თანმიმდევრული, ზუსტი ტემპერატურის გაზომვა გადამწყვეტია პლასტმასის ინდუსტრიაში თერმოფორმირებული პროდუქტების სწორი დასრულების უზრუნველსაყოფად.როგორც სტაციონარული, ასევე მბრუნავი თერმოფორმირების აპლიკაციებში, დაბალი ფორმირების ტემპერატურა წარმოქმნის სტრესს ფორმირებულ ნაწილში, ხოლო ძალიან მაღალმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა ბუშტუკები და ფერის ან სიპრიალის დაკარგვა.
ამ სტატიაში განვიხილავთ, თუ როგორ მიღწევები ინფრაწითელი (IR) უკონტაქტო ტემპერატურის გაზომვაში ეხმარება არა მხოლოდ თერმოფორმირების ოპერაციებს მათი წარმოების პროცესებისა და ბიზნეს შედეგების ოპტიმიზაციაში, არამედ უზრუნველყოფს ინდუსტრიის სტანდარტებთან შესაბამისობას საბოლოო პროდუქტის ხარისხისა და საიმედოობისთვის.
თერმოფორმირება არის პროცესი, რომლის დროსაც თერმოპლასტიკური ფურცელი ხდება რბილი და ელასტიური გაცხელებით და ორღერძულად დეფორმირებული სამგანზომილებიანი ფორმის იძულებით გადაქცევით.ეს პროცესი შეიძლება მოხდეს ყალიბის არსებობის ან არარსებობის პირობებში.თერმოპლასტიკური ფურცლის გათბობა თერმოფორმირების ოპერაციის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ეტაპია.ფორმირების მანქანები, როგორც წესი, იყენებენ სენდვიჩის ტიპის გამათბობლებს, რომლებიც შედგება ინფრაწითელი გამათბობლების პანელებისგან ფურცლის მასალის ზემოთ და ქვემოთ.
თერმოპლასტიკური ფურცლის ძირითადი ტემპერატურა, მისი სისქე და საწარმოო გარემოს ტემპერატურა გავლენას ახდენს იმაზე, თუ როგორ მიედინება პლასტიკური პოლიმერული ჯაჭვები ფორმირებად მდგომარეობაში და გადაიქცევა ნახევრად კრისტალურ პოლიმერულ სტრუქტურაში.საბოლოო გაყინული მოლეკულური სტრუქტურა განსაზღვრავს მასალის ფიზიკურ მახასიათებლებს, ასევე საბოლოო პროდუქტის მუშაობას.
იდეალურ შემთხვევაში, თერმოპლასტიკური ფურცელი თანაბრად უნდა გაცხელდეს მის შესაბამის ფორმირების ტემპერატურამდე.შემდეგ ფურცელი გადადის ჩამოსხმის სადგურში, სადაც აპარატი აჭერს მას ყალიბს, რათა შექმნას ნაწილი, ან ვაკუუმის ან წნევის ქვეშ მყოფი ჰაერის გამოყენებით, ზოგჯერ მექანიკური დანამატის დახმარებით.საბოლოოდ, ნაწილი ამოდის ყალიბიდან პროცესის გაგრილების ეტაპისთვის.
თერმოფორმირების წარმოების უმეტესი ნაწილი ხდება რულონით მომუშავე მანქანებით, ხოლო ფურცლებიანი მანქანები უფრო მცირე მოცულობის აპლიკაციებისთვისაა.ძალიან დიდი მოცულობის ოპერაციებით, შეიძლება გამართლდეს სრულად ინტეგრირებული, დახურული მარყუჟის თერმოფორმირების სისტემა.ხაზი იღებს ნედლეულს პლასტმასს და ექსტრუდერები იკვებება პირდაპირ თერმოფორმირების მანქანაში.
გარკვეული ტიპის თერმოფორმირების ხელსაწყოები იძლევა ფორმირებული ნივთის დაჭრას თერმოფორმირების მანქანაში.ჭრის უფრო დიდი სიზუსტე შესაძლებელია ამ მეთოდის გამოყენებით, რადგან პროდუქტი და ჩონჩხის ჯართი არ საჭიროებს რეპოზიციას.ალტერნატივები არის იქ, სადაც ჩამოყალიბებული ფურცელი ინდექსირებულია პირდაპირ მოსავლის სადგურზე.
