Паслядоўнае, дакладнае вымярэнне тэмпературы мае вырашальнае значэнне ў прамысловасці пластмас для забеспячэння правільнай аздаблення термоформованных вырабаў.Як у стацыянарным, так і ў ротарным рэжыме тэрмафармавання нізкая тэмпература фармавання стварае напружанне ў сфармаванай дэталі, у той час як занадта высокая тэмпература можа выклікаць такія праблемы, як адукацыя бурбалак і страта колеру або бляску.
У гэтым артыкуле мы абмяркуем, як прагрэс у інфрачырвоным (ВК) бескантактавым вымярэнні тэмпературы не толькі дапамагае аперацыям тэрмафармавання аптымізаваць вытворчыя працэсы і бізнес-вынікі, але таксама забяспечвае адпаведнасць галіновым стандартам якасці і надзейнасці канчатковай прадукцыі.
Тэрмафармаванне - гэта працэс, пры якім тэрмапластычны ліст становіцца мяккім і падатлівым пры награванні і двухвосева дэфармаваным шляхам націску на трохмерную форму.Гэты працэс можа адбывацца пры наяўнасці або адсутнасці цвілі.Награванне тэрмапластычнага ліста з'яўляецца адным з найбольш важных этапаў у працэсе тэрмафармавання.Фармовачныя машыны звычайна выкарыстоўваюць награвальнікі сэндвіч-тыпу, якія складаюцца з панэляў інфрачырвоных абагравальнікаў над і пад ліставым матэрыялам.
Тэмпература асяродку тэрмапластычнага ліста, яго таўшчыня і тэмпература вытворчага асяроддзя - усё гэта ўплывае на тое, як пластыкавыя палімерныя ланцугі пераходзяць у стан, які можна фармаваць, і ператвараюць у паўкрышталічную палімерную структуру.Канчатковая замарожаная малекулярная структура вызначае фізічныя характарыстыкі матэрыялу, а таксама характарыстыкі канчатковага прадукту.
У ідэале тэрмапластычны ліст павінен раўнамерна награвацца да адпаведнай тэмпературы фармавання.Затым ліст перадаецца на фармовачную станцыю, дзе апарат прыціскае яго да формы, каб сфармаваць дэталь, выкарыстоўваючы альбо вакуум, альбо паветра пад ціскам, часам з дапамогай механічнай заглушкі.Нарэшце, дэталь выкідваецца з формы для стадыі астуджэння працэсу.
Большая частка вытворчасці для тэрмафармавання вырабляецца на машынах з рулоннай падачай, у той час як машыны з ліставай падачай прызначаны для меншага аб'ёму.Пры вельмі вялікіх аб'ёмах аперацый цалкам інтэграваная ўбудаваная сістэма тэрмафармавання з замкнёным контурам можа быць апраўдана.Лінія атрымлівае пластыкавую сыравіну, а экструдары падаюць непасрэдна ў термоформовочную машыну.
Пэўныя тыпы інструментаў для тэрмафармавання дазваляюць абрэзаць сфармаваны выраб у машыне для тэрмафармавання.Большая дакладнасць разрэзу магчымая з дапамогай гэтага метаду, таму што выраб і шкілетны лом не маюць патрэбы ў перастаноўцы.Альтэрнатыўныя варыянты - гэта тое, калі сфармаваны ліст накіроўваецца непасрэдна да станцыі вырошчвання.
Вялікі аб'ём вытворчасці звычайна патрабуе інтэграцыі ўкладчыка дэталяў з машынай для тэрмафармавання.Пасля кладкі гатовыя вырабы пакуюць у скрынкі для транспарціроўкі да канчатковага кліента.Аддзелены шкілетны лом намотваецца на мандрыл для наступнага здрабнення або праходзіць праз здрабняльны станок у лініі з термоформовочной машынай.
Тэрмафармоўка вялікіх лістоў - гэта складаная аперацыя, адчувальная да парушэнняў, якія могуць значна павялічыць колькасць адбракаваных дэталяў.Сучасныя строгія патрабаванні да якасці паверхні дэталяў, дакладнасці таўшчыні, працягласці цыклу і выхаду, у спалучэнні з невялікім акном апрацоўкі новых дызайнерскіх палімераў і шматслойных лістоў, заахвоцілі вытворцаў шукаць шляхі паляпшэння кантролю гэтага працэсу.
