V minulém čtvrtletí jsme převzali převod formy od evropského dodavatele-čalounění interiéru automobilů, PA66-GF30, tolerance ±0,08 mm. Produkční tým klienta bojoval s rozměrovou nestabilitou celé měsíce. Už upgradovali na tlakovou vodní jednotku za 12 000 USD s přesností ovládání ±0,2 stupně. Problém přetrvával.
Vytáhli jsme formu a nechali chladícími okruhy projít barvivo. Dva ze šesti kanálů vykazovaly 60% omezení průtoku z měřítka. Jeden obvod na straně jádra prošel 32 mm od povrchu dutiny v oblasti brány -téměř ztrojnásobil doporučenou vzdálenost pro sklo-plněný nylon. Regulátor teploty dělal přesně to, co dělat měl. Forma mu nedala nic dělat.
To je rozhovor, který nakonec vedeme častěji, než bychom chtěli. Výběr regulátoru teploty formy je považován za rozhodnutí o nákupu odpojené od návrhu nástroje. Nákup hodnotí průtoky, topný výkon, přesnost regulace. Technika se odhlásí. Výroba nainstaluje jednotku a očekává, že vyřeší tepelné řízení pro jakoukoli formu, která se ve stroji náhodou nachází. Tak přenos tepla nefunguje.
Strop, o kterém nikdo nemluví
Regulátor teploty formy může odebírat teplo pouze tak rychle, jak to chladicí okruh umožňuje. Průměr kanálu, vzdálenost od povrchu dutiny, vedení okruhu, turbulence proudění-určují míru tepelné extrakce. Regulátor reguluje výstupní teplotu a průtok. Pokud geometrie omezuje, kolik tepla se dostane do chladicí kapaliny, regulátor nemá co regulovat.
Skupina ENGEL pro kontrolu teploty uvádí počet zhruba 20 % vyřazených výlisků z důvodu chyb kontroly teploty (engelglobal.com). Co tato statistika neprozrazuje, je, kolik z těchto „chyb“ je ve skutečnosti omezením návrhu. U forem, které jsme za poslední dva roky kontrolovali, může porucha zařízení způsobit asi každý pátý problém s kvalitou-související s teplotou. Zbytek připadá na chladicí okruhy, které byly poddimenzované, špatně umístěné nebo degradované zanedbáním.
Měli jsme aforma lékařského konektoruminulý rok-POM, osm dutin, přísné kosmetické požadavky na spojovací povrchy. Klient specifikoval ovladač na bázi oleje-, protože datový list jeho dodavatele materiálu doporučoval teplotu formy 95 stupňů. Olejové jednotky běží tišeji a tým údržby jim dal přednost. Dobře. Ale POM nepotřebuje regulaci teploty-na oleji na 95 stupňů. Systém tlakové vody zvládá tento rozsah s lepší tepelnou odezvou a asi o 40 % nižší spotřebou energie. Skutečným problémem bylo, že původní design formy měl chladicí kanály vedené kolem vyhazovacích kolíků způsobem, který vytvářel mrtvé zóny na straně dutiny. Přechod z oleje na vodu by to nevyřešil. Přepracování rozložení obvodu udělal.
Co ve skutečnosti pohání návratnost
Regloplas dokumentuje 50% snížení energie čerpadla s proměnnou frekvencí ∆T řízení při 20% snížení rychlosti (regloplas.com). To je skutečné číslo od renomovaného výrobce. Je to také číslo, které předpokládá, že váš chladicí okruh může využívat průtoky dodávané čerpadlem. Nahromadění vodního kamene, poddimenzované kanály, nadměrná délka okruhu s příliš mnoha ohyby-kterékoli z těchto omezení znamená, že čerpadlo pracuje hůře, aby protlačilo chladicí kapalinu přes omezení, která by neměla existovat.
Nejrychlejší návratnost, kterou jsme viděli na optimalizaci regulace teploty, nezahrnovala nákup nového vybavení. Klient pro balení kosmetiky v Polsku zkrátil dobu cyklu z 28 sekund na 16 sekund odstraněním vodního kamene ze tří okruhů, výměnou driftovaného senzoru PT100 a obnovením rovnováhy toku mezi dutinou a stranou jádra. Celková útrata byla nižší než 2 000 EUR. Zkrácení doby cyklu u 2,4 milionu dílů ročně přineslo úspory, které vrátily investici za méně než týden. Regulátory teploty, které používali,-nic zvláštního, standardní vodní jednotky od čínského dodavatele-fungovaly dobře, jakmile chladicí systém skutečně fungoval.
Závod Braun společnosti P&G zvolil opačný přístup a investoval značné prostředky do elektronického monitorování průtoku v každém chladicím okruhu na jejich formách na součásti Oral-B. Dosáhli zdokumentované míry odmítnutí pod 0,05 % (ptonline.com). Ale tým Braun také uznal, že před implementací-monitorování podle okruhu pro ně byla regulace teploty „černou skříňkou“. Měli podezření, že tepelné variace ovlivňují rozměrovou konzistenci, ale nedokázali diagnostikovat, které obvody jsou problematické. To je skutečná hodnota sofistikované technologie řízení teploty-zviditelnění procesu, který většina zařízení považuje za nastavený-a-zapomene.
