كيفية تحسين كفاءة إنتاج القولبة بالحقن؟

تحتاج عملية القولبة بالحقن إلى تلبية المتطلبات المتزايدة لجودة السطح ودقة التشكيل. قطعة العمل مطلوبة لعدم وجود توتر أو تشوه أو دقة تشكيل عالية وسطح غير ملحوم. يتم تعزيز ابتكار عملية القولبة بالحقن بشكل أساسي من خلال صناعة السيارات وصناعة السلع الاستهلاكية. على سبيل المثال ، تتطلب المنتجات مثل غطاء المصباح الأمامي أو التلفزيون ذي الشاشة المسطحة أن يكون سطحها نظيفًا جدًا. بالإضافة إلى جودة السطح ودقة التشكيل ، فإن كفاءة عملية القولبة بالحقن مهمة جدًا أيضًا. في عملية التشكيل بالحقن ، فإن وقت تبريد قطعة العمل يمثل 70 بالمائة من وقت الإنتاج. يمكن أن يؤدي تسريع عملية التبريد إلى تحسين كفاءة الإنتاج.
تتطلب هذه المتطلبات الثلاثة: السطح غير الملحوم ودورة التشكيل بالحقن القصيرة ودقة التشكيل العالية تقنية تبريد خاصة لقوالب الحقن الدقيقة ، أحدها تقنية التحكم في درجة الحرارة المتغيرة ، والتي تم استخدامها على نطاق واسع في السنوات الأخيرة.
تكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة المتغيرة
التحكم في درجة الحرارة المتغيرة: أي أن درجة حرارة القالب ليست ثابتة ، ولكن يتم التحكم فيها وفقًا لمنحنى درجة الحرارة المحدد أثناء عملية التشكيل بالحقن. تكون درجة حرارة القالب أثناء القولبة بالحقن أعلى 10-30 درجة مئوية من درجة حرارة التزجج لمادة القولبة بالحقن. بعد الحقن ، يجب خفض درجة حرارة القالب بسرعة إلى درجة حرارة إزالة القوالب. مع هذه التكنولوجيا ، يمكن إنتاج قطع العمل البلاستيكية بدون علامات التدفق والتشوه والسطح الأملس للغاية. هناك العديد من التقنيات المتاحة للتحكم في درجة الحرارة المتغيرة:
تشمل طرق تسخين القالب السريع
· التدفئة التعريفي
· تدفئة بالأشعة تحت الحمراء
· تدفئة كهربائية
· تسخين الماء الساخن
تستخدم كل هذه التقنيات المبردات لتبريد القالب بسرعة إلى درجة حرارة إزالة القوالب.
من أجل تقصير وقت الدورة ، تم إثبات أن طريقة التسخين المعتمدة على تقنية CPH [1] باستخدام عناصر تسخين خزفية عالية الأداء أو تسخين بالبخار هي الطريقة الأكثر فعالية
لتحقيق هذه العملية الديناميكية ، يجب أن تكون قناة التحكم في درجة الحرارة قريبة من محيط النموذج لضمان التسخين والتبريد السريع. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المناطق المختلفة من قطعة العمل لها توصيل حراري مختلف بسبب سماكة الجدار المختلفة. كلما زاد تدفق قنوات التبريد عبر القالب وكلما اقتربنا من التجويف ، زادت دقة عملية التبريد التي يمكن التحكم فيها وتعديلها. كشرط أساسي ، تحتاج كل قناة تبريد إلى التحكم في درجة الحرارة الخاصة بها.
يتم توفير مجموعة صمامات معيارية جديدة تتكون من ستة صمامات (انظر الصورة) لقالب الحقن مع التحكم في درجة حرارة الماء الساخن والماء البارد. تدمج مجموعة الصمامات الماء الساخن ووحدة التحكم في درجة حرارة الماء البارد ، والتي يمكن استخدامها بشكل ملائم لنظام الدورة الحرارية للتحكم في درجة الحرارة المتغيرة لقالب الحقن. تتحكم وحدة التحكم التجريبية الهوائية في ستة صمامات تعمل بالهواء المضغوط للتبديل بين الساخن والبارد وفقًا لدورة الحقن. تتمثل ميزة هذا المخطط في أنه مضغوط للغاية ، ويمكن دمج وحدة التحكم في درجة الحرارة كخيار.
وحدة تحكم عالمية 8611 معيارية eCONTROL وأداة دعم Buerkert
بالقرب من التحكم في درجة حرارة الغرفة
هناك بعض التناقض بين التحكم في درجة الحرارة المتغيرة ومتطلبات دورة زمنية قصيرة ، والتي يمكن حلها عن طريق تقنية قوالب جديدة (مثل "التحكم في درجة الحرارة المقسمة" [2] أو Lasercussing [3]). باستخدام هذه التقنيات ، يمكن أن تكون قناة التبريد قريبة جدًا من تجويف القالب ، بحيث يمكن تحقيق الهيكل ثلاثي الأبعاد للقناة في القالب ، وذلك للحصول على التكوين المثالي لقناة التبريد.
