W zeszłym kwartale przejęliśmy transfer form od europejskiego dostawcy-wykończeń wnętrz samochodów, PA66-GF30, tolerancje ±0,08 mm. Zespół produkcyjny klienta od miesięcy zmagał się z niestabilnością wymiarową. Dokonano już modernizacji do jednostki wody ciśnieniowej o wartości 12 000 dolarów i dokładności sterowania ± 0,2 stopnia. Problem nadal występował.
Wyciągnęliśmy formę i przepuściliśmy barwnik przez obwody chłodzące. Dwa z sześciu kanałów wykazały 60% ograniczenie przepływu w stosunku do skali. Jeden obwód po stronie rdzenia przeszedł 32 mm od powierzchni wnęki w obszarze bramki-prawie trzykrotnie większej niż zalecana odległość dla-nylonu wypełnionego szkłem. Kontroler temperatury robił dokładnie to co miał robić. Pleśń nie dawała mu nic do roboty.
To jest rozmowa, którą prowadzimy częściej, niż byśmy chcieli. Wybór regulatora temperatury formy jest traktowany jako decyzja dotycząca zamówienia niezwiązana z projektem oprzyrządowania. Podczas zakupów ocenia się natężenie przepływu, wydajność grzewczą i precyzję sterowania. Inżynieria się podpisuje. Produkcja instaluje urządzenie i oczekuje, że rozwiąże ono problem zarządzania temperaturą w przypadku jakiejkolwiek formy znajdującej się w maszynie. Nie tak działa wymiana ciepła.
Sufit, o którym nikt nie mówi
Sterownik temperatury formy może usuwać ciepło tylko tak szybko, jak pozwala na to obwód chłodzący. Średnica kanału, odległość od powierzchni wnęki, przebieg obwodu, turbulencja przepływu-określają szybkość ekstrakcji termicznej. Sterownik reguluje temperaturę zasilania i przepływ. Jeżeli geometria ogranicza ilość ciepła docierającą do chłodziwa, sterownik nie ma czego regulować.
Grupa kontroli temperatury ENGEL szacuje, że około 20% odrzutów wyprasek wynika z błędów kontroli temperatury (engelglobal.com). Ta statystyka nie pokazuje, ile z tych „błędów” to w rzeczywistości ograniczenia projektu. W formach, które kontrolowaliśmy w ciągu ostatnich dwóch lat, awaria sprzętu jest przyczyną może jednego na pięć problemów z jakością związanych-z temperaturą. Reszta sprowadza się do obwodów chłodzenia, które są zbyt małe, źle umiejscowione lub zniszczone w wyniku zaniedbań.
MieliśmyForma złącza medycznegow zeszłym roku-POM, osiem ubytków, duże wymagania kosmetyczne dotyczące współpracujących powierzchni. Klient wybrał sterownik na bazie oleju,-ponieważ w arkuszu danych dostawcy materiałów zalecana była temperatura formy wynosząca 95 stopni. Jednostki olejowe pracują ciszej i zespół konserwacyjny wolał je. Cienki. Ale POM nie wymaga kontroli temperatury-opartej na oleju w temperaturze 95 stopni. System wody pod ciśnieniem obsługuje ten zakres z lepszą reakcją termiczną i o około 40% niższym zużyciem energii. Prawdziwym problemem było to, że w oryginalnym projekcie formy kanały chłodzące były rozmieszczone wokół kołków wypychaczy w sposób tworzący martwe strefy po stronie wnęki. Przejście z oleju na wodę nie rozwiązałoby tego problemu. Pomogło przeprojektowanie układu obwodów.
Co faktycznie napędza zwrot
Regloplas dokumentuje redukcję energii pompy o 50% przy sterowaniu ze zmienną częstotliwością ∆T przy 20% redukcji prędkości (regloplas.com). To prawdziwa liczba od renomowanego producenta. Jest to również liczba, która zakłada, że obwód chłodzenia może wykorzystać natężenie przepływu zapewniane przez pompę. Nagromadzenie się kamienia, zbyt małe kanały, nadmierna długość obwodu ze zbyt dużą liczbą zagięć-którekolwiek z tych ograniczeń oznacza, że pompa pracuje ciężej, aby przetłoczyć płyn chłodzący przez ograniczenia, które nie powinny istnieć.
Najszybszy zwrot kosztów, jaki zaobserwowaliśmy w przypadku optymalizacji kontroli temperatury, nie wymagał zakupu nowego sprzętu. Klient zajmujący się opakowaniami kosmetycznymi w Polsce skrócił czas cyklu z 28 sekund do 16 sekund poprzez odkamienianie trzech obwodów, wymianę czujnika PT100 z dryfem i przywrócenie równowagi przepływu pomiędzy stroną wnęki i rdzenia. Całkowite wydatki wyniosły niecałe 2000 euro. Skrócenie czasu cyklu w przypadku 2,4 miliona części rocznie wygenerowało oszczędności, które zwróciły inwestycję w mniej niż tydzień. Stosowane przez nich regulatory temperatury-nic specjalnego, standardowe jednostki wodne od chińskiego dostawcy-działały dobrze, gdy system chłodzenia faktycznie działał.
Zakład P&G w Braun przyjął odwrotne podejście, inwestując znaczne środki w elektroniczne monitorowanie przepływu w każdym obwodzie chłodzącym w swoich formach do komponentów Oral-B. Osiągnęli udokumentowany współczynnik odrzuceń poniżej 0,05% (ptonline.com). Zespół firmy Braun przyznał jednak również, że przed wdrożeniem-monitorowania poszczególnych obwodów kontrola temperatury była dla nich „czarną skrzynką”. Podejrzewali, że zmiany termiczne wpływają na spójność wymiarową, ale nie byli w stanie zdiagnozować, które obwody stanowią problem. Na tym właśnie polega prawdziwa wartość zaawansowanej technologii kontroli temperatury,-wgląd w proces, który większość zakładów traktuje jako ustawiony-i-zapominany.
