Факторы, влияющие на температуру расплава в обогреваемых литниковых каналах

Факторы, влияющие на температуру расплава в обогреваемых литниковых каналах

 Что влияет на температуру расплавленного полимера в литниковых каналах

Основным источником тепла в процессе обработки полимеров является диссипация энергии в расплавленном материале. Диссипация обусловлена двумя механизмами: сдвиговыми течениями и сжатием.

Сдвиговые течения являются наибольшими провокаторами выделения тепловой энергии из-за высокой скорости впрыска. Наибольшее количество энергии выделяется в процессе пластикации и в период впрыска, поэтому и температуры здесь будут значительно выше, чем на других этапах обработки полимера.

Сжатие материала на разных зонах горячеканального литника отличается по своим характеристикам, так как давление расплавленной массы на протяжении всего литьевого процесса разное. Течение расплавленной массы полимера по литниковым каналам и во время заполнения формы зависит от увеличивающегося перепада давления во всей системе.

Температура полимера в горячеканальной системе литников зависит от температуры расплавленной массы, которая поступает из цилиндрической полости литьевого оборудования.

Общий тепловой баланс также поддерживается за счет работы нагревателей, которые устанавливаются на сопла и коллекторы. Самым применяемым и эффективным обогревом сегодня считается электронагрев, хотя существуют и устройства с налаженными индукционными и жидкостными подогревательными системами. Для нагрева горячеканальных систем применяют следующие виды электронагревателей:

Потери тепловой энергии в горячеканальных системах происходят по следующим причинам: теплопроводность, конвекция и излучение тепла. Охлаждение расплавленного полимера еще происходит из-за его расширения, которое в свою очередь обусловлено падением давления.

Чтобы создать стабильный режим температуры в работе горячеканальной системы после остановки литьевых работ нужно затратить некоторое время. Временные затраты напрямую зависят от рабочих требований к температуре, размеров формы и иных условий процесса литья.


Факторы, влияющие на температуру расплава в обогреваемых литниковых каналах

Нестабильная температура расплава на разных циклах литья связана с нарушениями теплового баланса и может вызываться разными факторами. К примеру, колебаниями реологических особенностей определенного типа полимера и нестабильностью вторично добавленного полимера. Степень диссипативного выделения тепла меняется в периоды пластикации и впрысков.

Немаловажную роль в получении качественных изделий горячеканальной формы выполняет контроль и управление температурой. Функцию измерителей температуры выполняют термопары.

Температура коллекторов отыгрывает не такую важную роль в обработке расплава, как температура сопла. Поэтому для контроля температуры коллектора в основном применяется одна термопара, а уже для сопел используют сразу несколько датчиков, которые монтируют на каждую головку отдельно для получения более точных данных.

Неточное измерение температуры термопарой может происходить только в случаях нарушения ее изоляции и утечки тока.

Литниковые системы с внешним нагревом (электронагревателями) выходя на задаваемый тепловой режим, создают барьер, препятствующий отводу тепловой энергии от расплавленной массы к стенкам канала. Но, из-за неравномерного разогрева канальных стенок тепловые процессы усложняются: на одних участках полимер переносит тепло к деталям пресс-формы, а на других – обратный порядок.

Системы, имеющие внутренний нагрев по направлению поперечного сечения литников могут получать большие температурные перепады. При этом на внешней стороне канала будет наблюдаться слой застывшего полимера. Из-за того, что у внутренне нагреваемых систем часто случается нестабильный температурный режим их редко используют для формовки деталей сложной конфигурации, а также для изделий из термически нестабильного пластика. Достоинством внутренних нагревателей является их невысокая стоимость и экономное потребление электроэнергии, поэтому в случае производства несложных деталей они являются самым подходящим и экономным вариантом обогрева.

Низкая стабильность нагрева наблюдается при использовании косвенного нагрева, в котором подача тепловой энергии происходит от размещенного в коллекторе нагревателя к полимеру в канале за счет длинных элементов нагрева высокого сопротивления.

Специальная система, у которой сочетается внутреннее нагревание с внешней изоляцией каналов, снижает возможные температурные перепады в расплаве и повышает его температурную стабильность.

Горячеканальные системы, у которых литниковые каналы разветвлены, вследствие несимметричности, провоцируют неравномерный прогрев расплава из-за неравномерного распределения температуры. Чтобы устранить данный недочет следует использовать специальную конструкцию «развилки» и смесители.


