Новости

Jan 22, 2024

Охлаждение литьевой формы: возвращение к основам

Билл Тобин | 3 ноября 2019 г. · Мы много читаем и слышим о «прорывах» в нашей

Билл Тобин 03 ноября 2019 г.

Мы много читаем и слышим о «прорывах» в нашей отрасли: роботы устраняют операторов; системы автоподачи никогда не позволяют машине высохнуть; шикарные сигнальные процессоры и датчики контролируют каждую микросекунду процесса формования. Однако видим ли мы со всеми этими гаджетами большую прибыль и возврат инвестиций за потраченные деньги? На самом деле нет, потому что мы были ослеплены технологиями и проигнорировали основы.

Недавно я получил электронное письмо от парня, который только что занял должность ведущего техника. Он поинтересовался использованием чиллеров и их стоимостью. Он также задавался вопросом о качестве своей продукции, когда в схеме установки в качестве основного источника охлаждения форм и машин использовалась «вода из башни».

Проблема с водой из башни

Давайте сначала решим простую, но часто упускаемую из виду проблему — воду в башне. Когда люди впервые строят формовочную установку, они определяют количество и размер формовочных машин, а также рассчитывают требования к мощности и охлаждению. Что они склонны игнорировать, так это то, что происходит при покупке дополнительных машин, поскольку это заложено в «запасы безопасности» исходных конструкций.

Теплообмен необходим, потому что:

Нагретое машинное масло охлаждается непосредственно из башни. Тепло расплавленного пластика сначала рассеивается в стали формы, передается в контуры охлаждения, а затем в теплообменник формы (обычно называемый Thermolater, хотя есть и другие поставщики) и, наконец, в контуры испарительного охлаждения башни.

Испарительное охлаждение зависит от испарения воды. Это зависит от наружной температуры, относительной влажности и множества других переменных. Очевидно, что при изменении наружного воздуха изменится и температура воды в башне. По мере изменения температуры воды в башне будет меняться температура вашей пресс-формы, а также размеры и качество ваших деталей.

Еще одна причина, по которой следует избегать попадания воды из башни непосредственно в форму, — это образование накипи. Когда вода течет через форму, у вас есть идеальная установка для электролиза, при которой минералы из воды будут выпадать на ватерлинии. Образование накипи всего на 1/64 дюйма (0,4 мм) может снизить эффективность теплопередачи ватерлинии на 60 % даже при достаточном расходе.

Интересные факты о температуре теплового искажения

Первый интересный факт: идеальная температура выталкивания любой формованной детали — это когда она достигает 80% температуры тепловой деформации материала (HDT). Второй интересный факт: если вы посмотрите литературу, то увидите, что HDT ни одной термопластической смолы не является настолько низким, чтобы значение 80% соответствовало комнатной температуре или ниже. Есть некоторые практические исключения: тонкостенные эластомеры имеют тенденцию выворачиваться наизнанку во время выброса. Если не приносить в жертву размеры, если вы «переохлаждаете» деталь перед выбросом, она может стать достаточно жесткой, чтобы ее можно было извлечь традиционным способом.

Эти забавные факты вызывают простой вопрос: если это правда, то зачем нам чиллеры? Вы используете охладитель, пытаясь избежать недостаточного охлаждения формы.

В большинстве форм используется термолятор для поддержания температуры формы, чтобы деталь могла максимально эффективно достигать 80% HDT. Имейте в виду, что пластик — плохой проводник тепла. Тепло от пластика относительно медленно передается в стальную форму. Характеристики теплопередачи стали литейной формы и воды в линиях охлаждения во много раз быстрее.

Слабым звеном в этой системе теплопередачи пластик-металл-вода является скорость потока воды. Когда вода течет плавно, как нежный поток, она течет слоями: это называется ламинарным течением. Слой, который с чем-то контактирует — стенками ватерлинии или дном ручья — будет течь очень медленно. Вода в верхней части потока или в центре ватерлинии должна только проскальзывать мимо себя и течь быстрее. При ламинарном потоке тепло передается очень медленно, поскольку необходимо нагреть этот неподвижный слой, прежде чем текущие слои смогут подхватить его и покинуть форму.