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模具知识|变模温控制让注塑难题迎刃而解

放大字体  缩小字体 更新日期:2021-07-19  来源:建材之家  作者:模具之家  浏览次数:338
头条推荐:模具知识|分析超精金刚石刀具的超精加工技术
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模具之家讯:汽车和消费品行业对注射制品质量的要求越来越严格,因此对注塑工艺也提出提出了新的要求,如无熔接痕、更短的注射周期和更高的成型精度,而变模温控制技术将让这一切加工难题迎刃而解。

无缝表面、更短注射周期和高成型精度——这三个挑战,需要为注射成型制定一个特别的冷却技术,变模温控制便是一个高效率的解决方案。

变模温控制工具

变模温控制意味着模具温度不是保持不变,而是在一个注射周期中,根据定义的温度曲线进行控制。注射时,温度几乎与注射材料的温度一样高;注射後,模具需要迅速冷却下来以将物料快速固化。因此,利用这项技术,就有可能生产出没有任何流线、变形的高光泽表面的塑料零件。

有很多技术可实现变模温控制,如采用两个冷却回路(蒸汽/水或油/油),液体冷却与感应加热组合,红外加热与液体冷却相结合,或用加热元件的电热加热与液体冷却相结合,以及CPH高性能陶瓷的动态模温精密控制技术或两个循环的温度控制。

有很多技术可实现变模温控制,如采用两个冷却回路(蒸汽/水或油/油),液体冷却与感应加热组合,红外加热与液体冷却相结合,或用加热元件的电热加热与液体冷却相结合,以及CPH高性能陶瓷的动态模温精密控制技术或两个循环的温度控制。

注塑成型动态温控的实现需要开设接近模具轮廓的温度槽,以快速加热和冷却。考虑到各处不同壁厚,在工件的不同区域,热以不同方式传导。冷却通道贯穿模具越多或越接近模腔,冷却过程的调整越准确。前提是每一个冷却通道都有自己的温控。对於较小的工具,通道位於模腔的1.5毫米以下。大模具按两半建立,需要沿工具的轮廓开设很长的温控通道。

闭腔温度控制

变模温控制与短周期时间的要求一定程度上相抵触,但这种冲突可通过像“分段工具温度控制”或Lasercusing(CONCEPT镭射技术公司的专利技术)等新技术来解决。使用这些技术,冷却通道将非常接近模具型腔,可以在模具内实施三维通道结构从而得到理想的冷却通道配置。

温度控制可通过测量接近模腔的模内温度或测量回流的冷却液的温度实现。通常采用热电偶或电阻温度计,如用PT 100作传感器,测量当前的温度,并将这一资讯传递给一个控制器,然後调节每一个通道内冷却剂的流动。调控手段是注入蒸汽或热水加热,用水冷却。此温控类型大大提高表面质量,并明显缩短循环时间。

阀门技术的创新


比例电磁阀的新发展使多回路并联工作温度调节电路得以实施。这些阀的优势在於其采用的磁芯无摩擦轴承,并通过特殊形式的弹簧避免粘滑效应。这可通过优异的记录反映出来,包括最重要的反应灵敏度(占最终值的0.1%),最小的反向误差和优异的调节性能。新的电磁阀测量范围为1:100,这使得它可以适应甚至非常细微的温度改变,如由阀纠正动作引起的非常细微的变化。

用来测量工件冷却过程的决定性试验值是返回温度和出水流量,它有助於用绝对可靠和准确的方式来调整冷却液量。“对於每一个冷却通道都要测量返回温度,从而必须有一个阀门和一个传感器来进行测量,为了提高温度调节的力度也有必要控制流率和流动温度。”Bürkert流体控制系统工艺工程师Egon Hüfner博士解释说。最先进的感应器在100至300毫秒间检测出变化,控制阀在0.3至1秒内调整流量。叶轮传感器(Impeller sensors)特别适合,因为他们的小框架尺寸和卓越的响应时间。

执行器工程

阀的选择取决於流量和冷却液的污染程度。“若为高流速和污染的液体,推荐采用直接作用阀。若温度高达180℃,气动操作的On/Off或调节阀是恰当的。”Hüfner博士说。根据散失的热量,如果要控制阀门开放时间,则在注射成型循环冷却阶段采用开/关温度控制或脉冲冷却。

对於低流速和乾净的冷却液体,如有中央水处理设备,且水温低於90摄氏度时,伺服助力的电磁阀就非常好。尽管是一个小的排泄孔,其名义直径高达20mm。Bürkert公司最新一代的On/Off阀在隔膜上没有排泄孔,因此对於脏的冷却液体不太合适。

对於取决於工件性质的或多或少的冷却,采用多通道的温度控制,利用气动调节阀、直接作用或伺服助力电磁阀,都提供了一个明显的优势。他们的裂缝开度可以迅速地在0-100%间调节。这样的动态调节阀技术使得可以根据工件预先设置温度曲线。迅速实现温度调节保护并增强阀的耐用性。使用气动控制阀,名义直径并不受流体压力限制。通常它的范围从4到20毫米,甚至更高。要调整特定裂缝开度,需要一个补充的电子控制。这个比例调节阀是通过脉冲调节(PWM)实现的。相对於正常的过程式控制阀,这是一个由组合阀定位控制辅助的定位器控制阀。它调整工艺阀活塞到特定裂缝开度。

分散式模温控制

通常,集成流程系统包括一个流量传感器、比例阀和流量控制器。该控制器在系统内起决定性作用,因为它必须能够处理不同的传感器信号,如温度、压力或流量,而且必须能与气动和电气控制系统进行通讯。

Bürkert公司的新一代通用控制器eCONTROL满足上述所有要求,其最重要的特点是:温度调节;压力控制;流量控制;控制On/Off电磁阀,比例阀,过程式控制阀及电动调节阀;输入正常传感器信号(标准信号4至20 mA,频率,PT 100);为设定点用4-20mA与中央控制单元通信,处理值反馈;按选定的应用程式(流量,温度或压力控制)轻松设置;记忆大多数Bürkert阀和传感器的数据。eCONTROL也可作成一个按1/16 DIN标准开孔的面板形式,并可集成到现有控制柜中。分散式模温系统简化了机器的控制,使他们能够专注於自己的正确任务。

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