Доследно, точно мерење на температурата е критично во индустријата за пластика за да се обезбеди правилна завршна обработка на термоформираните производи.И кај стационарни и во ротациони апликации за термоформирање, ниската температура на формирање создава напрегања во формираниот дел, додека температурите кои се премногу високи може да предизвикаат проблеми како што се појава на меури и губење на бојата или сјајот.
Во оваа статија, ќе разговараме за тоа како напредокот во бесконтактното мерење на инфрацрвена (IR) температура не само што им помага на операциите на термоформирање да ги оптимизираат нивните производни процеси и деловни резултати, туку и овозможуваат усогласеност со индустриските стандарди за квалитет и доверливост на финалниот производ.
Термоформирање е процес со кој термопластичниот лим се прави мек и податлив со загревање и двоаксијално деформиран со присилување во тродимензионална форма.Овој процес може да се одвива во присуство или отсуство на мувла.Загревањето на термопластичниот лим е една од најважните фази во операцијата на термоформирање.Машините за формирање обично користат грејачи од типот на сендвич, кои се состојат од панели на инфрацрвени грејачи над и под материјалот од листот.
Температурата на средината на термопластичниот лим, нејзината дебелина и температурата на производната средина, сето тоа влијае на тоа како пластичните полимерни синџири се влеваат во состојба што може да се обликува и се претвораат во полукристална полимерна структура.Конечната замрзната молекуларна структура ги одредува физичките карактеристики на материјалот, како и перформансите на финалниот производ.
Идеално, термопластичниот лим треба да се загрее подеднакво до неговата соодветна температура на формирање.Листот потоа се префрла во станица за обликување, каде што апаратот го притиска врз калапот за да го формира делот, користејќи вакуум или воздух под притисок, понекогаш со помош на механички приклучок.Конечно, делот се исфрла од калапот за фазата на ладење на процесот.
Поголемиот дел од производството на термоформирање се врши со машини со ролна храна, додека машините кои се напојуваат со листови се за апликации со помал волумен.Со операции со многу голем волумен, може да се оправда целосно интегриран систем за термоформирање во линија, затворен циклус.Линијата прима суровина пластика и екструдерите се внесуваат директно во машината за термоформирање.
Одредени типови на алатки за термоформирање овозможуваат сечење на формираниот артикл во машината за термоформирање.Поголема точност на сечењето е можна со користење на овој метод бидејќи на производот и скелетниот отпад не им е потребно репозиционирање.Алтернативите се таму каде што формираниот лист индексира директно до станицата за сечење.
Високиот обем на производство обично бара интеграција на сложувач на делови со машината за термоформирање.Откако ќе се наредени, готовите производи се пакуваат во кутии за транспорт до крајниот клиент.Одделениот скелетен отпад се намотува на мандрила за последователно сечкање или поминува низ машина за сечкање во линија со машината за термоформирање.
Термоформирањето на големи листови е сложена операција подложна на пертурбации, што може значително да го зголеми бројот на отфрлените делови.Денешните строги барања за квалитет на површината на делови, прецизност на дебелината, време на циклус и принос, комбинирани со малиот прозорец за обработка на новите дизајнерски полимери и повеќеслојни листови, ги поттикнаа производителите да бараат начини за подобрување на контролата на овој процес.
За време на термоформирањето, загревањето на листот се јавува преку зрачење, конвекција и спроводливост.Овие механизми внесуваат голема доза на несигурност, како и временски варијации и нелинеарности во динамиката на пренос на топлина.Понатаму, греењето на листовите е просторно дистрибуиран процес најдобро опишан со парцијални диференцијални равенки.
Термоформирањето бара прецизна, повеќезонска температурна карта пред да се формираат сложени делови.Овој проблем е надополнет со фактот што температурата обично се контролира на грејните елементи, додека распределбата на температурата низ дебелината на листот е главната променлива на процесот.
На пример, аморфниот материјал како што е полистиренот генерално ќе го задржи својот интегритет кога ќе се загрее до неговата температура на формирање поради високата јачина на топење.Како резултат на тоа, лесно е да се ракува и да се формира.Кога кристалниот материјал се загрева, тој подраматично се менува од цврст во течен откако ќе се достигне температурата на топењето, што го прави температурниот прозорец за формирање многу тесен.
