Как повысить эффективность литьевого производства?

Процесс литья под давлением должен соответствовать все более высоким требованиям к качеству поверхности и точности формования. От заготовки требуется отсутствие натяжения, деформации, высокая точность формовки и бесшовная поверхность. Инновация процесса литья под давлением в основном продвигается автомобильной промышленностью и легкой промышленностью. Например, такие продукты, как корпус фары или телевизор с плоским экраном, требуют очень чистой поверхности. Помимо качества поверхности и точности литья, эффективность процесса литья под давлением также очень важна. В процессе литья под давлением время охлаждения заготовки составляет 70 процентов производственного времени. Ускорение процесса охлаждения может повысить эффективность производства.
Эти три требования: бесшовная поверхность, короткий цикл литья под давлением и высокая точность литья под давлением требуют специальной прецизионной технологии охлаждения литьевой формы, одной из которых является технология регулирования температуры, которая широко используется в последние годы.
Технология плавного регулирования температуры
Переменный контроль температуры: то есть температура формы не является постоянной, а регулируется в соответствии с заданной температурной кривой во время процесса литья под давлением. Температура формы во время литья под давлением на 10-30 градусов C выше, чем температура стеклования материала для литья под давлением. После впрыска температура формы должна быть быстро снижена до температуры извлечения из формы. С помощью этой технологии можно производить пластмассовые детали без следов течения, деформации и с очень гладкой поверхностью. Существует множество технологий, доступных для регулирования температуры:
Методы быстрого нагрева формы включают
· Индукционный нагрев
· Инфракрасное отопление
·Электрическое отопление
· Водяное отопление
Во всех этих технологиях используется хладагент для быстрого охлаждения формы до температуры извлечения из формы.
Для сокращения продолжительности цикла наиболее эффективным методом зарекомендовал себя метод нагрева, основанный на технологии CPH [1] с использованием высокопроизводительных керамических ТЭНов или парового нагрева.
Для реализации этого динамического процесса канал регулирования температуры должен быть близок к контуру модели, чтобы обеспечить быстрый нагрев и охлаждение. Кроме того, необходимо учитывать, что разные участки заготовки имеют разную теплопроводность из-за разной толщины стенок. Чем больше охлаждающих каналов проходит через форму и чем ближе к полости, тем выше точность процесса охлаждения, которую можно контролировать и регулировать. В качестве обязательного условия для каждого канала охлаждения требуется собственный контроль температуры.
Для пресс-формы с регулированием температуры горячей и холодной воды предусмотрена новая модульная группа клапанов, состоящая из шести клапанов (см. фото). Клапанная группа объединяет блок контроля температуры горячей и холодной воды, который можно удобно использовать для системы термоцикла с регулируемой температурой пресс-формы для литья под давлением. Пневматический пилотный модуль управления управляет шестью пневматическими клапанами для переключения между горячим и холодным в соответствии с циклом впрыска. Преимущество этой схемы в том, что она очень компактна, а модуль контроля температуры может быть встроен как опция.
Модульный универсальный контроллер 8611 eCONTROL и вспомогательный прибор Buerkert
Контроль температуры в ближней камере
Существует некоторое противоречие между регулированием переменной температуры и требованием короткого времени цикла, которое может быть решено с помощью новой технологии пресс-форм (например, «сегментного контроля температуры» [2] или Lasercussing [3]). С помощью этих технологий канал охлаждения может быть расположен очень близко к полости формы, так что трехмерная структура канала может быть реализована в форме, чтобы получить идеальную конфигурацию канала охлаждения.
В процессе литья под давлением необходим точный контроль температуры. Его объектом управления является средняя температура внутренней стенки камеры формы. Контроль температуры может осуществляться в пресс-форме рядом с камерой или путем измерения температуры хладагента в обратном трубопроводе. Температура стенок пресс-формы может неоднократно достигать наиболее важного стандарта измерения правильной точки контроля температуры. Расход хладагента измеряется с помощью очень компактного датчика крыльчатки, который можно интегрировать в настраиваемую систему, а значение измерения расхода в режиме реального времени передается на контроллер, который контролирует расход хладагента в каждом канале и быстро корректирует отклонение через инновационная технология пропорционального регулирующего клапана. Такой контроль температуры в соответствии с потребностями значительно улучшил качество поверхности и значительно сократил время цикла.
Инновационная технология клапана
Недавно разработанный пропорциональный электромагнитный клапан позволяет реализовать схему управления потоком с многоконтурной параллельной работой. Преимущество этого нового пропорционального электромагнитного клапана заключается в том, что в нем используется пружина особой формы, благодаря которой сердечник электромагнита работает без трения, что предотвращает эффект прерывистого скольжения, и, таким образом, имеет отличные характеристики: высокая чувствительность срабатывания (0,1 процента конечного значения), минимальная обратная ошибка и отличные характеристики управления. Соотношение диапазонов нового пропорционального электромагнитного клапана составляет 1:100, поэтому даже небольшое отклонение потока можно контролировать с помощью чрезвычайно точной коррекции клапана.