في عملية التشكيل بالحقن ، من الضروري التحكم الدقيق في درجة الحرارة. كائن التحكم الخاص به هو متوسط ​​درجة حرارة الجدار الداخلي لحجرة القالب. يمكن إجراء التحكم في درجة الحرارة في القالب القريب من الحجرة أو عن طريق قياس درجة حرارة المبرد في أنبوب العودة. يمكن أن تصل درجة حرارة جدار القالب بشكل متكرر إلى أهم معيار قياس لنقطة التحكم في درجة الحرارة الصحيحة. يتم قياس تدفق سائل التبريد باستخدام مستشعر دفع مضغوط للغاية يمكن دمجه في النظام المخصص ، ويتم نقل قيمة قياس التدفق في الوقت الفعلي إلى وحدة التحكم ، التي تتحكم في تدفق مادة التبريد لكل قناة ، وتصحح الانحراف بسرعة من خلال تكنولوجيا صمام التحكم النسبي المبتكرة ، هذا النوع من التحكم في درجة الحرارة وفقًا للاحتياجات أدى إلى تحسين جودة السطح بشكل كبير وقصر وقت الدورة بشكل كبير.
تكنولوجيا الصمامات المبتكرة
يتيح الصمام اللولبي النسبي المطور حديثًا تحقيق دائرة التحكم في التدفق مع التشغيل المتوازي متعدد الحلقات. تكمن ميزة هذا الصمام اللولبي النسبي الجديد في أنه يستخدم زنبركًا على شكل خاص لجعل قلب المغناطيس الكهربائي يعمل بدون احتكاك لمنع تأثير الالتصاق والانزلاق ، وبالتالي يتمتع بأداء ممتاز: حساسية استجابة عالية (0. 1 في المائة من القيمة النهائية) ، أدنى خطأ عكسي وأداء تحكم ممتاز. معدل المدى لصمام الملف اللولبي النسبي الجديد هو 1: 100 ، لذلك يمكن التحكم في انحراف التدفق الصغير عن طريق إجراء تصحيح دقيق للغاية للصمام.
مستشعر تدفق التوربينات ، مثبت على اللوح الأساسي أو مثبت بشكل منفصل ، أقصى درجة حرارة تشغيل 160 درجة مئوية
قطر صمام التحكم في العملية مع جهاز تحديد المواقع الصغير هو 4 مم - 15 مم
المعلمات الحاسمة المستخدمة لقياس عملية تبريد قطعة العمل هي درجة حرارة الماء العائد وتدفق المياه ، مما يساعد على التحكم في تبريد قطعة العمل والقالب بطريقة موثوقة ودقيقة تمامًا. وقال الدكتور Egon H ü fner المهندس بشركة B ü rtert: "يجب قياس تدفق المياه العائدة لكل قناة تبريد. يجب أن يكون لكل قناة صمام وجهاز استشعار". من أجل قياس الحرارة الممتصة بواسطة عملية التبريد ، يجب أيضًا قياس درجة حرارة المدخل والمخرج. وقت استجابة جهاز استشعار التدفق الأكثر تقدمًا لاكتشاف تغيرات التدفق هو 1 0 0 - 300 مللي ثانية ، ويمكن للصمام المنظم إكمال تنظيم التدفق في 0.3 - 0.5 ثانية. يعتبر مستشعر تدفق التوربينات مناسبًا بشكل خاص للأنابيب التي يزيد قطرها الاسمي عن 6 مم أو يساويها نظرًا لصغر حجمها ووقت الاستجابة السريع للغاية.
تصميم المحرك
يتم اختيار الصمام وفقًا لمعدل التدفق ودرجة تلوث سائل التبريد. قال الدكتور H ü fner: "بالنسبة للسوائل ذات التدفق الكبير والسوائل المتسخة ، يوصى باستخدام الصمامات ذات التأثير المباشر. بالنسبة للسوائل ذات درجة الحرارة القصوى 200 درجة ، يمكن اختيار صمامات تعمل بالهواء المضغوط أو صمامات تنظيم." إذا تم التحكم في وقت فتح الصمام وفقًا للحرارة الممتصة ، فيمكن استخدام طريقة التحكم في درجة الحرارة أثناء التشغيل والتوقف في مرحلة التبريد لعملية التشكيل بالحقن.
