La uniformitat tèrmica-la consistència de la temperatura a totes les zones i cavitats-és el sant grial de l'emmotllament del canal calent. Els termoparells són els sensors principals per avaluar i aconseguir la uniformitat. En aquest article s'explica com utilitzar les dades del termopar per equilibrar les temperatures i reduir la variació de les peces.
Definició d'uniformitat. La uniformitat tèrmica significa que tots els punts del corrent de fusió que haurien d'estar a la mateixa temperatura ho són. En motlles de diverses-cavitats, totes les cavitats haurien de rebre una massa fosa de viscositat idèntica. En els motlles d'una-cavitat, el col·lector no hauria de tenir punts calents o freds que provoquin desequilibris de flux. La uniformitat es mesura normalment com la desviació estàndard de les temperatures entre zones.
El paper de la col·locació de termoparells. Per avaluar la uniformitat, els termoparells s'han de col·locar en llocs representatius. En un col·lector, col·loqueu els sensors a prop de l'entrada, als punts de branca i prop de cada entrada de broquet. En els broquets, col·loqueu els sensors a la mateixa posició relativa (per exemple, 10 mm per sobre de la punta). La col·locació inconsistent condueix a lectures inconsistents, fent que la uniformitat sembli pitjor del que és. Mapeja amb precisió la posició del termoparell de cada zona.
Calibració de desplaçament de zona-a-zona. Fins i tot amb termoparells idèntics, lleugeres variacions en la mida del forat, el greix tèrmic o la calibració del sensor creen desplaçaments. El primer pas per a la uniformitat és compensar aquestes compensacions. Durant la producció en estat estacionari-(sense injecció), configureu totes les zones al mateix punt de consigna i registreu les lectures reals. Si una zona indica 2 graus més, apliqueu un desplaçament de -2 graus al controlador. Repetiu fins que totes les zones llegeixin el mateix valor. Això s'anomena "equilibri de zones".
Estable-estat vs. uniformitat dinàmica. S'ha de mantenir la uniformitat durant la injecció, no només en repòs. La fase d'injecció refreda les puntes dels broquets a mesura que entra la resina freda. Els termoparells ràpids capturen aquests transitoris. Si algunes zones es recuperen més ràpidament que altres, estaran més calentes durant els cicles posteriors. Utilitzeu les dades del termopar per ajustar la distribució de l'energia de l'escalfador, no només els punts de consigna. Alguns controladors ofereixen un feedforward adaptatiu que augmenta la potència a les zones que es refreden més.
Mapeig de perfils de temperatura. Per a col·lectors grans, utilitzeu un termoparell de mà o una càmera d'imatge tèrmica per mapejar les temperatures de la superfície durant una prova. Compareu amb les lectures-incorporades del termoparell. Si el col·lector té un hotspot no cobert per un sensor, considereu afegir un termopar. Els col·lectors moderns poden tenir fins a 8 sensors a la placa divisora.
Zonació de l'escalfador i aparellament de termoparells. Per aconseguir la uniformitat, el col·lector pot tenir múltiples escalfadors per branca. Cada escalfador ha de tenir el seu propi termopar per permetre un control independent. Eviteu utilitzar un termoparell per controlar dos escalfadors-que suposa que els escalfadors es comporten de manera idèntica, cosa que rarament és cert.
Impacte de les línies de refrigeració. Les línies de refrigeració d'aigua a la base del motlle poden extreure la calor de manera desigual del col·lector. Els termoparells propers als canals de refrigeració poden llegir menys que els que estan lluny d'ells. Utilitzeu plaques d'aïllament entre el col·lector i el motlle per minimitzar aquest efecte. Si l'aïllament no és possible, utilitzeu les dades del termoparell per establir desplaçaments de zona que compensin el patró de refrigeració.
Qualitat d'aïllament. Un mal aïllament al voltant del col·lector provoca la pèrdua de calor, dificultant la uniformitat. Les lectures del termoparell de les zones exteriors seran més baixes, la qual cosa requerirà una potència més gran de l'escalfador. Això augmenta el risc de sobreescalfament de les zones interiors. Assegureu-vos que totes les cobertes del col·lector i els espais d'aire estiguin correctament aïllats. Comproveu les lectures del termoparell amb simulacions tèrmiques.
Verificació periòdica. La uniformitat pot variar amb el temps a causa de l'envelliment de l'escalfador o la deriva del termopar. Realitzar una verificació d'uniformitat trimestral. Establiu totes les zones a un punt de consigna comú, feu funcionar el motlle sense injecció durant 30 minuts i registreu totes les temperatures de la zona. L'interval (màxim – mínim) ha d'estar dins dels 2 graus per als motlles d'alta-precisió. Si supera els 5 graus, investigueu i recalibreu o substituïu els sensors.
Cas pràctic: motlle de tapa de 32 cavitats. Aquest motlle tenia un rang de temperatura de 8 graus entre cavitats. Les peces de cavitats calentes eren de mida inferior; de cavitats fredes, fulgurades. Utilitzant un escàner de termoparell calibrat, cada zona es va compensar per llegir el mateix al punt de consigna. Després de l'equilibri, el rang va baixar a 1,5 graus i la variació del pes de la part es va reduir en un 70%.
Tècniques Avançades. Alguns sistemes utilitzen múltiples termoparells per zona (per exemple, un a l'escalfador, un a la punta) i calculen el gradient de temperatura. En mantenir un gradient constant, asseguren un flux de calor uniforme. Altres utilitzen sensors de temperatura de fusió (termoparells-muntats encastats al corrent de fusió) per mesurar directament el plàstic, no el metall. Aquests sensors directes proporcionen la comprovació d'uniformitat definitiva.
Manteniment de registres. Manteniu un registre de les lectures de la temperatura de la zona al llarg del temps. Les tendències que mostren una propagació creixent indiquen problemes en desenvolupament (p. ex., un escalfador que falla o un termoparell a la deriva). En capturar-los aviat, podeu restaurar la uniformitat abans de produir ferralla.
---
