Фактори, що впливають на температуру розплаву в нагрітих ливникових каналах

Фактори, що впливають на температуру розплаву в нагрітих ливникових каналах

Що впливає на температуру розплавленого полімеру в ливникових каналах

Основним джерелом тепла в процесі обробки полімерів є диссипация енергії в розплавленому матеріалі. Диссіпація обумовлена ​​двома механізмами: зсувними течіями і стисненням.

Зсувні течії є найбільшими провокаторами виділення теплової енергії через високу швидкість уприскування. Найбільша кількість енергії виділяється в процесі пластикации і в період уприскування, тому і температури тут будуть значно вище, ніж на інших етапах обробки полімеру.

Стиснення матеріалу на різних зонах горячеканального ливника відрізняється за своїми характеристиками, так як тиск розплавленої маси протягом усього литого процесу різний. Перебіг розплавленої маси полімеру по ливникових каналах і під час заповнення форми залежить від зростаючого перепаду тиску у всій системі.

Температура полімеру в горячеканальній системі літників залежить від температури розплавленої маси, яка надходить з циліндричної порожнини литого обладнання.

Загальний тепловий баланс також підтримується за рахунок роботи нагрівачів, які встановлюються на сопла і колектори. Самим застосовуваним і ефективним обігрівом сьогодні вважається електронагрів, хоча існують і пристрої з налагодженими індукційними і рідинними підігрівальні системами. Для нагріву горячеканальних систем застосовують такі види електронагрівачів:

Втрати теплової енергії в горячеканальних системах відбуваються з наступних причин: теплопровідність, конвекція і випромінювання тепла. Охолодження розплавленого полімеру ще відбувається через його розширення, яке в свою чергу обумовлено падінням тиску.

Щоб створити стабільний режим температури в роботі горячеканальної системи після зупинки ливарних робіт потрібно затратити деякий час. Тимчасові витрати безпосередньо залежать від робочих вимог до температури, розмірів форми та інших умов процесу лиття.


Фактори, що впливають на температуру розплаву в нагрітих ливникових каналах


Нестабільна температура розплаву на різних циклах лиття пов'язана з порушеннями теплового балансу і може бути викликана різними чинниками. Наприклад, коливаннями реологічних особливостей певного типу полімеру і нестабільністю вдруге доданого полімеру. Ступінь диссипативного виділення тепла змінюється в періоди пластикації і вприсків.

Важливу роль в отриманні якісних виробів горячеканальної форми виконує контроль і управління температурою. Функцію вимірювачів температури виконують термопари.

Температура колекторів відіграє не таку важливу роль в обробці розплаву, як температура сопла. Тому для контролю температури колектора в основному застосовується одна термопара, а вже для сопел використовують відразу декілька датчиків, які монтують на кожну головку окремо для отримання більш точних даних.

Неточне вимірювання температури термопарою може відбуватися тільки у випадках порушення її ізоляції і витоку струму.

Літнікові системи із зовнішнім нагрівом (електронагрівачами) виходячи на заданий тепловий режим, створюють бар'єр, що перешкоджає відведенню теплової енергії від розплавленої маси до стінок каналу. Але, через нерівномірний розігрів канальних стінок теплові процеси ускладнюються: на одних ділянках полімер переносить тепло до деталей прес-форми, а на інших - зворотний порядок.

Системи, що мають внутрішнє нагрівання у напрямку поперечного перерізу літників можуть отримувати великі температурні перепади. При цьому на зовнішній стороні каналу буде спостерігатися шар застиглого полімеру. Через те, що у систем внутрішнього нагріву  часто трапляється нестабільний температурний режим, їх рідко використовують для формування деталей складної конфігурації, а також для виробів з термічно нестабільного пластика. Перевагою внутрішніх нагрівачів є їх невисока вартість і економне споживання електроенергії, тому в разі виробництва нескладних деталей вони є найбільш підходящим і економним варіантом обігріву.

Низька стабільність нагріву спостерігається при використанні непрямого нагріву, в якому подача теплової енергії відбувається від розміщеного в колекторі нагрівача до полімеру в каналі за рахунок довгих елементів нагріву високого опору.

Спеціальна система, у якій поєднується внутрішнє нагрівання із зовнішньою ізоляцією каналів, знижує можливі температурні перепади в розплаві і підвищує його температурну стабільність.

Гарячеканальні системи, у яких літнікові канали розгалужені, внаслідок несиметричності, провокують нерівномірний прогрів розплаву через нерівномірний розподіл температури. Щоб усунути цей недолік слід використовувати спеціальну конструкцію «розвилки» і змішувачі.