بالنسبة للتدفق الصغير والمبرد النظيف للغاية ، على سبيل المثال ، توجد وحدة معالجة مياه مركزية ، ودرجة حرارة الماء أقل من 120 درجة. صمام الملف اللولبي المساعد المؤازر هو الخيار الأمثل. على الرغم من أن هذا الصمام يحتوي على ثقب تجريبي صغير ، إلا أن القطر الاسمي للصمام يمكن أن يصل إلى 20 مم. الجيل الجديد من صمام B ü rkert on-off يعمل على التخلص من الفتحة التجريبية الموجودة على الحجاب الحاجز ، لذلك فهو غير حساس لسائل التبريد الملوث.
وفقًا لقطع العمل المختلفة ، يشتمل التحكم في درجة الحرارة متعدد القنوات على دوائر تبريد أكثر أو أقل. يتمتع صمام الملف اللولبي النسبي ذو المفعول المباشر أو المؤازر بمزايا واضحة ، ويمكن تعديل فتحه بسرعة إلى أي موضع ضمن نطاق 0-100 بالمائة. تتيح تقنية صمام التنظيم الديناميكي هذه التحكم في التدفق وفقًا لمنحنى التدفق المبرمج مسبقًا والمخصص لقطعة العمل.
يعتبر الصمام الهوائي خيارًا مثاليًا لدرجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي وظروف التدفق الكبيرة ، بقطر لا يقل عن 4 مم.
من أجل التحكم في فتح الصمام ، من الضروري وجود جهاز تحكم إلكتروني إضافي. يتم التحكم في فتح صمام الملف اللولبي النسبي عن طريق إشارة تعديل عرض النبضة (PWM) ، ويتم التحكم في فتح صمام التحكم في البرنامج العام بواسطة جهاز تحديد المواقع. يدمج جهاز تحديد المواقع نظام التحكم في موضع الصمام ، والذي يمكنه التحكم في موضع صمام صمام العملية في فتحة معينة.
التحكم في درجة الحرارة الموزعة
يشتمل نظام التحكم في التدفق العادي على مستشعر التدفق (التوربينات أو الموجات فوق الصوتية) ، والصمام النسبي ووحدة التحكم في التدفق مع وظيفة التحكم في درجة الحرارة المتتالية ويمكن أن تتطابق مع الصمامات المختلفة. تلعب وحدة التحكم في التدفق دورًا حاسمًا في النظام. يجب أن يكون قادرًا على معالجة إشارات أجهزة الاستشعار المختلفة ، مثل درجة الحرارة أو الضغط أو التدفق ، ويجب أيضًا أن يكون قادرًا على معالجة أنظمة التحكم الهوائية والإلكترونية. تحتوي وحدة التحكم العامة الجديدة eCONTROL من B ü rkert على كل هذه الوظائف ، ومن أهم ميزاتها:
-تنظيم درجة الحرارة
-التحكم في الضغط
-التحكم في التدفق
- صمام الملف اللولبي القابل للتحكم ، وصمام الملف اللولبي النسبي ، وصمام التحكم بالبرنامج وصمام التنظيم الكهربائي
- الإدخال هو إشارة مستشعر قياسية (4-20 إشارة قياسية مللي أمبير ، تردد ، PT100)
-استخدام إشارة 4-20 mA للتواصل مع وحدة التحكم المركزية لتوفير القيمة المحددة وتعليقات حول قيمة العملية
- من السهل ضبطه وفقًا للتطبيق المحدد (التحكم في التدفق أو درجة الحرارة أو الضغط) ،
- يتم تخزين معلمات معظم صمامات وأجهزة الاستشعار B ü rkert
يمكن أيضًا تزويد ECONTROL بنوع لوحة ، وحجم فتحة التثبيت هو 1/16 DIN ، والتي يمكن تثبيتها في خزانة التحكم الحالية.
وحدة تبريد متعددة القنوات: بما في ذلك مستشعر التدفق ومستشعر درجة الحرارة وصمام الملف اللولبي النسبي
صمام الملف اللولبي النسبي: القطر 0. 05 مم - 20 مم
يمكن أن تعمل مجموعة الصمامات في ثلاث حالات: الخمول (فتح V2 و V5) ، والتدفئة (فتح V1 و V3 و V5) أو التبريد (فتح V2 و V4 و V6)
وحدة التحكم في درجة الحرارة المتغيرة مع 6 صمامات
تتمتع الرقابة اللامركزية بالمزايا التالية على وجه الخصوص:
· مزيج مثالي من المستشعر والصمام ووحدة التحكم المنظمة
· يمكن أن يركز نظام التحكم الكامل في الماكينة على مهمته
· إنه ملائم لتجديد المعدات وتحويلها. يمكن أن يؤدي اتخاذ إجراءات تحسين بسيطة إلى تقصير دورة التبريد إلى حد كبير وتحسين جودة قطعة العمل بشكل كبير.