Пластмасса өнеркәсібінде термоформаланған өнімдерді дұрыс өңдеуді қамтамасыз ету үшін температураны дәйекті, дәл өлшеу маңызды.Стационарлық және айналмалы термоформалау қолданбаларында төмен қалыптау температурасы қалыптасқан бөлікте кернеулер тудырады, ал тым жоғары температура көпіршіктер пайда болуы және түс немесе жылтырдың жоғалуы сияқты мәселелерді тудыруы мүмкін.
Бұл мақалада біз инфрақызыл (ИК) байланыссыз температураны өлшеудегі жетістіктер термоформинг операцияларына олардың өндірістік процестері мен бизнес нәтижелерін оңтайландыруға көмектесіп қана қоймай, сонымен қатар түпкілікті өнім сапасы мен сенімділігі үшін салалық стандарттарға сәйкестікті қалай қамтамасыз ететінін талқылаймыз.
Термоформалау - термопластикалық қаңылтырды қыздыру арқылы жұмсақ және серпімді ету және үш өлшемді пішінге мәжбүрлеу арқылы екі осьті деформациялау процесі.Бұл процесс қалыптың бар немесе жоқ болуы мүмкін.Термопластикалық қаңылтырды қыздыру термоформалау операциясының ең маңызды кезеңдерінің бірі болып табылады.Қалыптау машиналары әдетте парақ материалының үстінде және астында инфрақызыл қыздырғыштардың панельдерінен тұратын сэндвич типті жылытқыштарды пайдаланады.
Термопластикалық парақтың негізгі температурасы, оның қалыңдығы және өндіріс ортасының температурасы пластикалық полимер тізбектерінің қалыптанатын күйге өтуіне және жартылай кристалды полимер құрылымына айналуына әсер етеді.Соңғы мұздатылған молекулалық құрылым материалдың физикалық сипаттамаларын, сондай-ақ соңғы өнімнің өнімділігін анықтайды.
Ең дұрысы, термопластикалық парақ қалыптау температурасына дейін біркелкі қызуы керек.Содан кейін парақ қалыптау станциясына ауысады, онда құрылғы вакуумды немесе қысымды ауаны, кейде механикалық тығынның көмегімен бөлікті қалыптастыру үшін оны қалыпқа басады.Соңында, процестің салқындату кезеңі үшін бөлік қалыптан шығады.
Термоформалау өндірісінің басым бөлігі орамдық машиналармен, ал қаңылтырлы машиналар кішірек көлемдегі қолданбаларға арналған.Өте үлкен көлемді операциялармен толық біріктірілген, желідегі, жабық контурлы термоформинг жүйесін ақтауға болады.Желілік шикізат пластмассасын қабылдайды және экструдерлер термоформинг машинасына тікелей беріледі.
Термоформалау құралдарының белгілі бір түрлері термоформалау машинасында қалыптасқан бұйымды кесуге мүмкіндік береді.Бұл әдісті пайдалану арқылы кесудің үлкен дәлдігі мүмкін болады, себебі бұйым мен қаңқа сынықтары қайта орналастыруды қажет етпейді.Альтернативті нұсқалар - бұл түзілген парақ индекстері тікелей кесу станциясына.
Өндірістің жоғары көлемі әдетте бөлшектерді жинақтаушыны термоформалау машинасымен біріктіруді талап етеді.Жинақтағаннан кейін дайын бұйымдар түпкі тұтынушыға тасымалдау үшін қораптарға салынады.Бөлінген қаңқа сынықтары кейіннен кесу үшін мандрельге оралады немесе термоформинг машинасымен бір қатарда кесу машинасынан өтеді.
Үлкен парақты термоформациялау - бұл бұзылуға бейім күрделі операция, ол қабылданбаған бөліктердің санын айтарлықтай арттыруы мүмкін.Бөлшектердің бетінің сапасына, қалыңдығының дәлдігіне, цикл уақыты мен шығымдылығына қойылатын бүгінгі қатаң талаптар, жаңа конструкторлық полимерлер мен көпқабатты парақтарды өңдеудің шағын терезесімен біріктірілген, өндірушілерді осы процесті бақылауды жақсарту жолдарын іздеуге итермеледі.
