Для изготовления пластмассовых изделий используется несколько производственных процессов. Для простоты в этой статье обсуждаются только самые распространенные методы.
Термопластавтоматы.
Большинство термопластических материалов формуются методом литья под давлением: полимер предварительно нагревается в цилиндрической камере кольцевыми нагревателями до температуры, при которой он будет течь, прежде чем полимер будет вытеснен в относительно холодную закрытую полость формы. Для подачи расплавленного полимера в форму требуется высокое давление, которое обычно достигается с помощью возвратно-поступательного винта. После затвердевания полимерного расплава в холодной форме шнек вращается назад, чтобы подготовить следующую загрузку полимера для следующего цикла. Тем временем форма открывается, и готовый продукт вынимается.
При изготовлении деталей из пластмасс, полученных литьем под давлением, температура формы имеет решающее влияние на качество деталей и время цикла. Таким образом, оптимальный контроль температуры во время обработки термопластов также имеет прямое влияние на эффективность производства.
Качество литых деталей существенно зависит от того, насколько хорошо контролируются тепловые условия в машине. К ним относятся тепловой баланс формы для литья под давлением, а также температура цилиндра и шнека. Контроль температуры формы решает две задачи:
- нагрев формы до рабочей температуры
- поддержание формы при рабочей температуре
Хороший контроль тепловых процессов напрямую влияет на постоянность высокого качества деталей, изготовленных методом литья под давлением, и оптимальное время цикла, поскольку температура формы влияет на качество поверхности, усадку, коробление и т. д.
Измерение температуры
Температуры измеряются с помощью термопар на большинстве термопластавтоматов. Термопара состоит из двух разных проводов, соединенных на каждом конце. Слабый электрический сигнал генерируется, если один конец становится горячее, чем другой: чем больше он нагревается, тем сильнее электрический сигнал.
Термопара может быть откалибрована, если на одном конце поддерживается стабильная температура (эталонная температура), что позволяет проводить простые и точные измерения температуры. Измерение может отображаться в цифровой или аналоговой форме. Температура обычно отображается в ° F или ° C.
Датчики температуры расположены по всему оборудованию для литья под давлением: от нагретого цилиндра до самой формы, а также в охлаждающей среде формы. Обычно датчики представляют собой термопары типа J или К.
Контроль температуры
Термопары также широко используются в качестве датчиков для систем контроля температуры. Требуемая температура устанавливается на контрольном приборе (заданное значение), после чего выходной сигнал датчика сравнивается с выходным сигналом, генерируемым в заданном значении.
В простейших системах при достижении заданного значения питание отключается, а затем снова включается, когда температура падает ниже заданного значения. Этот тип системы называется управлением «включено-выключено», поскольку он либо включен, либо выключен.
Тип регулятора зависит от размера цилиндра, но для большинства пластмассовых машин требуется ПИД-регулирование.
ПИД - это три инициала, обозначающие «пропорциональный, интегральный и дифференциальный», и они используются при регулировании температуры для повышения точности управления. В случае простой системы включения-выключения электроэнергия отключается в заданной точке, когда достигается требуемая температура. Этот тип системы может привести к нескольким проблемам, например, плохому контролю и / или превышению температуры - температура отличается от фактически установленной.
Эти три члена - П, И и Д - часто объединяются, чтобы создать трехчленный контроллер: по мере приближения к уставке указанная температура входит в зону пропорциональности. Чтобы избежать перерегулирования, мощность в этом диапазоне постоянно и постепенно снижается. Если фактическая температура отличается от заданной, то, например, диапазон пропорциональности смещается для устранения ошибки (спада).
Температура расплава
Температура плавления важна, а указанные температуры цилиндра впрыска являются лишь ориентировочными. Температуру расплава измеряют методом воздушного выстрела или в сопле. Если измерение выполняется с использованием метода воздушного выстрела, то во время измерения следует проявлять особую осторожность, чтобы продувка горячего пластика не привела к несчастному случаю.
Для данной машины фактические настройки цилиндра впрыска для достижения этой температуры расплава будут зависеть, например, от цикла формования, размера впрыска, противодавления и скорости вращения шнека.
Настройки температуры
Пользователям рекомендуется начинать с минимальных предложенных настроек, если у них нет опыта обработки материала определенного сорта. Цилиндры впрыска разделены на зоны для облегчения управления, однако для всех температур можно установить одно и то же значение.
Температура первой зоны может быть установлена на более низкое значение, если работа ведется при высоких температурах или если время цикла велико. Это предотвратит преждевременное перекрытие и плавление. Перед началом процесса формования пользователи должны убедиться, что цилиндр, форма, бункер и гидравлическое масло имеют правильную температуру.
Экструдеры.
Примерно так же, как в машинах для литья под давлением используется нагретый шнек, экструдеры используют тот же принцип для расплавления пластика и проталкивания его через головку, которая придает материалу окончательную форму. Можно получить множество непрерывных форм. Некоторые системы состоят из винта, заключенного в цилиндры, вокруг которых установлено несколько кольцевых нагревателей. В больших экструдерах используются литые кольцевые алюминиевые нагреватели, которые состоят из двух половин, соединенных болтами; они обычно включают в себя как нагреватель, так и канал охлаждающей воды или масла.
Датчики температуры - обычно термопары типа J - устанавливаются снаружи цилиндра с помощью пружинного узла. Тип контроллера меняется по мере увеличения размера ствола. Это в первую очередь связано с большим трением, возникающим в более крупных машинах, которые требуют охлаждения.
Термоформовочное оборудование.
В процессе термоформования листы пластика, пенопласта или любого другого термочувствительного материала нагреваются инфракрасными нагревателями до гибкости на стеллаже для предварительного нагрева, а затем передаются в один из двух типов прессов для формирования окончательной пластмассовой формы. Первый тип - это форма, состоящая из двух нагретых половин. Они закрываются, образуя такую упаковку, как картон для яиц. Второй тип - это вакуум-формовочная операция. В этих системах цельная форма размещается под инфракрасной панелью. Небольшие отверстия в лицевой части формы подключаются к вакуумному насосу. Когда лист становится гибким, форму перемещают на место. Создается вакуум, который придает гибкому материалу желаемую форму.
В обоих типах термоформовочного оборудования термопары обычно размещаются в самих формах. Контроллеры обычно только пропорциональные.
Сушилки для полимерных гранул.
Влага создает проблемы при переработке пластмасс. Это может привести к плохому или непостоянному качеству конечного продукта. По этой причине используются сушилки для удаления влаги с пластиковых гранул перед их плавлением. Эти системы обычно состоят из воздухонагревателя, вентилятора и пропорционального регулятора с термопарой типа J в воздушном потоке.
Компания Полимернагрев производит все типы нагревателей для обработки пластмасс, а также термопары для измерения температур. Звоните нам по телефону или пишите свои вопросы в форме ниже – мы постараемся ответить на них в самое ближайшее время.