წარმოების მაღალი მოცულობა, როგორც წესი, მოითხოვს ნაწილების სტეკერის ინტეგრაციას თერმოფორმირების მანქანასთან.დაწყობის შემდეგ, მზა პროდუქცია იკვრება ყუთებში საბოლოო მომხმარებელთან ტრანსპორტირებისთვის.განცალკევებული ჩონჩხის ჯართი იდება მანდრილაზე შემდგომი დასაჭრელად ან გადის საჭრელ მანქანაში თერმოფორმირების აპარატთან ერთად.
დიდი ფურცლის თერმოფორმირება არის რთული ოპერაცია, რომელიც მგრძნობიარეა დარღვევების მიმართ, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს უარყოფილი ნაწილების რაოდენობა.დღევანდელი მკაცრი მოთხოვნები ნაწილის ზედაპირის ხარისხზე, სისქის სიზუსტეზე, ციკლის დროსა და მოსავლიანობაზე, რაც შერწყმულია ახალი დიზაინერული პოლიმერების და მრავალშრიანი ფურცლების დამუშავების მცირე ფანჯარასთან, აიძულა მწარმოებლები ეძიონ გზები ამ პროცესის კონტროლის გასაუმჯობესებლად.
თერმოფორმირების დროს ფურცლის გათბობა ხდება რადიაციის, კონვექციისა და გამტარობის მეშვეობით.ეს მექანიზმები წარმოადგენენ დიდ გაურკვევლობას, ასევე დროის ცვალებადობას და არაწრფივობას სითბოს გადაცემის დინამიკაში.გარდა ამისა, ფურცლის გათბობა არის სივრცით განაწილებული პროცესი, რომელიც საუკეთესოდ არის აღწერილი ნაწილობრივი დიფერენციალური განტოლებებით.
თერმოფორმირება მოითხოვს ზუსტ, მრავალზონიანი ტემპერატურის რუკას რთული ნაწილების ჩამოყალიბებამდე.ამ პრობლემას ემატება ის ფაქტი, რომ ტემპერატურა ჩვეულებრივ კონტროლდება გამათბობელ ელემენტებზე, ხოლო ტემპერატურის განაწილება ფურცლის სისქეზე არის პროცესის მთავარი ცვლადი.
მაგალითად, ამორფული მასალა, როგორიცაა პოლისტირონი, ზოგადად ინარჩუნებს თავის მთლიანობას, როდესაც გაცხელდება ფორმირების ტემპერატურამდე, მაღალი დნობის სიძლიერის გამო.შედეგად, ადვილია მისი დამუშავება და ფორმირება.როდესაც კრისტალური მასალა თბება, ის უფრო მკვეთრად იცვლება მყარიდან თხევადში, როდესაც მისი დნობის ტემპერატურა მიიღწევა, რაც ფორმირების ტემპერატურის ფანჯარას ძალიან ვიწრო ხდის.
გარემოს ტემპერატურის ცვლილებები ასევე იწვევს თერმოფორმირების პრობლემებს.საცდელი და შეცდომის მეთოდი რულონის საკვების სიჩქარის პოვნის მიზნით მისაღები ჩამოსხმის წარმოებისთვის შესაძლოა არაადეკვატური აღმოჩნდეს, თუ შეიცვლება ქარხნის ტემპერატურა (ანუ ზაფხულის თვეებში).ტემპერატურის ცვლილება 10°C-ით შეიძლება მნიშვნელოვანი გავლენა იქონიოს გამომუშავებაზე ძალიან ვიწრო ფორმირების ტემპერატურის დიაპაზონის გამო.
ტრადიციულად, თერმოფორმატორები ეყრდნობოდნენ სპეციალიზებულ სახელმძღვანელო ტექნიკას ფურცლის ტემპერატურის კონტროლისთვის.თუმცა, ეს მიდგომა ხშირად იძლევა სასურველ შედეგებზე ნაკლებს პროდუქტის თანმიმდევრულობისა და ხარისხის თვალსაზრისით.ოპერატორებს აქვთ რთული დაბალანსების აქტი, რაც გულისხმობს ფურცლის ბირთვსა და ზედაპირის ტემპერატურას შორის სხვაობის მინიმუმამდე შემცირებას, ხოლო ორივე უბნის დარჩენის უზრუნველყოფას მასალის ფორმირების მინიმალური და მაქსიმალური ტემპერატურის ფარგლებში.
გარდა ამისა, პლასტმასის ფურცელთან პირდაპირი კონტაქტი არაპრაქტიკულია თერმოფორმირებისას, რადგან ამან შეიძლება გამოიწვიოს ლაქები პლასტმასის ზედაპირებზე და დაუშვებელი რეაგირების დრო.