Фактори, що впливають на температуру розплаву в нагрітих ливникових каналах


У систем з електричним нагівом по довжині всього каналу рівномірне поширення теплової енергії залежить від спіральної намотки. Якщо спіраль намотана рівномірно, то нагрів буде, навпаки, проводиться нерівномірно. Центральна частина спіралі матиме велику температуру розжарення, ніж її закінчення. Щоб забезпечити рівний розподіл тепла слід використовувати метод нерівномірного логарифмічного намотування спіралі.

При наявності сопел без запірних клапанів важливо правильно управляти температурою полімерної маси ще в процесі її обробки у впускному відділі. Коли полімер остигає у впускному літнику до стану втрати плинності, ливарна порожнина відключається, і підживлення зупиняється.

На розподіл тепла у впускних литниках впливають поведінка полімеру під час охолодження і конструкція наявного сопла. До конструктивних особливостей сопла відносять розташування нагрівачів і термопари, а також пропорційні розміри впускної літнікової системи.

Утворення ниток, які тягнуться від вироби під час розкриття прес-форми, обумовлюється тепловою і реологічною поведінкою полімеру і змінами температурного режиму в системі впуску в процесі охолодження виливки. Нитки можуть утворюватися як у кристалізованих матеріалів, так і для аморфних пластиків. При обробці такі полімери характеризують як повільно твердіючі. Щоб виключити дану проблему варто збільшити швидкість охолодження на ділянці впуску та / або знизити подачу температури на сопло.

Боротися з проблемами пов'язаними з перегрівом полімеру в системі пуску, і утворенням ниток можна застосовуючи для сопел голкоподібні наконечники, які подаватимуть тепло безпосередньо у впускний литник і у вхідну зону порожнини. Сопла з такими наконечниками повинні бути максимально центрованими у впускному літнику. Контакт голки зі стінкою каналу призводить до швидкого застигання матеріалу і відключення порожнини. Варіантів конструкції голкових наконечників існує маса. Деякі з них підходять лише для певного виду полімеру, якщо їх використовувати не за призначенням це викличе проблеми. Більш надійну експлуатацію горячеканальной форми з соплом, у якого голковий наконечник забезпечують сучасні системи управління температури.


Фактори, що впливають на температуру розплаву в нагрітих ливникових каналах

Розташування температурних датчиків має велике значення в якісному управлінні температурними режимами горячеканальної системи. Теплова інертність підвищується, якщо температурний датчик розташований на віддаленій відстані від нагрівальної спіралі. А збільшення відстані між датчиком і впускним літником, навпаки, ускладнює температурне управління впускного відділу. З урахуванням таких особливостей виробники сопел намагаються розміщувати температурний датчик близько останнього спірально витка нагрівального приладу.

Щоб управління температурою розплаву в зоні впуску було якісним, слід забезпечити можливість охолодження цього відділу. Як показала практика, найефективнішим методом є застосування просвердлених каналів охолодження круглого перетину або каналів виготовлених фрезеруванням перехідної втулки сопла. Також важливо розуміти, що охолодження буде максимально ефективним, якщо його канали будуть розташовуватися близько до впускного літника.

Охолодження впускної зони є просто необхідною маніпуляцією при обробці поліетиленів і поліпропіленов. А для поліаміду 6 і поліформальдегіда слід знизити відведення тепла від впускної зони.

Деякі види горячеканальних сопел дуже ускладнюють управління тепловими режимами у впускному літнику. До таких відносяться: прямоточне сопло, яке має клапан з великим діаметром ливника впуску; сопло, що мають кілька впускних зон; або сопла, у яких впускання з бічної або похилій боку і т.д.

Сопла з запоркамі, забезпечують відключення лиття на певному відрізку часу, знижують чутливість лиття до температурного градієнту в системі літників. Також такі сопла здатні нормально виконувати свою роботу при великому діаметрі впускного відсіку.

Компанія ТЕН24 виготовляє електронагрівачі і термопари для обладнання горячеканального литття. З усіх питань, що стосуються нагріву і контролю температури літників, Ви можете звернутися до наших консультантів. Фахівці ТЕН24 за максимально короткий термін виготовлять необхідну кількість нагрівачів за Вашим індивідуальним запитом, і порекомендують найбільш підходящий тип термопари виходячи з умов роботи обладнання і місця її монтажу. Всі виготовлені нами вироби мають технічну документацію і гарантію.

ТЕН24 - гарантія якості нагріву Вашого обладнання та безперервного виробництва!




Рекомендуємо використовувати наступні типи нагрівачів та обладнання:

Дивитися усі статі


.