Промените на температурите на околината предизвикуваат и проблеми во термоформирањето.Методот на обиди и грешки за наоѓање на брзина на довод на ролна за да се добијат прифатливи лајсни може да се покаже како несоодветен доколку се промени фабричката температура (т.е. во текот на летните месеци).Промената на температурата од 10°C може да има значително влијание врз излезот поради многу тесниот температурен опсег на формирање.
Традиционално, термоформаторите се потпираат на специјализирани рачни техники за контрола на температурата на листовите.Сепак, овој пристап често дава помалку од посакуваните резултати во однос на конзистентноста и квалитетот на производот.Операторите имаат тежок чин на балансирање, кој вклучува минимизирање на разликата помеѓу температурата на јадрото и површината на листот, истовремено обезбедувајќи и двете области да останат во рамките на минималните и максималните температури за формирање на материјалот.
Дополнително, директниот контакт со пластичната плоча е непрактичен при термоформирањето бидејќи може да предизвика флеки на пластичните површини и неприфатливо време на одговор.
Сè повеќе, пластичната индустрија ги открива придобивките од бесконтактната инфрацрвена технологија за мерење и контрола на температурата на процесот.Решенијата за сензори базирани на инфрацрвени зраци се корисни за мерење на температурата под околности во кои термопарови или други сензори од типот на сонда не можат да се користат или не даваат точни податоци.
Може да се користат бесконтактни инфрацрвени термометри за брзо и ефикасно следење на температурата на процесите кои брзо се движат, мерејќи ја температурата на производот директно наместо во рерната или машината за сушење.Корисниците потоа можат лесно да ги приспособат параметрите на процесот за да обезбедат оптимален квалитет на производот.
За апликации за термоформирање, автоматизираниот инфрацрвен систем за следење на температурата обично вклучува интерфејс на операторот и дисплеј за мерења на процесот од печката за термоформирање.IR термометар ја мери температурата на топлите, подвижни пластични листови со точност од 1%.Дигитален панел метар со вградени механички релеи прикажува податоци за температурата и емитува алармни сигнали кога ќе се достигне зададената температура.
Користејќи го софтверот на инфрацрвениот систем, термоформаторите можат да постават опсег на температура и излез, како и точки на емисија и аларм, а потоа да ги следат отчитувањата на температурата во реално време.Кога процесот ќе ја достигне зададената температура, релето се затвора и или активира индикаторско светло или звучен аларм за да го контролира циклусот.Податоците за температурата на процесот може да се архивираат или извезат во други апликации за анализа и документација за процесот.
Благодарение на податоците од IR мерењата, операторите на производната линија можат да одредат оптимална поставка на рерната за целосно заситување на листот во најкраток временски период без прегревање на средниот дел.Резултатот од додавањето точни податоци за температурата во практичното искуство овозможува обликување на завеси со многу малку отфрлања.И, потешките проекти со подебел или потенок материјал имаат порамномерна дебелина на конечниот ѕид кога пластиката се загрева подеднакво.
Системите за термоформирање со технологија за инфрацрвени сензори, исто така, можат да ги оптимизираат процесите на термопластично одлевање.Во овие процеси, операторите понекогаш ги пуштаат рерните премногу жешки или ги оставаат деловите во калапот премногу долго.Со користење на систем со инфрацрвен сензор, тие можат да одржуваат постојани температури на ладење низ калапи, зголемувајќи ја пропусната моќ на производството и овозможувајќи делови да се отстранат без значителни загуби поради лепење или деформација.
Иако бесконтактното мерење на инфрацрвената температура нуди многу докажани предности за производителите на пластика, добавувачите на инструменти продолжуваат да развиваат нови решенија, дополнително подобрувајќи ја точноста, доверливоста и леснотијата на користење на IR системите во тешки производствени средини.
За да се решат проблемите со видот со IR термометрите, компаниите за инструменти развија платформи со сензори кои обезбедуваат интегрирано гледање цел преку објективот, плус ласерско или видео гледање.Овој комбиниран пристап обезбедува правилно насочување и целна локација под најнеповолни услови.
Термометрите, исто така, може да вградат симултан видео мониторинг во реално време и автоматско снимање и складирање на слики - на тој начин доставувајќи вредни нови информации за процесот.Корисниците можат брзо и лесно да снимаат снимки од процесот и да вклучат информации за температурата и времето/датумот во нивната документација.
Денешните компактни инфрацрвени термометри нудат двојно поголема оптичка резолуција од претходните, обемни модели на сензори, зголемувајќи ги нивните перформанси во тешките апликации за контрола на процесот и овозможувајќи директна замена на контактните сонди.