Падчас тэрмафармавання нагрэў ліста адбываецца праз выпраменьванне, канвекцыю і праводнасць.Гэтыя механізмы ўносяць вялікую нявызначанасць, а таксама змены ў часе і нелінейнасці ў дынаміку цеплаабмену.Акрамя таго, нагрэў ліста - гэта прасторава размеркаваны працэс, які лепш за ўсё апісваецца ўраўненнямі ў частковых вытворных.
Тэрмафармаванне патрабуе дакладнай шматзоннай тэмпературнай карты перад фармаваннем складаных дэталяў.Гэтая праблема ўскладняецца тым фактам, што тэмпература звычайна кантралюецца на награвальных элементах, у той час як размеркаванне тэмпературы па таўшчыні ліста з'яўляецца асноўнай зменнай працэсу.
Напрыклад, аморфны матэрыял, такі як полістырол, звычайна захоўвае сваю цэласнасць пры награванні да тэмпературы фармавання з-за высокай трываласці расплаўлення.У выніку яго лёгка апрацоўваць і фармаваць.Калі крышталічны матэрыял награваецца, ён больш рэзка змяняецца з цвёрдага стану на вадкі, як толькі дасягаецца яго тэмпература расплаўлення, што робіць акно тэмпературы фарміравання вельмі вузкім.
Змены тэмпературы навакольнага асяроддзя таксама выклікаюць праблемы пры тэрмафармаванні.Метад спроб і памылак для вызначэння хуткасці падачы рулона для атрымання прымальных фармовачных вырабаў можа апынуцца недастатковым, калі фабрычная тэмпература зменіцца (напрыклад, у летнія месяцы).Змена тэмпературы на 10°C можа істотна паўплываць на выхад з-за вельмі вузкага дыяпазону тэмператур фармавання.
Традыцыйна термоформеры абапіраліся на спецыяльныя ручныя метады кантролю тэмпературы ліста.Аднак гэты падыход часта не дае жаданых вынікаў з пункту гледжання кансістэнцыі і якасці прадукту.Аператарам неабходна складана балансаваць, што прадугледжвае мінімізацыю розніцы паміж тэмпературай асяродку ліста і тэмпературай паверхні, адначасова гарантуючы, што абедзве вобласці застаюцца ў межах мінімальнай і максімальнай тэмператур фармавання матэрыялу.
Акрамя таго, непасрэдны кантакт з пластыкавым лістом немэтазгодны пры тэрмафармаванні, таму што гэта можа выклікаць плямы на пластыкавых паверхнях і непрымальны час водгуку.
Прамысловасць пластмас усё часцей адкрывае для сябе перавагі бескантактавай інфрачырвонай тэхналогіі для вымярэння і кантролю тэмпературы працэсу.Датчыкі на аснове інфрачырвонага выпраменьвання карысныя для вымярэння тэмпературы ў тых выпадках, калі тэрмапары або іншыя датчыкі тыпу зонда не могуць быць выкарыстаны або не даюць дакладных даных.
Бескантактавыя ВК-тэрмометры можна выкарыстоўваць для хуткага і эфектыўнага маніторынгу тэмпературы працэсаў, якія хутка ідуць, вымяраючы тэмпературу прадукту непасрэдна замест печы або сушылкі.Затым карыстальнікі могуць лёгка наладзіць параметры працэсу для забеспячэння аптымальнай якасці прадукту.
Для прымянення тэрмафармавання аўтаматызаваная інфрачырвоная сістэма маніторынгу тэмпературы звычайна ўключае інтэрфейс аператара і дысплей для вымярэнняў працэсу з печы тэрмафармавання.ІЧ-тэрмометр вымярае тэмпературу гарачых пластыкавых лістоў, якія рухаюцца, з дакладнасцю да 1%.Лічбавы панэльны лічыльнік з убудаванымі механічнымі рэле адлюстроўвае дадзеныя аб тэмпературы і выдае сігнал трывогі пры дасягненні зададзенай тэмпературы.
Выкарыстоўваючы інфрачырвонае сістэмнае праграмнае забеспячэнне, термоформеры могуць усталёўваць дыяпазоны тэмпературы і магутнасці, а таксама каэфіцыент выпраменьвання і сігналізацыі, а затым кантраляваць паказанні тэмпературы ў рэжыме рэальнага часу.Калі працэс дасягае зададзенай тэмпературы, рэле замыкаецца і альбо загараецца індыкатар, альбо гукавы сігнал для кіравання цыклам.Дадзеныя аб тэмпературы працэсу можна архіваваць або экспартаваць у іншыя праграмы для аналізу і дакументацыі працэсу.
