Минулого кварталу ми взяли на себе передачу прес-форми від європейського постачальника-автомобільного внутрішнього оздоблення, PA66-GF30, допуски ±0,08 мм. Виробнича команда клієнта місяцями боролася з нестабільністю розмірів. Вони вже модернізували систему з водою під тиском вартістю 12 000 доларів з точністю контролю ±0,2 градуса. Проблема залишилася.
Ми витягли форму та пропустили барвник через контури охолодження. Два з шести каналів показали 60% обмеження потоку від масштабу. Одна ланцюг на стороні серцевини проходив 32 мм від поверхні порожнини в зоні затвора-майже втричі більше, ніж рекомендована відстань для скляного-нейлону. Терморегулятор робив саме те, що мав робити. Цвіль не давала йому нічого для роботи.
Це розмова, яку ми ведемо частіше, ніж хотілося б. Вибір регулятора температури прес-форми розглядається як рішення про закупівлю, не пов’язане з проектом інструменту. При закупівлі оцінюються витрати, потужність нагріву, точність регулювання. Інженерні підписи. Виробництво встановлює блок і очікує, що він вирішить терморегуляцію будь-якої цвілі, яка трапиться в машині. Це не те, як теплообмін працює.
Стеля, про яку ніхто не говорить
Контролер температури прес-форми може відводити тепло лише настільки швидко, наскільки це дозволяє контур охолодження. Діаметр каналу, відстань від поверхні порожнини, маршрут контуру, турбулентність потоку-вони визначають швидкість відведення тепла. Контролер регулює температуру подачі та потік. Якщо геометрія обмежує, скільки тепла досягає теплоносія, контролеру нічого регулювати.
Група контролю температури ENGEL оцінює приблизно 20% бракованих формованих виробів, що відстежують помилки контролю температури (engelglobal.com). Ця статистика не висвітлює, скільки з цих «помилок» насправді є обмеженнями дизайну. У прес-формах, які ми перевіряли протягом останніх двох років, несправність обладнання спричиняє, можливо, кожну п’яту температурну-проблему якості. Решта зводиться до контурів охолодження, які були заниженими, неправильно розташованими або погіршеними через недбалість.
У нас був амедичний роз'єм цвільминулого року-POM, вісім порожнин, суворі косметичні вимоги до поверхонь, що сполучаються. Клієнт вказав контролер на основі масла-, оскільки в таблиці даних постачальника матеріалів рекомендована температура форми 95 градусів. Масляні агрегати працюють тихіше, і технічне обслуговування віддало перевагу їм. добре. Але POM не потребує контролю температури-на основі масла на рівні 95 градусів. Водяна система під тиском справляється з цим діапазоном із кращою температурною реакцією та приблизно на 40% меншим споживанням енергії. Справжня проблема полягала в тому, що оригінальна конструкція прес-форми мала канали охолодження, спрямовані навколо виштовхувальних штифтів таким чином, що створювали мертві зони з боку порожнини. Перехід від нафти до води це не вирішив би. Зроблено переробку схеми схеми.
Що насправді сприяє окупності
Regloplas документує 50% зниження енергії насоса з регулюванням змінної частоти ∆T при 20% зниженні швидкості (regloplas.com). Це реальна цифра від авторитетного виробника. Це також число, яке передбачає, що ваш контур охолодження може використовувати швидкість потоку, яку забезпечує насос. Утворення накипу, занижені канали, надмірна довжина контуру із забагато вигинами-будь-яке з цих обмежень означає, що насос працює важче, щоб проштовхувати охолоджуючу рідину через обмеження, яких не повинно існувати.
Найшвидша окупність оптимізації контролю температури, яку ми спостерігали, не включала придбання нового обладнання. Клієнт упаковки косметики в Польщі скоротив тривалість циклу з 28 секунд до 16 секунд шляхом видалення накипу з трьох контурів, заміни дрейфованого датчика PT100 і відновлення балансу потоку між порожниною та серцевиною. Загальні витрати становили менше 2000 євро. Скорочення тривалості циклу на 2,4 мільйона деталей на рік забезпечило економію, яка окупила інвестиції менш ніж за тиждень. Терморегулятори, які вони використовували-нічого особливого, стандартні водяні блоки від китайського постачальника-працювали добре, коли система охолодження справді працювала.
Підприємство P&G у Брауні застосувало протилежний підхід, інвестувавши значні кошти в електронний моніторинг потоку в кожному контурі охолодження їхніх форм для компонентів Oral-B. Вони досягли задокументованих показників відхилень нижче 0,05% (ptonline.com). Але команда Braun також визнала, що перед запровадженням моніторингу кожного контуру контроль температури був для них «чорним ящиком». Вони підозрювали, що температурні коливання впливають на постійність розмірів, але не змогли діагностувати, які схеми є проблемними. Це справжня цінність складної технології контролю температури-догляду за процесом, який більшість установ сприймає як встановлений-і-забуває.
