Горячеканальные системы не новы, но их использование в инструментальных цехах у производителей оригинального оборудования (OEM), на предприятиях по литью и изготовлению пресс-форм растет с каждым годом, поскольку технология, лежащая в основе этих систем, снижает затраты на формование и улучшает возможности проектирования. Снижение затрат достигается за счет улучшений в вентиляции, конструкции форсунок, удобстве обслуживания, контроле температуры, мониторинге, доставке расплава, а также техническом обслуживании и ремонте.
Вся цепочка поставок пресс-форм может выиграть от правильной горячеканальной системы. OEM-производители получают лучшее качество деталей и меньше отказов. Формовщики получают более быстрые циклы, меньше отходов пластика и меньшее потребление энергии. Изготовители форм, многие из которых добавляют прессы для отбора проб и производства, получают от своих форм более высокую производительность. Эти преимущества делают необходимым более эффективное обучение проектировщиков, производителей пресс-форм, формовщиков, специалистов по техническому обслуживанию и владельцев пресс-форм по выбору, интеграции и техническому обслуживанию горячеканальных систем.
Производители пресс-форм и литьевые формовщики предъявляют разные требования к горячеканальным системам. Производители пресс-форм часто озабочены ценой, доставкой и качеством, в то время как производитель форм беспокоится об эксплуатации, производительности и простоте обслуживания. Однако как производители, так и пользователи пресс-форм должны участвовать в процессе принятия решений при рассмотрении горячеканальной системы, чтобы гарантировать лучший выбор.
Для нагрева коллекторов используются обычные металлические или формируемые гибкие ТЭНы. При монтаже данных типов нагревателей в коллектор важно равномерно и качественно запрессовать ТЭН внутрь канавки. Если контакт нагревателя с коллектором не будет равномерным, в ТЭНе образуются горячие точки, что может вызвать преждевременный выход из строя и неравномерный нагрев самого коллектора. Кроме того, производительность процесса может уменьшена для некоторых технических материалов, поскольку их вязкость может быть более чувствительной к температуре, чем популярные полимеры, такие как полипропилен и полиэтилен.
Для нагрева литников в горячеканальных системах используются спиральные нагреватели. При поиске и устранении неисправностей в горячеканальной системе может помочь измерение сопротивления каждого нагревателя отдельно. Слишком большая разница между показателями может помешать достижению однородности температуры профилей, что может привести к браку изделия. Кроме того, срок службы нагревателя с меньшей эффективностью будет быстрее сокращаться из-за необходимого увеличения рабочей нагрузки.
Перепады давления при литье пластмасс под давлением определяются уравнением Хагена Пуазейля, где (Q) - расход, (l) - длина рабочего колеса, (n) - вязкость материала и (r) - радиус проточного канала:
∆P = (8Qln) / (πr4)
Уравнение показывает, что любое небольшое различие в значении «r», которое включает отверстие в сопле горячеканального литника и наконечник затвора, влияет на величину в четвертой степени. Это означает, что небольшое изменение радиуса приведет к довольно большой разнице в перепаде давления от конца затвора к наконечнику затвора. Распространено мнение, что если все концы находятся в пределах допуска, это не имеет значения. Однако важно спросить, каков допустимый допуск наряду с размерами кончика затвора. То, что они находятся в пределах допуска, не означает, что перепад давления не будет различаться.
Например, допуск +/- 0,05 мм на диаметре литника 7 мм может быть слишком большим для диапазона допуска для достижения согласованного формования. Конечно, процессор может регулировать температуру отдельных наконечников, чтобы попытаться преодолеть некоторые из этих отклонений. Но важно понимать, что, делая это, процессор изменяет материальные условия, от которых в настоящее время зависят формованные детали. Если процессор работает с полукристаллическими материалами, то это может создать дополнительные проблемы с различиями в кристалличности возле затвора по сравнению с другими областями детали.
Рис 1. Эта четырехкапельная горячеканальная система имеет запрессованные трубчатые нагреватели.
А) На этом изображении показано место после дополнительного теплового расширения. Обратите внимание, что эффективный канал потока здесь меньше.
Б) Естественное положение горячего наконечника с ожидаемым тепловым расширением.