Otázka materiálu
Dostáváme dotazy na regulátory teploty vody a oleje více než na jakékoli jiné otázky týkající se zařízení. Odpověď je nudně přímočará: používejte vodu, kdykoli je to možné, tlakovou vodu pro technické termoplasty do teploty asi 230 stupňů, olej pouze tehdy, když skutečně potřebujete povrchy forem nad tento rozsah. PEEK, PPS, jistévysokoteplotní polyimidy--vyžadují olej. PA, PC, POM, ABS, vše v komoditním a standardním technickém sortimentu-voda to zvládá s lepší tepelnou vodivostí, nižšími provozními náklady a bez problémů s kontaminací.
Zajímavější otázkou je, jak výběr materiálu ovlivňuje návrh chladicího okruhu, který pak ovlivňuje to, co musí regulátor teploty splnit. Sklo-plněné směsi přenášejí do formy podstatně více tepla než neplněné druhy při ekvivalentních objemech výstřelů. Forma navržená pro neplněný PA66 bude mít problémy s teplotou, když výroba přejde na 30% sklo-plněný PA66. Chladicí okruhy dimenzované pro nenaplněný materiál nedokážou odebírat teplo dostatečně rychle. Doby cyklů se prodlužují nebo díly vycházejí se zbytkovým napětím z nedostatečného chlazení.
Navrhujeme pro nejnáročnější jakost materiálu, který bude nástroj zpracovávat. Pokud existuje nějaká šance, že výroba přejde z nenaplněných směsí na plněné, chladicí systém se tomu musí od prvního dne přizpůsobit. Dodatečné úpravy-přidání obvodů, instalace konformních chladicích vložek-vyjdou na 5 000 až 15 000 USD a vyžadují vyřazení formy z výroby. Zabudování dostatečné tepelné kapacity do původního návrhu zvyšuje náklady na nástroje možná o 10-15 %. Matematika obvykle dává přednost tomu, abyste to udělali správně hned napoprvé.
Slepý úhel údržby
Nikdo nepočítá s údržbou chladicího systému, dokud se něco nerozbije. Čtvrtletní odstraňování vodního kamene, ověřování průtoku, kontrola těsnění-tyto úkoly jsou utlačovány, protože výrobní plány jsou napjaté a formy „fungují dobře“. Poté se postupně, během šesti až dvanácti měsíců, časy cyklů posunou nahoru. Metriky kvality prokluzují. Někdo nakonec vytáhne nástroj a najde kanály, které vypadají jako vnitřek starého ohřívače vody.
Vrstva měřítka 1/16 palce zvyšuje dobu chlazení zhruba o 15 %. To se hromadí natolik pomalu, že operátoři připisují delší cykly kolísání šarže materiálu, změnám okolní teploty nebo opotřebení stroje. V době, kdy je souvislost s degradací chladicího systému zřejmá, jste spotřebovali penalizaci doby cyklu za tisíce výrobních hodin.
Zařízení, která se této pasti vyhýbají, zacházejí s údržbou chladicího systému stejným způsobem, jakým zacházejí s preventivní údržbou samotných vstřikovacích strojů -plánovanou, zdokumentovanou,-nedohodnutelnou. Testování průtoku každé čtvrtletí. Odvápnění ročně nebo při poklesu průtoku pod základní čáru. Kalibrace senzoru podle skutečného plánu, spíše než když hodnoty začnou vypadat podezřele. Nejsou to drahé aktivity. Potřebují jen někoho, kdo nese odpovědnost.
Kam přicházíme
V Abis Mould je specifikace chladicího systému součástíRozsah DFMna každém programu. Modelujeme distribuci tepelného toku, velikost kanálů pro materiál a cíle doby cyklu a konfigurujeme směrování okruhu, abychom se vyhnuli mrtvým zónám a omezením průtoku, které způsobují problémy ve výrobě. K výběru regulátoru teploty dojde po proudu-, jakmile víme, jaké tepelné podmínky forma skutečně podporuje.
U stávajících forem s problémy s kvalitou-souvisejícími s teplotou můžeme vyhodnotit, zda je omezením vybavení nebo geometrie. Někdy má upgrade ovladače smysl. Častěji je problémem chladicí okruh, který vyžaduje úpravu nebo údržbu, která byla odložena příliš dlouho. Ať tak či onak, diagnostika začíná formou, nikoli speciálem na nové jednotce řízení teploty.
Pokud plánujete aprogram forems přísnými tepelnými požadavky nebo řešením problémů s teplotou na stávajících nástrojích může náš technický tým projít specifiky. Konverzace o chladicím systému je produktivnější, když k ní dojde brzy-, ale nikdy není pozdě zjistit, co výkon skutečně omezuje.