Температурная однородность-постоянство температуры во всех зонах и полостях-является Святым Граалем горячеканального формования. Термопары являются основными датчиками для оценки и достижения однородности. В этой статье объясняется, как использовать данные термопары для балансировки температур и уменьшения отклонений в деталях.
Определение единообразия. Термическая однородность означает, что каждая точка потока расплава, которая должна иметь одинаковую температуру, на самом деле имеет одинаковую температуру. В многополых формах во все полости должен поступать расплав одинаковой вязкости. В одногнездных формах коллектор не должен иметь горячих или холодных участков, вызывающих дисбаланс потока. Однородность обычно измеряется как стандартное отклонение температур в разных зонах.
Роль размещения термопары. Для оценки однородности термопары необходимо разместить в репрезентативных местах. В коллекторе разместите датчики возле впускного отверстия, в точках ответвления и возле каждого входа в сопло. В насадках размещайте датчики в одинаковом относительном положении (например, на высоте 10 мм над наконечником). Непоследовательное размещение приводит к непоследовательным показаниям, в результате чего однородность кажется хуже, чем есть на самом деле. Точно нанесите на карту положение термопары каждой зоны.
Калибровка смещения зоны-до-зоны. Даже при использовании идентичных термопар небольшие различия в размере отверстия, термопасте или калибровке датчика приводят к смещениям. Первым шагом к единообразию является компенсация этих смещений. Во время стабильного-производства (без впрыска) установите для всех зон одно и то же заданное значение и запишите фактические показания. Если значение одной зоны на 2 градуса выше, примените в контроллере смещение -2 градуса. Повторяйте до тех пор, пока все зоны не будут иметь одинаковое значение. Это называется «балансировкой зон».
Устойчивое-состояние против динамической однородности. Однородность должна поддерживаться во время инъекции, а не только в состоянии покоя. На этапе впрыска кончики сопла охлаждаются по мере поступления холодной смолы. Быстродействующие термопары фиксируют эти переходные процессы. Если некоторые зоны восстанавливаются быстрее, чем другие, в последующих циклах в них будет жарче. Используйте данные термопары для регулировки распределения мощности нагревателя, а не только заданных значений. Некоторые контроллеры предлагают адаптивную прямую связь, которая увеличивает мощность в зонах, которые охлаждаются сильнее.
Картирование профилей температуры. Для больших коллекторов используйте портативную термопару или тепловизионную камеру для картирования температуры поверхности во время испытания. Сравните со встроенными-показаниями термопары. Если в коллекторе есть горячая точка, не закрытая датчиком, рассмотрите возможность добавления термопары. Современные коллекторы могут иметь до 8 датчиков на разделительной пластине.
Зонирование нагревателя и сопряжение термопар. Для достижения однородности коллектор может иметь несколько нагревателей на каждую ветвь. Каждый нагреватель должен иметь собственную термопару, обеспечивающую независимое управление. Избегайте использования одной термопары для управления двумя нагревателями-, поскольку предполагается, что нагреватели ведут себя одинаково, что редко бывает правдой.
Влияние линий охлаждения. Линии водяного охлаждения в основании формы могут неравномерно отводить тепло от коллектора. Термопары, расположенные рядом с каналами охлаждения, могут показывать более низкие показания, чем те, что находятся вдали от них. Чтобы минимизировать этот эффект, используйте изоляционные пластины между коллектором и формой. Если изоляция невозможна, используйте данные термопары, чтобы установить смещения зон, которые компенсируют схему охлаждения.
Качество изоляции. Плохая изоляция вокруг коллектора приводит к потерям тепла, что затрудняет однородность. Показания термопары из внешних зон будут ниже, что потребует более высокой мощности нагревателя. Это увеличивает риск перегрева внутренних зон. Убедитесь, что все крышки коллектора и воздушные зазоры надлежащим образом изолированы. Сравните показания термопары с тепловыми моделями.
Периодическая проверка. Однородность может изменяться со временем из-за старения нагревателя или дрейфа термопары. Выполняйте проверку однородности ежеквартально. Установите для всех зон общее заданное значение, запустите форму без впрыска в течение 30 минут и запишите температуру всех зон. Диапазон (макс.–мин.) должен быть в пределах 2 градусов для пресс-форм высокой-прецизионной точности. Если она превышает 5 градусов, проверьте и откалибруйте или замените датчики.
Практический пример: пресс-форма для крышки с 32 гнездами. Эта форма имела температурный диапазон 8 градусов по полостям. Детали из горячих полостей были занижены по размеру; из холодных полостей, вспыхнуло. Используя калиброванный сканер термопар, каждая зона была смещена так, чтобы показания были одинаковыми при заданном значении. После балансировки диапазон снизился до 1,5 градусов, а отклонение веса детали уменьшилось на 70%.
Передовые методы. Некоторые системы используют несколько термопар на зону (например, одну на нагревателе, одну на наконечнике) и вычисляют температурный градиент. Поддерживая постоянный градиент, они обеспечивают равномерный тепловой поток. Другие используют датчики температуры расплава (термопары, установленные заподлицо-в потоке расплава) для непосредственного измерения температуры пластика, а не металла. Эти датчики прямого действия обеспечивают максимальную проверку однородности.
Ведение учета. Ведите журнал показаний температуры зоны с течением времени. Тенденции увеличения разброса указывают на развивающиеся проблемы (например, выход из строя нагревателя или дрейф термопары). Обнаружив их на ранней стадии, вы сможете восстановить однородность до того, как начнете производить металлолом.
---
