Рис.1. Термопара с плоским наконечником располагается между телом сопла и нагревателем, позволяет поддерживать заданную температуру тела и кончика сопла.
Большинство литейщиков считают, что контроль температуры тела и кончика сопла – это малозначимая деталь. Однако, доктор Деминг всегда учил нас, что детали немаловажны, и пренебрежение ими может влететь в копеечку. Рассмотрим некоторые аспекты, которые также являются основами учения доктора Деминга, и которыми зачастую пренебрегают многие производители.
Таблица 1 – Литье из ПЭТГ
| Заданная температура | Фактическая температура |
| 480°F | 625°F до корректного крепления |
| 480°F | 465°F после корректного крепления |
Таблица 2 – Температура в разных точках тела сопла 150 мм
Как мы видим из таблицы 1, разница между заданной и фактической температурой сопла составляет более 150°F при работе с ПЭТГ. Уровень потерь составляет порядка 50%. Конечно это не является типичным сценарием, но по моему опыту подобные потери – не редкость. Причем это показатели с учетом использования ПИД-контроллера, а не просто регулируемого трансформатора. В таблице 2 приведены более типичные данные, но и они на мой взгляд неприемлемы для качественного и стабильного производства. Почему?
Одним из важнейших аспектов литья из пластмассы на специальном оборудовании является использование правильного температурного режима для конкретного материала, а также равномерность температуры расплава. Это ключевые моменты, позволяющие свести к минимуму количество брака. К браку относится:
- помутнение,
- неравномерность глянца,
- ухудшение свойств материала,
- следы течения,
- неоднородность цвета,
- неоднородность текстуры,
- нестабильность размеров,
- крапчатая фактура,
- застывание материала в кончике сопла,
- волокнистость,
- следы подгорания материала в точке впрыска,
- асимметричное заполнение,
- нестабильность впрыска,
- разводы.
Итог: это серьезная проблема, которая стоит производственникам десятки тысяч долларов ежемесячно, а также часы большого количества времени, потраченного на наладку процесса. У меня нет готового решения, но рекомендации, приведенные ниже, помогут поддерживать температуру расплава как можно ближе к заданному значению и улучшить стабильность работы машин.
В первую очередь, чтобы убедиться, что проблема действительно существует, пройдите по цеху и обратите внимание, как установлены термопары. И вы увидите полную бессистемность. Где-то термопара расположена на нагревателе, где-то на шестиграннике сопла. Но если длина сопла больше 50мм, то это совершенно бессмысленно. Кто-то закрепляет термопару вокруг нагревателя. Могу смело делать ставку на то, что ни одна из них не подает на температурный контроллер корректные данные, что является весомой проблемой.
В идеале было бы неплохо иметь волшебную термопару, которую мы могли бы разместить на теле сопла, и которая бы при помощи ультразвука, микроволн, инфракрасного излучения, либо какой-то другой новейшей технологии считывала бы точную температуру. Некоторые высказывают мнение, что термопара должна быть погружена в расплав, но, чтобы это действительно работало, она должна быть погружена глубоко, на расстояние не менее шести диаметров, что фактически нереально. Кроме того, часто используются машины высокого давления, порядка 170-275МПа, а в этом случае уже стоит задуматься о целостности конструкции сопла.
На сегодняшний день наилучшее решение таково: тщательно очистить поверхность сопла от обгоревшего пластика, затем взять термопару с плоским наконечником, показанную на рисунке 1, расположить ее прямо на теле сопла и смазать место соприкосновения термопастой для лучшей теплопроводности. Место фиксации должно быть удалено от кончика сопла на 1/3 часть его длины. Затем необходимо обернуть место крепления 3-4 раза стекловолоконной лентой. Нагреватель устанавливается поверх плоского наконечника и должен покрывать сопло по всей длине. Также убедитесь, что напряжение нагревательных элементов соответствует требуемому: 110В или 240В.
Взгляните еще раз на таблицу 1, в ней показаны данные измерений до и после применения данной техники крепления. В таблице 2 показаны результаты до, с креплением термопары на зажиме нагревателя. Получается, что, покупая оборудование стоимостью от 50 до 250 тысяч долларов, вы готовы мириться с таким неандертальским подходом к контролю температуры? Также обратите внимание на рисунок 2, на проводе видны остатки пластика, и такая картина – не редкость. Провода не должны свисать, а должны быть закреплены вдоль корпуса материального цилиндра, что позволить избежать их повреждений.
Рис. 2. Остатки пластика
