is connected to the
아울러 가열장치(200)는 저장된 열 매체유를 가열시키는 열매체유 가열탱 크(210)와, 가열된 열매체유를 순환시키는 펌프(220)와, 공급되는 고온의 열매체유로 물을 가열시키는 열교환기(230)를 구비한다.In addition, the
이러한 금형 온도제어장치의 물 공급라인(100)은 그 라인상에 물을 원활하게 공급시키기 위해 펌프(101)가 설치되며, 펌프(101)와 가열장치(200) 사이에 라인을 따라 이동되는 물의 압력을 측정하기 위한 압력계(102)가 설치된다.The
이와 함께 물 공급라인(100)에는 라인을 따라 이동되는 물의 압력을 조절하기 위한 압력스위치(103)가 설치되며, 압력스위치(103)는 물 공급라인(100)으로부터 공급되는 물의 압력을 5~15㎪ 사이에서 압력을 조절하도록 설치된다.In addition, the
또한, 압력스위치(103)와 열교환기(230) 사이에는 물이 이동되는 방향을 제어하는 3방향 솔레노이드밸브(104)가 설치되며, 3방향 솔레노이드밸브(104)에는 물 공급라인(100)이 열교환기(230)로 연결됨과 함께 금형(150)으로 연결되는 물 공급라인(100)이 연장된다.In addition, a three-
이렇게 연장된 물 공급라인(100)에는 또 다른 3방향 솔레노이드밸브(105)에 의해 금형(150)으로 연결되는 물 공급라인(100)과 함께 배출 라인(400)으로 연결되는 바이패스 라인(105)이 연결된다.The extended
아울러 3방향 솔레노이드밸브(104)에 연결된 물 공급라인(100)은 가열장치(200)의 열교환기(230) 내부로 연결된다. 이러한 가열장치(200)는 열매체유 가열탱크(210) 내부에 오일 등의 열매체유를 저장하고, 내부에는 히터(211)를 다수개 설치하여 열매체유를 가열시킨다.In addition, the
또한, 열매체유 가열탱크(210)에는 가열됨으로써 소진되는 열매체유를 공급 하기 위한 열매체유 공급라인(212)이 연결되며, 열매체유 가열탱크(210) 내부에 채워지는 열매체유의 수위를 확인하도록 하는 수위 레벨센서(213)가 설치된다.In addition, the heat medium
이와 함께 열매체유 가열탱크(210)에는 열매체유 온도를 감지하기 위한 온도센서(214)가 설치되며, 열매체유 가열탱크(210) 저면에는 열매체유를 배출시키는 드레인 밸브(215)가 설치된다.In addition, the heat medium
아울러 열매체유 가열탱크(210)에는 히터(211)에 의해 가열된 열매체유를 순환시킨도록 하는 펌프(220)가 설치되며, 펌프(220)는 열매체유 가열탱크(210)의 열매체유를 열교환기(230)로 강제 이송시킨다.In addition, the heat medium
즉, 열교환기(230)는 판상으로 이루어진 열교환기로서, 펌프(220)에 의해 이송된 열매체유와 물 공급라인(100)으로부터 이송된 물이 통과하면서 물의 온도를 대략 250~350℃ 온도로 가열시킨다.That is, the
이러한 열매체유는 열교환기(230)를 통과한 다음 열매체유 가열탱크(210)로 공급되는 순환구조로 이루어진다. 이와 같이 물 공급라인(100)으로 이송된 물은 열교환기(230)를 통과하면서 가열시키고자 하는 온도로 가열되어 금형(150)으로 이송된다.This heat medium oil is made of a circulation structure that passes through the
아울러 물 공급라인(100)에는 금형(150)으로 들어가는 물 온도를 감지하도록 온도센서(107)가 설치되며, 금형(150)으로 들어가는 물의 유량을 조절하는 볼 밸브(108)가 설치된다.In addition, the
이와 함께 금형(150)에는 금형(150)을 통과한 물이 배출되는 배출 라인(400)이 설치되며, 이 배출 라인(400)에는 전술한 바와 같이 배출되는 물 유량을 제어하 는 볼 밸브(401)가 설치됨과 함께 물 온도를 감지하도록 하는 온도 센서(402)가 설치된다.Along with this, the
또한, 3방향 솔레노이드 밸브(105)는 열교환기(230)를 통과한 물 공급라인(100)과 연결됨과 함께 바이패스 라인(106)은 배출 라인(400)과 연결된다.In addition, the three-
이와 함께 물 공급라인(100)에는 에어 공급라인(300)이 연결되는데, 열교환기(230)와 금형(150) 사이의 물 공급라인(100)에 설치되며, 에어 공급라인(300)에는 에어 공급을 조절하는 조절밸브(301)가 설치된다.In addition, the
이러한 금형 온도제어장치에는 물 공급, 에어 공급, 가열장치의 구동 등을 제어하는 컨트롤러(도면상 미도시됨)가 설치됨은 물론이다.Such a mold temperature controller is provided with a controller (not shown in the drawing) for controlling the water supply, the air supply, the driving of the heating device, and the like.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 금형 온도제어장치는 도3을 참조하여 설명하기로 한다.The mold temperature control apparatus of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIG.