Pytanie materialne
Jesteśmy pytani o regulatory temperatury wody i oleju częściej niż o jakiekolwiek inne pytania dotyczące sprzętu. Odpowiedź jest nudno prosta: używaj wody, jeśli to możliwe, wody pod ciśnieniem do inżynierii tworzyw termoplastycznych do około 230 stopni, oleju tylko wtedy, gdy naprawdę potrzebujesz powierzchni formy powyżej tego zakresu. PEEK, PPS, pewnewysokotemperaturowe-poliimidy-te wymagają oleju. PA, PC, POM, ABS, wszystko w standardowym i standardowym asortymencie-woda radzi sobie z nią z lepszą przewodnością cieplną, niższymi kosztami eksploatacji i brakiem problemów związanych z zanieczyszczeniem.
Bardziej interesującą kwestią jest to, jak dobór materiału wpływa na konstrukcję obwodu chłodzącego, co z kolei wpływa na wymagania regulatora temperatury. Mieszanki-z wypełniaczem szklanym przekazują do formy znacznie więcej ciepła niż masy bez wypełniacza przy równoważnych objętościach wtrysku. Forma zaprojektowana do PA66 bez wypełniacza będzie borykać się z problemami termicznymi, gdy produkcja zostanie przestawiona na PA66-z wypełnieniem w 30% szkła. Obwody chłodzące dostosowane do niewypełnionego materiału nie są w stanie odprowadzać ciepła wystarczająco szybko. Wydłużają się czasy cykli lub części wychodzą z naprężeniami szczątkowymi w wyniku niewystarczającego chłodzenia.
Projektujemy dla najbardziej wymagającego gatunku materiału, jaki narzędzie będzie przetwarzać. Jeśli istnieje ryzyko migracji produkcji z mieszanek niewypełnionych do wypełnionych, układ chłodzenia musi to uwzględnić od pierwszego dnia. Modyfikacje modernizacyjne-dodawanie obwodów, instalowanie konformalnych wkładek chłodzących-kosztują od 5 000 do 15 000 dolarów i wymagają wycofania formy z produkcji. Wbudowanie odpowiedniej pojemności cieplnej w oryginalny projekt może zwiększyć koszt oprzyrządowania o 10-15%. Matematyka zazwyczaj sprzyja zrobieniu tego dobrze za pierwszym razem.
Martwy punkt konserwacji
Nikt nie planuje budżetu na konserwację układu chłodzenia, dopóki coś się nie zepsuje. Kwartalne odkamienianie, weryfikacja natężenia przepływu, kontrola uszczelek-zadania te zostają odłożone na później, ponieważ harmonogramy produkcji są napięte, a formy „działają prawidłowo”. Następnie stopniowo, w ciągu sześciu do dwunastu miesięcy, czas cykli wydłuża się. Poślizg wskaźników jakości. Ktoś w końcu wyciąga narzędzie i znajduje kanały, które wyglądają jak wnętrze starego podgrzewacza wody.
Warstwa o grubości 1/16 cala wydłuża czas chłodzenia o około 15%. Akumuluje się na tyle wolno, że operatorzy przypisują dłuższe cykle zmianom partii materiału, zmianom temperatury otoczenia lub zużyciu maszyny. Zanim związek z degradacją układu chłodzenia stanie się oczywisty, wykorzystasz skrócenie czasu cyklu w ciągu tysięcy godzin produkcji.
Zakłady, które unikają tej pułapki, traktują konserwację układu chłodzenia w taki sam sposób, w jaki traktują konserwację zapobiegawczą samych wtryskarek,-zaplanowaną, udokumentowaną i nie-podlegającą negocjacjom. Testowanie przepływu co kwartał. Odkamienianie raz w roku lub gdy natężenie przepływu spadnie poniżej wartości bazowej. Kalibracja czujnika odbywa się zgodnie z rzeczywistym harmonogramem, a nie wtedy, gdy odczyty zaczynają wyglądać podejrzanie. Nie są to drogie zajęcia. Wymagają tylko, aby ktoś wziął na siebie odpowiedzialność.
Gdzie wchodzimy
W Abis Mould specyfikacja układu chłodzenia stanowi część specyfikacjiZakres DFMw każdym programie. Modelujemy rozkład strumienia ciepła, rozmiary kanałów dla docelowego materiału i czasu cyklu oraz konfigurujemy routing obwodów, aby uniknąć martwych stref i ograniczeń przepływu, które stwarzają problemy w produkcji. Wybór regulatora temperatury następuje później,-gdy wiemy, jakie warunki termiczne faktycznie może wytrzymać forma.
W przypadku istniejących form, w przypadku których występują problemy z jakością-związane z temperaturą, możemy ocenić, czy ograniczeniem jest sprzęt, czy geometria. Czasami aktualizacja kontrolera ma sens. Częściej problemem jest obwód chłodzenia wymagający modyfikacji lub konserwacji, która była zbyt długo odkładana. Tak czy inaczej, diagnostyka rozpoczyna się od formy, a nie od specyfikacji nowego modułu kontroli temperatury.
Jeśli planujeszprogram do formowaniaw przypadku wysokich wymagań termicznych lub rozwiązywania problemów związanych z temperaturą istniejącego oprzyrządowania, nasz zespół inżynierów może omówić szczegóły. Rozmowa na temat układu chłodzenia jest bardziej produktywna, gdy odbywa się wcześnie,-ale nigdy nie jest za późno, aby dowiedzieć się, co tak naprawdę ogranicza wydajność.