Дзякуючы дадзеным ВК-вымярэнняў аператары вытворчай лініі могуць вызначыць аптымальную наладу печы для поўнага насычэння ліста за самы кароткі перыяд часу без перагрэву сярэдняй часткі.Вынік дадання дакладных даных аб тэмпературы да практычнага вопыту дазваляе фармаваць драпіроўкі з вельмі невялікай колькасцю браку.І больш складаныя праекты з больш тоўстым або тонкім матэрыялам маюць больш аднастайную канчатковую таўшчыню сценкі, калі пластык раўнамерна награваецца.
Сістэмы тэрмафармавання з тэхналогіяй ВК-датчыкаў таксама могуць аптымізаваць працэсы вымання з ліцця тэрмапластаў.У гэтых працэсах аператары часам запускаюць свае печы занадта гарачымі або пакідаюць дэталі ў форме занадта доўга.Выкарыстоўваючы сістэму з інфрачырвоным датчыкам, яны могуць падтрымліваць пастаянную тэмпературу астуджэння ва ўсіх формах, павялічваючы прадукцыйнасць вытворчасці і дазваляючы дэмантаваць дэталі без значных страт з-за прыліпання або дэфармацыі.
Нягледзячы на тое, што бескантактавае інфрачырвонае вымярэнне тэмпературы дае шмат правераных пераваг для вытворцаў пластмас, пастаўшчыкі кантрольна-вымяральных прыбораў працягваюць распрацоўваць новыя рашэнні, далейшае павышэнне дакладнасці, надзейнасці і прастаты выкарыстання ВК-сістэм у патрабавальных вытворчых умовах.
Для вырашэння праблем прыцэльвання з дапамогай ІЧ-тэрмометраў кампаніі, якія займаюцца прыборамі, распрацавалі платформы датчыкаў, якія забяспечваюць убудаванае прыцэльванне праз аб'ектыў, а таксама прыцэльванне праз лазер або відэа.Такі камбінаваны падыход забяспечвае правільнае навядзенне і месцазнаходжанне мэты ў самых неспрыяльных умовах.
Тэрмометры могуць таксама ўключаць у сябе адначасовы відэаманіторынг у рэальным часе і аўтаматызаваны запіс і захоўванне малюнкаў - такім чынам забяспечваючы новую каштоўную інфармацыю аб працэсе.Карыстальнікі могуць хутка і лёгка рабіць здымкі працэсу і ўключаць інфармацыю пра тэмпературу і час/дату ў сваю дакументацыю.
Сучасныя кампактныя ВК-тэрмометры прапануюць удвая большае аптычнае разрозненне ў параўнанні з больш раннімі, грувасткімі мадэлямі датчыкаў, пашыраючы іх прадукцыйнасць у складаных праграмах кантролю працэсаў і дазваляючы прамую замену кантактных зондаў.
У некаторых новых канструкцыях ІЧ-датчыкаў выкарыстоўваецца мініяцюрная сэнсарная галоўка і асобная электроніка.Датчыкі могуць дасягаць аптычнага дазволу да 22:1 і вытрымліваць тэмпературу навакольнага асяроддзя да 200°C без астуджэння.Гэта дазваляе дакладна вымяраць вельмі малыя памеры плям у абмежаванай прасторы і складаных навакольных умовах.Датчыкі досыць малыя, каб іх можна было ўсталёўваць дзе заўгодна, і іх можна змясціць у корпус з нержавеючай сталі для абароны ад жорсткіх прамысловых працэсаў.Інавацыі ў электроніцы ВК-датчыкаў таксама палепшылі магчымасці апрацоўкі сігналаў, у тым ліку каэфіцыент выпраменьвання, выбарку і ўтрыманне, утрыманне піка, утрыманне ў даліне і функцыі асераднення.У некаторых сістэмах гэтыя зменныя можна рэгуляваць з аддаленага карыстальніцкага інтэрфейсу для дадатковай зручнасці.
Канчатковыя карыстальнікі цяпер могуць выбіраць ІЧ-тэрмометры з матарызаванай дыстанцыйна кіраванай факусоўкай на мэту.Гэтая магчымасць дазваляе хутка і дакладна наладжваць фокус мэтаў вымярэння ўручную на задняй частцы прыбора або дыстанцыйна праз злучэнне RS-232/RS-485 з ПК.