Термоформалау кезінде парақты қыздыру сәулелену, конвекция және өткізгіштік арқылы жүреді.Бұл механизмдер үлкен белгісіздік, сондай-ақ жылу беру динамикасында уақыт бойынша вариациялар мен сызықтық еместіктерді енгізеді.Сонымен қатар, парақты жылыту - бұл ішінара дифференциалдық теңдеулермен жақсы сипатталған кеңістікте бөлінген процесс.
Термоформалау күрделі бөлшектерді қалыптастырмас бұрын дәл, көп аймақты температура картасын қажет етеді.Бұл мәселе температураның әдетте қыздыру элементтерінде бақыланатындығымен қиындайды, ал парақтың қалыңдығы бойынша температураның таралуы негізгі процестің айнымалысы болып табылады.
Мысалы, полистирол сияқты аморфты материал балқыма беріктігі жоғары болғандықтан қалыптау температурасына дейін қызған кезде тұтастығын сақтайды.Нәтижесінде оны өңдеу және қалыптастыру оңай.Кристалды материалды қыздырғанда, балқу температурасына жеткенде ол қатты күйден сұйыққа өзгереді, бұл қалыптау температурасының терезесін өте тар етеді.
Қоршаған орта температурасының өзгеруі термоформалауда да қиындықтар туғызады.Зауыттық температура өзгеретін болса (яғни, жаз айларында) қолайлы қалыптау жасау үшін орамды беру жылдамдығын табудың сынақ және қате әдісі жеткіліксіз болуы мүмкін.Температураның 10°C өзгеруі өте тар қалыптау температурасының диапазонына байланысты өнімге айтарлықтай әсер етуі мүмкін.
Дәстүрлі түрде термоформаторлар парақтың температурасын бақылаудың арнайы қолмен әдістеріне сүйенді.Дегенмен, бұл тәсіл көбінесе өнімнің консистенциясы мен сапасы бойынша қажетті нәтижелерден аз береді.Операторлардың қиын теңдестіру әрекеті бар, ол парақтың өзегі мен бетінің температурасы арасындағы айырмашылықты барынша азайтуды, сонымен бірге екі аймақтың да материалдың минималды және максималды қалыптау температураларында сақталуын қамтамасыз етеді.
Сонымен қатар, пластмасса парақпен тікелей байланыс термоформалау кезінде мүмкін емес, себебі ол пластик беттерде дақтарды және қабылданбайтын жауап уақыттарын тудыруы мүмкін.
Пластмасса өнеркәсібі процесс температурасын өлшеу және бақылау үшін байланыссыз инфрақызыл технологияның артықшылықтарын ашуда.Инфрақызыл негізіндегі зондтау шешімдері терможұптарды немесе басқа зонд түріндегі сенсорларды пайдалану мүмкін болмайтын немесе нақты деректер бермейтін жағдайларда температураны өлшеу үшін пайдалы.
Тұмшапештің немесе кептіргіштің орнына өнімнің температурасын тікелей өлшей отырып, жылдам жүретін процестердің температурасын жылдам және тиімді бақылау үшін контактісіз ИК термометрлерді пайдалануға болады.Оңтайлы өнім сапасын қамтамасыз ету үшін пайдаланушылар процесс параметрлерін оңай реттей алады.
Термоформалау қолданбалары үшін инфрақызыл температураны бақылаудың автоматтандырылған жүйесі әдетте оператор интерфейсін және термоформалау пешінен технологиялық өлшемдерге арналған дисплейді қамтиды.Инфрақызыл термометр ыстық, қозғалатын пластикалық парақтардың температурасын 1% дәлдікпен өлшейді.Кірістірілген механикалық релелері бар сандық панельдік есептегіш температура деректерін көрсетеді және белгіленген температураға жеткенде дабыл сигналдарын шығарады.
Инфрақызыл жүйе бағдарламалық құралын пайдалана отырып, термоформаторлар температура мен шығыс ауқымдарын, сондай-ақ сәуле шығару және дабыл нүктелерін орната алады, содан кейін нақты уақыт режимінде температура көрсеткіштерін бақылай алады.Процесс белгіленген температураға жеткенде, реле жабылады және циклді басқару үшін индикатор шамын немесе дыбыстық дабылды қосады.Процесс температурасы туралы деректерді талдау және технологиялық құжаттама үшін мұрағаттауға немесе басқа қолданбаларға экспорттауға болады.