სულ უფრო და უფრო, პლასტმასის ინდუსტრია აღმოაჩენს უკონტაქტო ინფრაწითელი ტექნოლოგიის სარგებელს პროცესის ტემპერატურის გაზომვისა და კონტროლისთვის.ინფრაწითელზე დაფუძნებული სენსორული ხსნარები სასარგებლოა ტემპერატურის გასაზომად იმ ვითარებაში, როდესაც თერმოწყვილები ან სხვა ზონდის ტიპის სენსორები არ გამოიყენება, ან არ იძლევა ზუსტ მონაცემებს.
უკონტაქტო IR თერმომეტრები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სწრაფად და ეფექტურად მოძრავი პროცესების ტემპერატურის მონიტორინგისთვის, პროდუქტის ტემპერატურის გაზომვის პირდაპირ ღუმელის ან საშრობის ნაცვლად.შემდეგ მომხმარებლებს შეუძლიათ ადვილად შეცვალონ პროცესის პარამეტრები, რათა უზრუნველყონ პროდუქტის ოპტიმალური ხარისხი.
თერმოფორმირების აპლიკაციებისთვის, ინფრაწითელი ტემპერატურის მონიტორინგის ავტომატური სისტემა, როგორც წესი, მოიცავს ოპერატორის ინტერფეისს და დისპლეს პროცესის გაზომვისთვის თერმოფორმირების ღუმელიდან.IR თერმომეტრი ზომავს ცხელი, მოძრავი პლასტმასის ფურცლების ტემპერატურას 1% სიზუსტით.ციფრული პანელის მრიცხველი ჩაშენებული მექანიკური რელეებით აჩვენებს ტემპერატურულ მონაცემებს და გამოსცემს განგაშის სიგნალებს, როდესაც მითითებული წერტილის ტემპერატურა მიიღწევა.
ინფრაწითელი სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, თერმოფორმატორებს შეუძლიათ დააყენონ ტემპერატურისა და გამომავალი დიაპაზონი, ასევე ემისიის და განგაშის წერტილები და შემდეგ აკონტროლონ ტემპერატურის ჩვენებები რეალურ დროში.როდესაც პროცესი აღწევს დადგენილ ტემპერატურას, რელე იხურება და ან ააქტიურებს ინდიკატორს ან ხმოვან სიგნალიზაციას ციკლის გასაკონტროლებლად.პროცესის ტემპერატურის მონაცემები შეიძლება დაარქივდეს ან ექსპორტირებული იყოს სხვა აპლიკაციებში ანალიზისა და პროცესის დოკუმენტაციისთვის.
IR გაზომვების მონაცემების წყალობით, საწარმოო ხაზის ოპერატორებს შეუძლიათ განსაზღვრონ ღუმელის ოპტიმალური პარამეტრი, რათა ფურცელი მთლიანად გაჯერდეს უმოკლეს დროში, შუა განყოფილების გადახურების გარეშე.ზუსტი ტემპერატურული მონაცემების პრაქტიკულ გამოცდილებაზე დამატების შედეგი იძლევა ფარდების ჩამოსხმის საშუალებას ძალიან მცირე უარყოფით.და, უფრო რთულ პროექტებს სქელი ან თხელი მასალებით აქვთ უფრო ერთგვაროვანი საბოლოო კედლის სისქე, როდესაც პლასტმასის თანაბრად თბება.
თერმოფორმირების სისტემებს IR სენსორის ტექნოლოგიით ასევე შეუძლიათ თერმოპლასტიკური ჩამოსხმის პროცესების ოპტიმიზაცია.ამ პროცესებში ოპერატორები ზოგჯერ ამუშავებენ ღუმელებს ძალიან ცხელ, ან ტოვებენ ნაწილებს ფორმაში დიდხანს.ინფრაწითელი სენსორის მქონე სისტემის გამოყენებით, მათ შეუძლიათ შეინარჩუნონ გაგრილების მუდმივი ტემპერატურა ფორმებში, გაზარდონ წარმოების გამტარუნარიანობა და ნაწილების ამოღება დაწებებების ან დეფორმაციის გამო მნიშვნელოვანი დანაკარგების გარეშე.
მიუხედავად იმისა, რომ უკონტაქტო ინფრაწითელი ტემპერატურის გაზომვა ბევრ დადასტურებულ უპირატესობას სთავაზობს პლასტმასის მწარმოებლებს, ხელსაწყოების მომწოდებლები აგრძელებენ ახალი გადაწყვეტილებების შემუშავებას, რაც კიდევ უფრო აუმჯობესებს IR სისტემების სიზუსტეს, საიმედოობას და მარტივად გამოყენებას მოთხოვნად საწარმოო გარემოში.