Факторы, влияющие на температуру расплава в обогреваемых литниковых каналах

У систем с электронагревом по длине всего канала равномерное распространение тепловой энергии зависит от спиральной намотки. Если спираль намотана равномерно, то нагрев будет, наоборот, проводится неравномерно. Центральная часть спирали будет иметь большую температуру накала, чем ее окончания. Чтобы обеспечить равное распределение тепла следует использовать метод неравномерной логарифмической намотки спирали.

При наличии сопел без запорных клапанов важно правильно управлять температурой полимерной массы еще в процессе ее обработки во впускном отделе. Когда полимер остывает во впускном литнике до состояния потери текучести, литьевая полость отключается, и подпитка останавливается.

На распределение тепла во впускных литниках влияют поведение полимера во время охлаждения и конструкция имеющегося сопла. К конструктивным особенностям сопла относят расположение нагревателей и термопары, а также пропорциональные размеры впускной литниковой системы.

Образование нитей, которые тянутся от изделия во время раскрытия пресс-формы, обуславливается тепловым и реологическим поведением полимера и изменениями температурного режима в системе впуска в процессе охлаждения отливки. Нити могут образовываться как у кристаллизирующихся материалов, так и для аморфных пластиков. При обработке такие полимеры характеризуют как медленно затвердевающие. Чтобы исключить данную проблему стоит увеличить скорость охлаждения на участке впуска и/или понизить подачу температуры на сопло.

Бороться с проблемами связанными с перегревом полимера в системе пуска, и образованием нитей можно применяя для сопел иглообразные наконечники, которые будут подавать тепло непосредственно во впускной литник и во входную зону полости. Сопла с такими наконечниками должны быть максимально центрированными во впускном литнике. Контакт иглы со стенкой канала приводит к быстрому застыванию материала и отключению полости. Вариантов конструкции игольных наконечников существует масса. Некоторые из них подходят лишь для определенного вида полимера, если их использовать не по назначению это вызовет проблемы. Более надежную эксплуатацию горячеканальной формы с соплом, у которого игольный наконечник обеспечивают современные системы управления температуры.


>Факторы, влияющие на температуру расплава в обогреваемых литниковых каналах

Расположение температурных датчиков имеет большое значение в качественном управлении температурными режимами горячеканальной системы. Тепловая инертность повышается, если температурный датчик расположен на удаленном расстоянии от нагревательной спирали. А увеличение расстояния между датчиком и впускным литником, наоборот, усложняет температурное управление впускного отдела. С учетом таких особенностей производители сопел стараются размещать температурный датчик около последнего спирально витка нагревательного прибора.

Чтобы управление температурой расплава в зоне впуска качественно следует обеспечить возможность охлаждения этого отдела. Как показала практика, самым эффективным методом является применение просверленных каналов охлаждения круглого сечения или каналов изготовленных фрезеровкой переходной втулки сопла. Также важно понимать, что охлаждение будет максимально эффективным, если его каналы будут располагаться близко к впускному литнику.

Охлаждение впускной зоны является просто необходимой манипуляцией при обработке полиэтиленов и полипропиленов. А для полиамида 6 и полиформальдегида следует снизить отводку тепла от впускной зоны.

Некоторые виды горячеканальных сопел очень усложняют управление тепловыми режимами во впускном литнике. К таким относятся: прямоточное сопло, не имеющее клапан с большим поперечником литника впуска; сопло, имеющие несколько впускных зон; или сопла, у которых впуск с боковой или наклонной стороны и т.д.

Сопла с запорками, обеспечивают отключение литья на определенном отрезке времени, снижают чувствительность литья к температурному градиенту в системе литников. Также такие сопла способны нормально выполнять свою работу при большом поперечнике впускного отсека.

Компания ТЭН24 изготавливает электронагреватели и термопары для горячеканального литьевого оборудования. По всем вопросам, касающимся нагрева и контроля температуры литников, Вы можете обратиться к нашим консультантам. Специалисты ТЭН24 за максимально короткий срок изготовят необходимое количество нагревателей по Вашему индивидуальному запросу, и порекомендуют самый подходящий тип термопары исходя из условий работы оборудования и места ее монтажа. Все изготовленные нами изделия имеют техническую документацию и гарантию.

ТЭН24 – гарантия качества нагрева Вашего оборудования и беспрерывного производства!




Возврат к списку


.