ИК өлшемдерінен алынған деректердің арқасында өндірістік желі операторлары ортаңғы бөлікті қызып кетпестен қысқа уақыт ішінде парақты толығымен қанықтыру үшін пештің оңтайлы параметрін анықтай алады.Практикалық тәжірибеге дәл температура деректерін қосу нәтижесі өте аз бас тартумен драпты қалыптауға мүмкіндік береді.Ал, қалың немесе жұқа материалы бар күрделі жобалар пластмасса біркелкі қыздырылған кезде біркелкі соңғы қабырға қалыңдығына ие болады.
Инфрақызыл сенсор технологиясы бар термоформалау жүйелері термопластты қалыптау процестерін оңтайландыра алады.Бұл процестерде операторлар кейде пештерді тым ыстық күйде іске қосады немесе бөлшектерді қалыпта тым ұзақ қалдырады.Инфрақызыл сенсоры бар жүйені пайдалану арқылы олар қалыптарда біркелкі салқындату температурасын ұстап тұруға, өндіріс өнімділігін арттыруға және бөлшектерді жабысу немесе деформацияға байланысты айтарлықтай жоғалтусыз алуға мүмкіндік береді.
Контактсыз инфрақызыл температураны өлшеу пластмасса өндірушілері үшін көптеген дәлелденген артықшылықтарды ұсынса да, аспаптық құралдар жеткізушілері талап етілетін өндірістік орталарда ИК жүйелерінің дәлдігін, сенімділігін және пайдаланудың қарапайымдылығын одан әрі жақсарта отырып, жаңа шешімдерді әзірлеуді жалғастыруда.
Инфрақызыл термометрлермен көру мәселелерін шешу үшін аспаптық компаниялар объектив арқылы біріктірілген нысанды көруді, сонымен қатар лазерлік немесе бейне көруді қамтамасыз ететін сенсорлық платформаларды әзірледі.Бұл біріктірілген тәсіл ең қолайсыз жағдайларда дұрыс көздеу мен нысананың орналасуын қамтамасыз етеді.
Термометрлер сонымен қатар бір уақытта нақты уақыттағы бейне бақылауды және автоматтандырылған кескінді жазуды және сақтауды қамтуы мүмкін, осылайша құнды жаңа технологиялық ақпарат береді.Пайдаланушылар процестің суретін тез және оңай түсіріп, құжаттамасына температура мен уақыт/күн туралы ақпаратты қоса алады.
Бүгінгі ықшам инфрақызыл термометрлер бұрынғы, көлемді сенсор үлгілерінен екі есе жоғары оптикалық ажыратымдылықты ұсынады, бұл процесс басқаруды талап ететін қолданбаларда олардың өнімділігін арттырады және контактілі зондтарды тікелей ауыстыруға мүмкіндік береді.
Кейбір жаңа IR сенсорларының конструкциялары миниатюралық сенсорлық бастиекті және бөлек электрониканы пайдаланады.Сенсорлар 22:1 оптикалық ажыратымдылыққа қол жеткізе алады және 200°C-қа жуық қоршаған орта температурасына ешқандай салқындатусыз төтеп бере алады.Бұл шектеулі кеңістіктерде және қиын қоршаған орта жағдайларында өте кішкентай нүкте өлшемдерін дәл өлшеуге мүмкіндік береді.Датчиктер кез келген жерде орнатуға жеткілікті кішкентай және қатал өндірістік процестерден қорғау үшін тот баспайтын болаттан жасалған қорапқа орналастырылуы мүмкін.IR сенсорының электроникасындағы инновациялар сигналды өңдеу мүмкіндіктерін, соның ішінде сәуле шығаруды, үлгіні және ұстап тұруды, шыңды ұстауды, алқапты ұстауды және орташалау функцияларын жақсартты.Кейбір жүйелерде бұл айнымалы мәндерді қосымша ыңғайлы болу үшін қашықтағы пайдаланушы интерфейсінен реттеуге болады.
Түпкі пайдаланушылар енді моторлы, қашықтан басқарылатын айнымалы мақсатты фокустауы бар IR термометрлерін таңдай алады.Бұл мүмкіндік өлшеу нысандарының фокусын құралдың артқы жағында қолмен немесе RS-232/RS-485 компьютер қосылымы арқылы қашықтан жылдам және дәл реттеуге мүмкіндік береді.