IR თერმომეტრებთან მხედველობის პრობლემების გადასაჭრელად, ინსტრუმენტების კომპანიებმა შეიმუშავეს სენსორული პლატფორმები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ობიექტზე ინტეგრირებულ დანახვას, პლუს ლაზერულ ან ვიდეო ხილვას.ეს კომბინირებული მიდგომა უზრუნველყოფს სწორ დამიზნებას და სამიზნე მდებარეობას ყველაზე არახელსაყრელ პირობებში.
თერმომეტრები ასევე შეიძლება შეიცავდეს ერთდროულ რეალურ დროში ვიდეო მონიტორინგს და გამოსახულების ავტომატიზებულ ჩაწერას და შენახვას - რითაც აწვდის ახალ ღირებულ ინფორმაციას პროცესზე.მომხმარებლებს შეუძლიათ სწრაფად და მარტივად გადაიღონ პროცესის კადრები და მათ დოკუმენტაციაში შეიტანონ ინფორმაცია ტემპერატურისა და დროის/თარიღის შესახებ.
დღევანდელი კომპაქტური IR თერმომეტრები გვთავაზობენ ორჯერ უფრო მაღალ ოპტიკურ გარჩევადობას, ვიდრე ადრინდელი, მოცულობითი სენსორული მოდელები, აძლიერებენ მათ ეფექტურობას პროცესის კონტროლის აპლიკაციებში და კონტაქტური ზონდების უშუალო ჩანაცვლების საშუალებას იძლევა.
ზოგიერთი ახალი IR სენსორის დიზაინი იყენებს მინიატურულ სენსორულ თავსა და ცალკეულ ელექტრონიკას.სენსორებს შეუძლიათ მიაღწიონ 22:1 ოპტიკურ გარჩევადობას და გაუძლონ ატმოსფერულ ტემპერატურას, რომელიც უახლოვდება 200°C-ს ყოველგვარი გაგრილების გარეშე.ეს საშუალებას გაძლევთ ზუსტად გაზომოთ ძალიან მცირე ზომის წერტილები შეზღუდულ სივრცეებში და რთულ გარემო პირობებში.სენსორები საკმარისად მცირეა, რომ დამონტაჟდეს თითქმის ყველგან და შეიძლება განთავსდეს უჟანგავი ფოლადის შიგთავსში მკაცრი ინდუსტრიული პროცესებისგან დაცვის მიზნით.ინოვაციებმა IR სენსორულ ელექტრონიკაში ასევე გააუმჯობესეს სიგნალის დამუშავების შესაძლებლობები, მათ შორის, ემისიის, ნიმუშისა და შეკავების, მწვერვალის დაჭერის, ველის შეკავების და საშუალო ფუნქციების ჩათვლით.ზოგიერთ სისტემაში, ამ ცვლადების რეგულირება შესაძლებელია დისტანციური მომხმარებლის ინტერფეისიდან დამატებითი მოხერხებულობისთვის.
საბოლოო მომხმარებლებს ახლა შეუძლიათ აირჩიონ IR თერმომეტრები მოტორიზებული, დისტანციური მართვის ცვლადი სამიზნე ფოკუსირებით.ეს შესაძლებლობა იძლევა საზომი მიზნების ფოკუსის სწრაფ და ზუსტ რეგულირებას, ხელით ხელსაწყოს უკანა მხარეს ან დისტანციურად RS-232/RS-485 PC კავშირის საშუალებით.
IR სენსორები დისტანციური მართვის ცვლადი სამიზნე ფოკუსირებით შეიძლება კონფიგურირებული იყოს თითოეული განაცხადის მოთხოვნის შესაბამისად, რაც ამცირებს არასწორი ინსტალაციის შანსს.ინჟინრებს შეუძლიათ გაასწორონ სენსორის საზომი სამიზნე ფოკუსი საკუთარი ოფისის უსაფრთხოებიდან და მუდმივად დააკვირდნენ და ჩაწერონ ტემპერატურის ცვალებადობა მათ პროცესში, რათა მიიღონ დაუყოვნებელი მაკორექტირებელი ქმედება.