Некои нови дизајни на IR сензори користат минијатурна сензорна глава и посебна електроника.Сензорите можат да постигнат оптичка резолуција до 22:1 и да издржат амбиентални температури кои се приближуваат до 200°C без никакво ладење.Ова овозможува прецизно мерење на многу мали димензии на места во затворени простори и тешки амбиентални услови.Сензорите се доволно мали за да се инсталираат речиси насекаде, и може да се сместат во куќиште од нерѓосувачки челик за заштита од суровите индустриски процеси.Иновациите во електрониката на IR сензори, исто така, ги подобрија способностите за обработка на сигналот, вклучувајќи ги функциите за емисивност, примерок и задржување, задржување на врвот, задржување во долината и просечни функции.Кај некои системи, овие променливи може да се прилагодат од далечински кориснички интерфејс за дополнителна погодност.
Крајните корисници сега можат да изберат IR термометри со моторизирано, далечински управувано променливо фокусирање на целта.Оваа способност овозможува брзо и прецизно прилагодување на фокусот на мерните цели, или рачно на задниот дел од инструментот или од далечина преку поврзување со компјутер RS-232/RS-485.
IR сензорите со далечинско контролирано променливо фокусирање на целта може да се конфигурираат според секое барање на апликацијата, намалувајќи ја можноста за неправилна инсталација.Инженерите можат фино да го подесат мерниот фокус на сензорот од безбедноста на нивната канцеларија и постојано да ги набљудуваат и снимаат температурните варијации во нивниот процес со цел да преземат итни корективни мерки.
Добавувачите дополнително ја подобруваат разновидноста на мерењето на инфрацрвената температура со снабдување на системи со софтвер за калибрација на теренот, овозможувајќи им на корисниците да ги калибрираат сензорите на локацијата.Плус, новите IR системи нудат различни средства за физичко поврзување, вклучувајќи конектори за брзо исклучување и приклучоци на терминалите;различни бранови должини за мерење на високи и ниски температури;и избор на сигнали од милиампер, миливолт и термоспој.
Дизајнерите на инструменти одговорија на прашањата со емисивноста поврзани со IR сензорите со развивање на единици со кратки бранови должини кои ги минимизираат грешките поради несигурноста на емисионоста.Овие уреди не се толку чувствителни на промени во емисионоста на целниот материјал како конвенционалните сензори за висока температура.Како такви, тие обезбедуваат попрецизни читања на различни цели на различни температури.
Системите за мерење на инфрацрвена температура со режим на автоматска корекција на емисионоста им овозможуваат на производителите да поставуваат однапред дефинирани рецепти за да се приспособат на честите промени на производот.Со брзо идентификување на топлинските неправилности во рамките на мерната цел, тие му овозможуваат на корисникот да го подобри квалитетот и униформноста на производот, да го намали отпадот и да ја подобри оперативната ефикасност.Ако се појави дефект или дефект, системот може да активира аларм за да овозможи корективни дејства.
Засилената технологија за сензори за инфрацрвени зраци, исто така, може да помогне во рационализацијата на производствените процеси.Операторите можат да изберат број на дел од постоечката листа на зададени температурни точки и автоматски да ја снимаат секоја вредност на максимална температура.Ова решение го елиминира сортирањето и го зголемува времето на циклусот.Исто така, ја оптимизира контролата на грејните зони и ја зголемува продуктивноста.
За термоформаторите целосно да го анализираат повратот на инвестицијата на автоматизираниот инфрацрвен систем за мерење на температурата, тие мора да разгледаат одредени клучни фактори.Намалувањето на крајните трошоци значи да се земат предвид времето, енергијата и количината на намалување на отпадот што може да се случи, како и можноста за собирање и известување информации за секој лист што минува низ процесот на термоформирање.Целокупните придобивки од автоматизираниот IR систем за сензори вклучуваат:
• Способност да се архивира и да им се обезбеди на клиентите термичка слика на секој дел произведен за квалитетна документација и усогласеност со ISO.
Мерењето на бесконтактната инфрацрвена температура не е нова технологија, но неодамнешните иновации ги намалија трошоците, ја зголемија доверливоста и овозможија помали мерни единици.Термоформаторите кои користат IR технологија имаат корист од подобрувањата во производството и намалувањето на отпадот.Квалитетот на деловите исто така се подобрува бидејќи производителите добиваат подеднаква дебелина што излегува од нивните машини за термоформирање.
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
Време на објавување: 19.08.2019