Нагревательные змеевики горячеканального коллектора устроены таким образом, чтобы обеспечить равномерную подачу тепла в каналы потока расплава, но неравномерное расстояние между катушками, неравномерная плотность намотки и смещение положений катушек относительно точек измерения термопары создают локализованные горячие и холодные зоны, искажая данные обратной связи термопары даже при использовании высокоточных герметичных датчиков класса 1. Многие проектировщики пресс-форм уделяют первоочередное внимание покрытию направляющих и игнорируют тепловое взаимодействие между катушками и монтажными выступами термопар, что приводит к постоянным отклонениям температуры, которые невозможно исправить только путем настройки параметров ПИД-регулятора. Это несоответствие между расположением катушки и положением датчика приводит к двум основным типам искажений измерений: смещению из-за локального перегрева и смещению из-за потери тепла при охлаждении.
Смещение из-за локального перегрева возникает, когда нагревательные катушки намотаны слишком туго и расположены в непосредственной близости от монтажных выступов термопары. Плотные катушки выделяют концентрированное лучистое тепло, которое непосредственно воздействует на оболочку термопары и металлическую шайбу, повышая измеряемую датчиком температуру на 5–12 градусов выше фактической температуры центрального канала расплава. Контроллер получает ложно завышенные показания и снижает выходную мощность на всю зону нагрева, в результате чего направляющая расплава активной зоны остается недостаточно-нагретой. В результате тонкостенные-многополые-формы страдают от серьезных дефектов коротких-выстрелов и линий сварки, особенно для конструкционных пластмасс с высокой-вязкостью, таких как PA66-GF и PPS. Двухточечные термопары могут частично смягчить эту ошибку, сравнивая показания перегрева поверхности с данными глубокого канала плавления, но одноточечные поверхностные кольцевые датчики не могут отличить излучаемое тепло катушки от истинной температуры плавления.
Холодное смещение потерь тепла происходит, когда точки измерения термопары располагаются в больших зазорах между редко намотанными нагревательными катушками. Эти зазоры не обеспечивают прямого нагрева, поэтому металл коллектора быстро рассеивает тепло к основанию формы и охлаждающим пластинам. Термопара фиксирует низкую температуру тепловых потерь на поверхности, заставляя контроллер постоянно поддерживать максимальную мощность нагревателя. Длительная-работа на полной-мощности ускоряет обугливание пластика внутри литника, что приводит к образованию черных пятен на готовой продукции и сокращению срока службы нагревательной катушки более чем наполовину. Длинные разъемные автомобильные коллекторы с непостоянными интервалами намотки катушек между передним, средним и хвостовым сегментами демонстрируют наиболее очевидную разницу холодного смещения между несколькими каналами термопар.
Три стандартных правила проектирования компоновки исключают искажение показаний термопары,-индуцированное катушкой. Во-первых, поддерживайте равномерное расстояние между обмотками катушки по всей зоне нагрева коллектора, сохраняя постоянное расстояние между каждым контуром катушки, чтобы избежать плотных горячих точек и редких холодных зазоров. Во-вторых, выступы для крепления термопар смещены так, чтобы они располагались посередине между двумя нагревательными катушками, а не непосредственно над плотно намотанными секциями катушек, что позволяет уравновесить воздействие лучистого тепла и избежать чрезмерного температурного смещения. В-третьих, добавьте небольшие вспомогательные локальные катушки вокруг точек измерения термопар для длинных коллекторов с большими зазорами для теплопотерь, дополняя подвод тепла для компенсации естественного охлаждения вблизи положений датчиков.
После сборки коллектора 30-минутное-испытание на постоянный- температурный баланс позволяет проверить рациональность компоновки змеевика. Технические специалисты записывают показания всех термопар; любой канал, показывающий фиксированное смещение выше ±1,5 градуса относительно соседних зон, указывает на необоснованную намотку катушки вблизи этой точки измерения. Незначительные ошибки компоновки можно исправить путем временной регулировки базовых значений мощности зоны контроллера, в то время как серьезная неравномерность расположения катушек требует перемотки нагревательных катушек во время следующего капитального ремонта пресс-формы для восстановления точных измерений термопары.
Оптимизированное скоординированное расположение нагревательных спиралей и точек измерения термопар устраняет искусственное смещение температуры, вызванное несбалансированным распределением лучистого тепла, позволяет термопарам точно передавать реальную температуру канала расплава, стабилизирует постоянство вязкости расплава во всех полостях формы и снижает процент брака, связанный с дефектами перегрева или недостаточного нагрева.