მომწოდებლები კიდევ უფრო აუმჯობესებენ ინფრაწითელი ტემპერატურის გაზომვის მრავალფეროვნებას საველე კალიბრაციის პროგრამული უზრუნველყოფის სისტემების მიწოდებით, რაც მომხმარებლებს საშუალებას აძლევს ადგილზე დაკალიბრონ სენსორები.გარდა ამისა, ახალი IR სისტემები გვთავაზობენ ფიზიკური კავშირის სხვადასხვა საშუალებას, მათ შორის სწრაფი გათიშვის კონექტორები და ტერმინალის კავშირები;სხვადასხვა ტალღის სიგრძე მაღალი და დაბალი ტემპერატურის გაზომვისთვის;და მილიამპერ, მილივოლტი და თერმოწყვილების სიგნალების არჩევანი.
ინსტრუმენტების დიზაინერებმა უპასუხეს ემისიურობის საკითხებს, რომლებიც დაკავშირებულია IR სენსორებთან, მოკლე ტალღის სიგრძის ერთეულების შემუშავებით, რომლებიც ამცირებენ შეცდომებს ემისიურობის გაურკვევლობის გამო.ეს მოწყობილობები არ არის ისეთი მგრძნობიარე ემისიის ცვლილებების მიმართ სამიზნე მასალაზე, როგორც ჩვეულებრივი მაღალი ტემპერატურის სენსორები.როგორც ასეთი, ისინი უზრუნველყოფენ უფრო ზუსტ კითხვას სხვადასხვა სამიზნეებზე სხვადასხვა ტემპერატურაზე.
IR ტემპერატურის საზომი სისტემები ემისიურობის ავტომატური კორექტირების რეჟიმით მწარმოებლებს საშუალებას აძლევს დააყენონ წინასწარ განსაზღვრული რეცეპტები პროდუქტის ხშირი ცვლილებების დასაკმაყოფილებლად.საზომი მიზნის ფარგლებში თერმული დარღვევების სწრაფად იდენტიფიცირებით, ისინი მომხმარებელს საშუალებას აძლევს გააუმჯობესოს პროდუქტის ხარისხი და ერთგვაროვნება, შეამციროს ჯართი და გააუმჯობესოს ოპერაციული ეფექტურობა.თუ გაუმართაობა ან დეფექტი მოხდა, სისტემას შეუძლია ამოქმედდეს განგაში, რათა მოხდეს მაკორექტირებელი მოქმედება.
ინფრაწითელი ზონდირების გაძლიერებული ტექნოლოგია ასევე დაგეხმარებათ წარმოების პროცესების გამარტივებაში.ოპერატორებს შეუძლიათ აირჩიონ ნაწილის ნომერი არსებული ტემპერატურის დანიშნულების სიიდან და ავტომატურად ჩაიწერონ თითოეული პიკური ტემპერატურის მნიშვნელობა.ეს გამოსავალი გამორიცხავს დახარისხებას და ზრდის ციკლის დროს.ის ასევე ოპტიმიზაციას უკეთებს გათბობის ზონების კონტროლს და ზრდის პროდუქტიულობას.
იმისათვის, რომ თერმოფორმატორებმა სრულად გააანალიზონ ინფრაწითელი ტემპერატურის საზომი სისტემის ავტომატური ინვესტიციის დაბრუნება, მათ უნდა გაითვალისწინონ გარკვეული ძირითადი ფაქტორები.ქვედა ხაზის ხარჯების შემცირება ნიშნავს დროის, ენერგიისა და ჯართის შემცირების ოდენობის გათვალისწინებას, რაც შეიძლება მოხდეს, ისევე როგორც თერმოფორმირების პროცესში გავლის თითოეულ ფურცელზე ინფორმაციის შეგროვებისა და მოხსენების შესაძლებლობას.ავტომატური IR სენსორული სისტემის საერთო უპირატესობები მოიცავს:
• ხარისხის დოკუმენტაციისა და ISO შესაბამისობისთვის წარმოებული ყველა ნაწილის თერმული გამოსახულების არქივისა და მომხმარებლებისთვის მიწოდების შესაძლებლობა.
უკონტაქტო ინფრაწითელი ტემპერატურის გაზომვა არ არის ახალი ტექნოლოგია, მაგრამ ბოლოდროინდელმა ინოვაციებმა შეამცირა ხარჯები, გაზარდა საიმედოობა და ჩართო გაზომვის უფრო მცირე ერთეულები.თერმოფორმატორები, რომლებიც იყენებენ IR ტექნოლოგიას, სარგებლობენ წარმოების გაუმჯობესებით და ჯართის შემცირებით.ნაწილების ხარისხი ასევე უმჯობესდება, რადგან მწარმოებლები იღებენ უფრო ერთგვაროვან სისქეს მათი თერმოფორმირების მანქანებიდან.
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
გამოქვეყნების დრო: აგვისტო-19-2019