Матеріальне питання
Про контролери температури води та масла нас запитують частіше, ніж про будь-яке інше обладнання. Відповідь надзвичайно проста: використовуйте воду, коли це можливо, воду під тиском для технічних термопластів приблизно до 230 градусів, масло лише тоді, коли вам справді потрібні поверхні форми вище цього діапазону. PEEK, PPS, певнийвисоко{0}}температурні полііміди-для них потрібна нафта. PA, PC, POM, ABS, все в звичайному та стандартному інженерному діапазоні-вода справляється з кращою теплопровідністю, нижчими експлуатаційними витратами та відсутністю головного болю від забруднення.
Більш цікаве питання полягає в тому, як вибір матеріалу впливає на конструкцію контуру охолодження, що потім впливає на те, що має виконувати терморегулятор. Склади зі скло{1}}наповнювачем передають значно більше тепла в форму, ніж сорти без наповнювача за еквівалентних об’ємів порцій. Форма, розроблена для ненаповненого ПА66, буде термічно боротися, коли виробництво перейде на 30% скло-заповнений ПА66. Контури охолодження, призначені для незаповненого матеріалу, не можуть відводити тепло достатньо швидко. Тривалість циклу подовжується або деталі виходять із залишковою напругою через недостатнє охолодження.
Ми розробляємо для найвибагливіших матеріалів, які оброблятиме інструмент. Якщо є хоч якийсь шанс, що виробництво буде переміщено з ненаповнених сумішей на наповнені, система охолодження повинна врахувати це з першого дня. Модернізація-додавання контурів, встановлення конформних охолоджуючих вставок-коштує від 5000 до 15 000 доларів США та потребує зняття форми з виробництва. Вбудовування належної теплової потужності в оригінальний дизайн додає, можливо, 10-15% до вартості інструменту. Математика зазвичай сприяє тому, щоб зробити це правильно з першого разу.
Сліпа зона технічного обслуговування
Ніхто не вкладає в бюджет обслуговування системи охолодження, поки щось не зламається. Щоквартальне видалення накипу, перевірка швидкості потоку, перевірка ущільнень-ці завдання ускладнюються, оскільки виробничі графіки щільні, а форми «працюють добре». Потім поступово, протягом шести-дванадцяти місяців, тривалість циклу збільшується. Помилка показників якості. Зрештою хтось витягує інструмент і знаходить канали, схожі на внутрішню частину старого водонагрівача.
Шар накипу розміром 1/16 дюйма збільшує час охолодження приблизно на 15%. Це накопичується досить повільно, тому оператори пояснюють довший цикл зміною партії матеріалу, змінами температури навколишнього середовища або зносом машини. До того моменту, коли зв’язок із погіршенням системи охолодження стане очевидним, ви з’їсте час циклу за тисячі годин виробництва.
Підприємства, які уникають цієї пастки, ставляться до технічного обслуговування системи охолодження так само, як до профілактичного технічного обслуговування самих машин для впорскування-запланованого, задокументованого,-непідлягає обговоренню. Тестування потоку щокварталу. Видалення накипу щорічно або коли швидкість потоку падає нижче базового рівня. Калібрування датчика за фактичним розкладом, а не тоді, коли показання починають виглядати підозрілими. Це не дорогі заходи. Вони просто вимагають, щоб хтось ніс відповідальність.
Де ми входимо
У Abis Mould специфікація системи охолодження є частиноюОбласть застосування DFMна кожній програмі. Ми моделюємо розподіл теплового потоку, розмір каналів для матеріалу та цільовий час циклу, а також налаштовуємо маршрути контурів, щоб уникнути мертвих зон і обмежень потоку, які створюють проблеми у виробництві. Вибір регулятора температури відбувається далі-, коли ми дізнаємося, які температурні умови може підтримувати форма.
Для існуючих прес-форм із проблемами якості-, пов’язаними з температурою, ми можемо оцінити, чи є обмеження обладнанням чи геометрією. Іноді має сенс оновити контролер. Частіше проблема полягає в контурі охолодження, який потребує модифікації або обслуговування, яке було відкладено занадто довго. У будь-якому випадку діагностика починається з форми, а не з технічних характеристик нового терморегулятора.
Якщо ви плануєте aпрограма для цвіліз жорсткими вимогами до тепла або боротьбою з температурними проблемами на наявному інструменті наша команда інженерів може ознайомитися з особливостями. Розмова про систему охолодження продуктивніша, коли це відбувається рано-але ніколи не пізно з’ясувати, що насправді обмежує продуктивність.