Кроме того, возникающие в результате изменения теплового расширения сопла и стали коллектора из-за различных настроек температуры могут в конечном итоге привести к другим отклонениям в заполнении, утечкам или поломкам. Например, если форма заполняется за другими полостями, процессор может повысить температуру сопла, питающего эту полость. Однако это повышение температуры может загнать кончик затвора дальше в отверстие затвора из-за дополнительного теплового расширения. Это уменьшает эффективный радиус (r), в конечном итоге ограничит поток и будет противодействовать повышению температуры (см. Рисунки 1ab ).
Также важно понимать, что повышение локальной температуры сопла или коллектора может вызвать увеличение времени цикла, поскольку материал и форма в этой области будут оставаться более горячими в течение более длительного периода.
Важно проверить равномерность высоты штабеля по всем наконечникам форсунок (см. Рисунок 2 ). Если эти размеры изменяются, то взаимодействие с затвором также будет изменяться, и эти различия могут повлиять на производительность процесса из-за возникающих различий в геометрии каналов. Запросите отчет о проверке и проконсультируйтесь с поставщиком коллектора о приемлемом допуске. Обратитесь к уравнению падения давления, чтобы убедиться, что допуск, предоставляемый поставщиком, приемлем для данного процесса и набора деталей.
Рис 2. Проверка однородности высоты штабеля по всем наконечникам сопел важна, чтобы избежать проблем, связанных с допусками, показанными здесь.
Все производители сверл утверждают, что отклонение составляет 0,04 мм на 5 см хода. Убедитесь, что поперечное сверление каналов не оставляет ступенек на пересечении поперечно просверленных полозьев. Снова обратитесь к предыдущему уравнению. Убедитесь, что производитель сверла определил и отточил каналы. Изменения в проточных каналах могут создавать разницу в падении давления в областях коллектора. Опять же, это относится к части уравнения, включающей радиус (r), который возведен в четвертую степень.
Ступеньки в канале потока могут создавать мертвые зоны, которые плохо промываются при продувке и вызывают проблемы с изменением цвета и ухудшением качества материала. Кроме того, эти этапы позволяют материалу находиться в коллекторе в течение продолжительных периодов времени, что увеличивает вероятность термического разложения полимера.
Естественный путь потока полимера вокруг пересечений каналов также вызывает появление этих мертвых зон. Это происходит даже в том случае, если пересечения каналов идеально выровнены (см. Рисунок 3 ).
Рис 3. Естественный путь потока полимера через разветвленный желоб и за угол показан красным. Возможные застойные места обозначены синим цветом.
Стоимость системы часто является одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать, но полагаться исключительно на предложения различных поставщиков - не лучший способ решить эту проблему. Полезно знать различные варианты, предлагаемые каждым поставщиком горячеканальной системы. Например, некоторые поставщики могут предоставить возможность отделения коллектора от формы, когда форма еще находится в формовочной машине, что сокращает время обслуживания и время простоя. Еще одна вещь, о которой стоит подумать, - это то, как производятся каналы. Метод производства может повлиять на изменение цвета и потребовать дополнительных процедур очистки, которые расширяют традиционные подходы к очистке.
Часто говорят, что дьявол кроется в деталях, и это, безусловно, относится к оценке и производительности горячеканальной системы. Возникают проблемы, поэтому важно знать о некоторых общих случаях и потенциальных источниках отклонений, включая высокое давление в точках сборки, сосуществование с холодной пресс-формой и плитами, проблемы со стробированием (охлаждение, засорение, натягивание), утечка (см. рис. 4 ), посадка штифта клапана, дисбаланс сдвигового потока, потребляемая мощность, размещение и контакт термопары.
Рис 4. Этот протекающий коллектор привел к тому, что пластик покрыл проводку горячеканального двигателя.
Принятие более обоснованного решения требует глубокого понимания конструкции горячеканальной системы, производственного процесса и доступных опций. Это также требует твердого понимания стандартов поиска и устранения неисправностей и квалификации пресс-форм. Если вы будете в курсе всего, что описано в этой статье, это сократит время простоя, повысит качество деталей и снизит общие затраты.
Компания Термоэлемент занимается производством нагревательных элементов для горячеканальных систем. У нас вы можете купить спиральные нагреватели для форсунок, гибкие ТЭНы, патронные нагреватели и термопары. Остались вопросы? Звоните нам по телефону или задавайте вопросы онлайн консультанту на сайте.
Возврат к списку