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 금형 온도제어장치는 금형(150)을 가시킨다(S10). 이러한 금형(150)은 투입되는 수지의 종류에 따라 적합하도록 가열하는데 일정 시간이 걸리게 된다.As shown in Figure 4, the mold temperature control apparatus of the present invention applies a mold 150 (S10). Such a
이와 함께 가열장치(200)도 가열시키는데, 열매체유가 가열되는 데 시간이 걸리므로, 미리 히터(211)에 전원을 인가하여 가열시킴과 함께 열매체유를 적정 온도로 가열시킨다(S11).In addition, the
이러한 열매체유 가열은 열매체유 가열탱크(210)에 설치되어 있는 히터(211)에 전원을 인가시켜 히터(211) 발열로 엶매체유 가열탱크(210) 내부에 저장되어 있는 열매체유가 250~350℃로 가열된다.The heat medium oil heating is applied to the
이렇게 열매체 가열탱크(210)에서 가열된 열매체는 펌프(220)에 의해 열교환기(230)로 이송시킬 준비를 하되, 물 공급라인(100)에 물이 공급됨과 함께 공급되게 한다.The heat medium heated in the heat
또한, 펌프(220)는 마그네틱 펌프를 사용하는데, 마그네틱 펌프는 임펠러와 모터축에 영구자석이 부착되어 있어 자력으로 임펠러가 회전하여 펌핑되는 원심펌프의 일종이다. 이러한 마그네틱 펌프는 구조가 매우 간단하여 분해, 조립이 용이하며, 외형 크기가 작아 공간 활용이 용이함은 물론 유지, 보수가 절감된다. 이러한 마그네틱 펌프는 통상의 것을 사용하므로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In addition, the
이와 같이 금형(150) 및 가열장치(200)가 가열된 다음 금형(150)에 온수를 공급하게 된다(S12). 즉, 온수 공급은 물 공급라인(100)에 연결되어 있는 냉각수 배관 등으로부터 물이 지속적으로 공급된다.As such, the
또한 물 공급라인(100)에서 공급된 물은 금형(150)을 짧은 시간에 급속하게 냉각시키므로, 물 공급라인(100)에서 공급되는 물을 대략 는 것이 바람직하다.In addition, since the water supplied from the
이때, 물 공급라인(100)에 설치되어 있는 3방향 솔레노이드 밸브(104)는 열교환기(230)쪽으로 개방되고, 바이패스 라인(106)으로 연결되는 쪽은 폐쇄된 상태로 유지된다. 이와 함께 바이패스 라인(106)에 설치된 3방향 솔레노이드 밸브(105) 또한 배출 라인(400)쪽은 폐쇄되고, 금형(150) 쪽으로 연결된 물 공급라인(100)은 개방된 상태로 유지된다.At this time, the three-
이와 같은 2개의 3방향 솔레노이드 밸브(104,105)는 열교환기(230) 및 금 형(150)쪽으로 물이 공급되게 개방되며, 이와 다른 쪽은 폐쇄된 상태를 유지하여 금형(150)으로 물이 공급되도록 컨트롤러에서 제어된다.The two three-
또한, 물 공급라인(100)에는 펌프(101)가 설치되어 있어 물을 지속적으로 물 공급라인(100)으로 보내게 되고, 열교환기(230)에는 열매체유 가열탱크(210)에서 가열된 고온의 열매체유를 펌프(220)에 의해 열교환기(230) 내부로 보내게 된다.In addition, the
이와 같이 물 공급라인(100)에서 공급된 물은 열교환기(230)를 거치면서 필요에 따라 200~230℃로 가열되고, 온수는 물 공급라인(100)을 따라 금형(150)으로 공급되며, 이러한 온수는 금형(150)을 통과하면서 금형(150) 온도를 적정 온도로 유지시킨다(S12).As such, the water supplied from the
이와 같이 금형(150)으로 공급된 온수는 금형(150)을 통과하여 금형(150) 온도를 적정 온도로 유지시킴은 물론 금형(150) 온도를 승강시킨 다음 배출라인(401)을 통과하여 배출된다(S13).As such, the hot water supplied to the
아울러 금형(150)은 성형품에 따라 그 온도를 달리 하여야 하므로, 금형(150) 온도를 신속하게 낮추고자 하는 경우에는 냉각수를 공급하여 냉각시키게 된다.In addition, since the