Турбинный датчик расхода, установленный на опорной плите или установленный отдельно, максимальная рабочая температура 160˚ C
Диаметр регулирующего клапана с микропозиционером составляет 4–15 мм.
Решающими параметрами, используемыми для измерения процесса охлаждения заготовки, являются температура обратной воды и расход воды, которые помогают контролировать охлаждение заготовки и формы абсолютно надежным и точным способом. Доктор Эгон Хюфнер, инженер компании Bürtert, сказал: «Необходимо измерять расход возвратной воды каждого канала охлаждения. В каждом канале должен быть клапан и датчик». Для измерения тепла, поглощаемого в процессе охлаждения, необходимо также измерить температуру на входе и выходе. Время отклика самого современного датчика расхода для обнаружения изменений расхода составляет 100 – 300 миллисекунд, а регулирующий клапан может выполнить регулирование расхода за 0,3 – 0,5 секунды. Датчик расхода турбины особенно подходит для труб с номинальным диаметром больше или равным 6 мм из-за его небольшого размера и чрезвычайно быстрого времени отклика.
Конструкция привода
Клапан подбирается в зависимости от расхода и степени загрязнения теплоносителя. Доктор Хюфнер сказал: «Для больших потоков и грязных жидкостей рекомендуются клапаны прямого действия. Для жидкостей с максимальной температурой 200 градусов можно выбрать пневматические двухпозиционные клапаны или регулирующие клапаны». Если время открытия клапана регулируется в соответствии с поглощенным теплом, метод контроля температуры включения-выключения можно использовать на стадии охлаждения процесса литья под давлением.
Для небольшого расхода и очень чистого теплоносителя, например, есть центральная установка водоподготовки, а температура воды ниже 120 градусов. Вспомогательный электромагнитный клапан с сервоприводом является идеальным выбором. Хотя этот клапан имеет маленькое пилотное отверстие, номинальный диаметр клапана может достигать 20 мм. В двухпозиционном клапане нового поколения Bürkert отсутствует пилотное отверстие на диафрагме, поэтому он не чувствителен к загрязненной охлаждающей жидкости.
В соответствии с различными заготовками многоканальный контроль температуры включает в себя большее или меньшее количество контуров охлаждения. Пропорциональный электромагнитный клапан прямого действия или с сервоприводом имеет очевидные преимущества, и его открытие можно быстро отрегулировать в любом положении в диапазоне 0-100 процентов. Эта технология динамического регулирующего клапана позволяет осуществлять управление потоком в соответствии с предварительно запрограммированной кривой потока, настроенной для обрабатываемой детали.
Пневматический клапан с минимальным диаметром 4 мм является идеальным выбором для условий высокой температуры, высокого давления и большого расхода.
Для управления открытием клапана необходимо дополнительное электронное устройство управления. Открытие пропорционального электромагнитного клапана управляется сигналом широтно-импульсной модуляции (ШИМ), а открытие общепрограммного регулирующего клапана управляется позиционером. В позиционер интегрирована система управления положением клапана, которая может управлять положением технологического клапана в соответствии с определенным открытием.
Распределенный контроль температуры
Обычная система управления расходом включает в себя датчик расхода (турбинный или ультразвуковой), пропорциональный клапан и регулятор расхода с функцией каскадного контроля температуры и может сочетаться с различными клапанами. Регулятор расхода играет решающую роль в системе. Он должен иметь возможность обрабатывать различные сигналы датчиков, такие как температура, давление или расход, а также обрабатывать пневматические и электронные системы управления. Новый универсальный контроллер eCONTROL от Bürkert обладает всеми этими функциями, и его наиболее важными особенностями являются:
-Регулировка температуры
-Контроль давления
-Управление потоком
-Управляемый двухпозиционный электромагнитный клапан, пропорциональный электромагнитный клапан, программный регулирующий клапан и электрический регулирующий клапан
-Вход представляет собой стандартный сигнал датчика (стандартный сигнал 4-20 мА, частота, PT100)
-Используйте сигнал 4-20 мА для связи с центральным блоком управления, чтобы обеспечить обратную связь заданного значения и значения процесса.
-Удобно настроить в соответствии с выбранным приложением (контроль расхода, температуры или давления),
-Параметры большинства клапанов и датчиков Bürkert сохраняются
ECONTROL также может быть панельного типа с размером монтажного отверстия 1/16 DIN, который можно установить в существующий шкаф управления.
Многоканальный модуль охлаждения: включая датчик расхода, датчик температуры и пропорциональный электромагнитный клапан
Пропорциональный электромагнитный клапан: диаметр 0.05–20 мм
Клапанная группа может работать в трех состояниях: холостой ход (V2 и V5 открыты), обогрев (V1, V3 и V5 открыты) или охлаждение (V2, V4 и V6 открыты).
Модуль регулирования температуры с 6 клапанами
Децентрализованное управление имеет, в частности, следующие преимущества:
· Идеальное сочетание датчика, клапана и регулирующего контроллера
· Полная система управления машиной может сосредоточиться на своей задаче
·Удобно для обновления и трансформации оборудования. Простое принятие простых мер по оптимизации может значительно сократить цикл охлаждения и значительно оптимизировать качество заготовки.