Қашықтан басқарылатын айнымалы мақсатты фокустауы бар инфрақызыл сенсорларды әр қолданба талабына сәйкес конфигурациялауға болады, бұл қате орнату мүмкіндігін азайтады.Инженерлер сенсордың өлшеу нысаналы фокусын өз кеңсесінің қауіпсіздігінен дәл баптай алады және дереу түзету әрекетін жасау үшін өз процесіндегі температура ауытқуларын үздіксіз бақылап, жаза алады.
Жабдықтаушылар жүйені далалық калибрлеу бағдарламалық құралымен қамтамасыз ету арқылы инфрақызыл температураны өлшеудің әмбебаптығын одан әрі жетілдіреді, бұл пайдаланушыларға сенсорларды сайтта калибрлеуге мүмкіндік береді.Сонымен қатар, жаңа IR жүйелері физикалық қосылым үшін әртүрлі құралдарды ұсынады, соның ішінде жылдам ажыратылатын қосқыштар мен терминал қосылымдары;жоғары және төмен температураны өлшеуге арналған әртүрлі толқын ұзындығы;және миллиампер, милливольт және термопара сигналдарын таңдау.
Аспап жасау дизайнерлері ИК сенсорларымен байланысты сәуле шығару мәселелеріне сәуле шығарудың белгісіздігінен қателерді азайтатын қысқа толқын ұзындығы бірліктерін жасау арқылы жауап берді.Бұл құрылғылар әдеттегі жоғары температура сенсорлары сияқты мақсатты материалдағы сәуле шығару қабілетінің өзгеруіне сезімтал емес.Осылайша, олар әртүрлі температурада әртүрлі нысаналар бойынша дәлірек көрсеткіштерді қамтамасыз етеді.
Автоматты сәуле шығаруды түзету режимі бар инфрақызыл температураны өлшеу жүйелері өндірушілерге өнімнің жиі өзгерістерін ескере отырып, алдын ала анықталған рецептілерді орнатуға мүмкіндік береді.Өлшеу мақсатының шегінде термиялық бұзылуларды жылдам анықтау арқылы олар пайдаланушыға өнімнің сапасы мен біркелкілігін жақсартуға, сынықтарды азайтуға және жұмыс тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.Егер ақаулық немесе ақаулық орын алса, жүйе түзету әрекетіне мүмкіндік беру үшін дабылды іске қоса алады.
Жетілдірілген инфрақызыл зондтау технологиясы да өндіріс процестерін жеңілдетуге көмектеседі.Операторлар бар температураның орнату нүктесі тізімінен бөлік нөмірін таңдай алады және әрбір ең жоғары температура мәнін автоматты түрде жаза алады.Бұл шешім сұрыптауды болдырмайды және цикл уақытын арттырады.Ол сондай-ақ жылыту аймақтарын басқаруды оңтайландырады және өнімділікті арттырады.
Термоформаторлар автоматтандырылған инфрақызыл температураны өлшеу жүйесінің инвестициясының қайтарымдылығын толық талдау үшін олар белгілі бір негізгі факторларды қарастыруы керек.Төменгі шығындарды азайту уақытты, энергияны және орын алуы мүмкін сынықтарды азайту мөлшерін, сондай-ақ термоформалау процесінен өтетін әрбір парақ туралы ақпаратты жинау және есеп беру мүмкіндігін ескеруді білдіреді.Автоматтандырылған ИК зондтау жүйесінің жалпы артықшылықтары мыналарды қамтиды:
• Мұрағаттау және тұтынушыларға сапалы құжаттама мен ISO сәйкестігі үшін жасалған әрбір бөліктің жылу кескінін беру мүмкіндігі.
Байланыссыз инфрақызыл температураны өлшеу жаңа технология емес, бірақ соңғы инновациялар шығындарды азайтып, сенімділікті арттырды және кішірек өлшем бірліктерін іске қосты.ИК технологиясын пайдаланатын термоформерлер өндірісті жақсартудан және сынықтарды азайтудан пайда көреді.Бөлшектердің сапасы да жақсарады, өйткені өндірушілер термоформинг машиналарынан біркелкі қалыңдықты алады.
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
Жіберу уақыты: 19 тамыз 2019 ж