이러한 금형(150) 냉각은 물 공급라인(100)에 공급되는 물을 열교환기(230)를 거치지 않고 금형(150)으로 곧바로 통과시킴으로서 냉각시키게 된다(S14).The
이와 함께 물 공급라인(100)에 설치되어 있는 펌프(101)는 구동시켜 물 공급라인(100)으로 물이 지속적으로 공급되게 하고, 물 공급라인(100)의 열교환기(230)로 연결, 설치된 3방향 솔레노이드 밸브(104)는 물이 열교환기(230)로 공급되지 않 도록 차단된다.Along with this, the
아울러 물 공급라인(100)과 바이패스 라인(106)에 설치되어 있는 3방향 솔레노이드 밸브(105)는 바이패스 라인(106)쪽은 폐쇄시키고, 금형(150)쪽은 개방된 상태로 전환된다. 즉, 3방향 솔레노이드 밸브(104,105)는 열교환기(230) 및 바이패스 라인(106)쪽은 폐쇄시키고, 금형(150)쪽은 개방시켜 냉각수가 공급되게 한다(S15).In addition, the three-
이와 같이 냉각수는 열교환기(230)를 거치지 않고 곧바로 금형(150)으로 공급된다.As such, the coolant is supplied directly to the
이러한 냉각수는 금형(150)으로 공급됨에 따라 금형(150) 온도가 낮아지게 되고, 금형(150)을 통과한 냉각수는 전술한 바와 같이 배출라인(400)을 통해 배출된다(S16).As the cooling water is supplied to the
또한, 금형(150)에는 온수 또는 냉각수가 통과됨에 따라 온수 또는 냉각수의 잔유물 뿐만 아니라 금형 내부에 남아 있는 이물질 등을 제거하기 위해 에어 공급라인(300)이 설치되어 있다.In addition, as the hot water or cooling water passes through the
이러한 에어 공급라인(300)에는 조절밸브(301)가 컨트롤러의 제어신호로 개폐되도록 설치되어 있으며, 물 공급라인(100)에 설치되어 있는 3방향 솔레노이드 밸브(104,105)를 모두 폐쇄된 상태로 전환시킨다.The
이와 같이 3방향 솔레노이드 밸브(104,105)가 닫힌 상태에서 에어 공급라인(300)의 조절밸브(301)를 열어 주면 공기가 에어 공급라인(300)을 따라 금형(150) 내부에 고압으로 공급된다(S17). 이렇게 금형(150) 내부로 들어간 고압의 공기는 금형(150)에 잔류하고 있는 잔유물 및 이물질과 함께 배출라인(400)으로 배 출된다(S18).As such, when the
또한, 금형(150) 사용 도중에 온수 또는 냉각수가 통과되지 않을 때에는 3방향 솔레노이드 밸브(104,105)를 바이패스 라인(106)쪽으로 모두 개방시키고, 물 공급라인(100)과 열교환기(230)쪽은 닫힌 상태로 전환하여 물(온수 또는 냉각수)이 금형(150)으로 통과되지 않도록 한다.In addition, when the hot water or the cooling water does not pass during the use of the
이와 같은 본 발명의 금형 온도제어장치는 스팀을 발생시키는 별도의 보일러를 설치하지 않으므로 금형 온도를 제어하기 위한 금형 온도제어장치가 간단해지고, 이에 따른 간단한 구성 및 배관 설치에 따른 설치 비용 절감은 물론 금형 온도제어장치가 설치되는 공간을 줄일 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.Since the mold temperature controller of the present invention does not install a separate boiler for generating steam, the mold temperature controller for controlling the mold temperature is simplified, thereby reducing the installation cost due to the simple configuration and piping installation, as well as the mold. There is a useful effect that can reduce the space in which the temperature control device is installed.
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