ІЧ-датчыкі з дыстанцыйна кіраванай зменнай факусоўкай мэты могуць быць сканфігураваны ў адпаведнасці з патрабаваннямі кожнага прыкладання, зніжаючы верагоднасць няправільнай ўстаноўкі.Інжынеры могуць дакладна наладжваць фокус вымярэння датчыка ў бяспецы ўласнага офіса, а таксама пастаянна назіраць і запісваць змены тэмпературы ў працэсе, каб неадкладна прыняць меры па выпраўленні сітуацыі.
Пастаўшчыкі яшчэ больш паляпшаюць універсальнасць інфрачырвонага вымярэння тэмпературы, пастаўляючы сістэмы з праграмным забеспячэннем для палявой каліброўкі, што дазваляе карыстальнікам калібраваць датчыкі на месцы.Акрамя таго, новыя ВК-сістэмы прапануюць розныя сродкі для фізічнага злучэння, у тым ліку раздымы хуткага адключэння і тэрмінальныя злучэнні;розныя даўжыні хваль для вымярэння высокіх і нізкіх тэмператур;і выбар сігналаў міліампер, мілівольт і тэрмапары.
Дызайнеры прыбораў адрэагавалі на праблемы з каэфіцыентам выпраменьвання, звязаныя з ІЧ-датчыкамі, распрацоўкай блокаў кароткай даўжыні хвалі, якія мінімізуюць памылкі з-за нявызначанасці каэфіцыента выпраменьвання.Гэтыя прылады не так адчувальныя да змен у каэфіцыенце выпраменьвання матэрыялу мішэні, як звычайныя датчыкі высокай тэмпературы.Такім чынам, яны забяспечваюць больш дакладныя паказанні на розных мэтах пры розных тэмпературах.
ІЧ-сістэмы вымярэння тэмпературы з аўтаматычным рэжымам карэкцыі каэфіцыента выпраменьвання дазваляюць вытворцам наладжваць загадзя вызначаныя рэцэпты для частай змены прадуктаў.Дзякуючы хуткаму выяўленню цеплавых нераўнамернасцей у межах мэты вымярэння, яны дазваляюць карыстальніку палепшыць якасць і аднастайнасць прадукцыі, скараціць лом і павысіць эфектыўнасць працы.У выпадку ўзнікнення няспраўнасці або дэфекту сістэма можа выклікаць сігнал трывогі, каб дазволіць карэкціруючыя дзеянні.
Палепшаная тэхналогія інфрачырвонага зандзіравання таксама можа дапамагчы аптымізаваць вытворчыя працэсы.Аператары могуць выбраць нумар дэталі з існуючага спісу зададзеных тэмператур і аўтаматычна запісваць кожнае пікавае значэнне тэмпературы.Гэта рашэнне выключае сартаванне і павялічвае час цыклу.Гэта таксама аптымізуе кіраванне зонамі нагрэву і павялічвае прадукцыйнасць.
Каб термоформовщики маглі цалкам прааналізаваць аддачу ад інвестыцый у аўтаматызаваную інфрачырвоную сістэму вымярэння тэмпературы, яны павінны звярнуць увагу на пэўныя ключавыя фактары.Зніжэнне выніковых выдаткаў азначае ўлік часу, энергіі і колькасці скарачэння лому, а таксама здольнасць збіраць і паведамляць інфармацыю аб кожным аркушы, які праходзіць праз працэс тэрмафармавання.Агульныя перавагі аўтаматызаванай сістэмы ВК-зандзіравання ўключаюць:
• Магчымасць архівавання і прадастаўлення кліентам цеплавога малюнка кожнай вырабленай дэталі для дакументацыі якасці і адпаведнасці ISO.
Бескантактавае інфрачырвонае вымярэнне тэмпературы не з'яўляецца новай тэхналогіяй, але апошнія інавацыі знізілі выдаткі, павялічылі надзейнасць і ўключылі меншыя адзінкі вымярэння.Термоформовщики, якія выкарыстоўваюць ВК-тэхналогію, выйграюць ад паляпшэння вытворчасці і скарачэння лому.Якасць дэталяў таксама паляпшаецца, таму што вытворцы атрымліваюць больш аднастайную таўшчыню, якая выходзіць з іх термоформовочных машын.
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
Час размяшчэння: 19 жніўня 2019 г