Matja e vazhdueshme dhe e saktë e temperaturës është kritike në industrinë e plastikës për të siguruar përfundimin e saktë të produkteve të termoformuara.Si në aplikimet termoformuese të palëvizshme ashtu edhe në ato rrotulluese, temperatura e ulët e formimit prodhon sforcime në pjesën e formuar, ndërsa temperaturat shumë të larta mund të shkaktojnë probleme të tilla si fshikëza dhe humbje e ngjyrës ose shkëlqimit.
Në këtë artikull, ne do të diskutojmë se si përparimet në matjen e temperaturës pa kontakt me infra të kuqe (IR) jo vetëm që ndihmojnë operacionet termoformuese të optimizojnë proceset e tyre të prodhimit dhe rezultatet e biznesit, por gjithashtu mundësojnë përputhjen me standardet e industrisë për cilësinë dhe besueshmërinë e produktit përfundimtar.
Termoformimi është procesi me anë të të cilit një fletë termoplastike bëhet e butë dhe e përkulshme nga ngrohja, dhe deformohet në mënyrë dy-aksiale duke u detyruar në një formë tre-dimensionale.Ky proces mund të ndodhë në prani ose mungesë të një myku.Ngrohja e fletës termoplastike është një nga fazat më të rëndësishme në funksionimin e termoformimit.Makineritë e formimit zakonisht përdorin ngrohës të tipit sanduiç, të cilët përbëhen nga panele ngrohësesh me rreze infra të kuqe sipër dhe poshtë materialit të fletës.
Temperatura e bazës së fletës termoplastike, trashësia e saj dhe temperatura e mjedisit të prodhimit ndikojnë të gjitha në mënyrën se si zinxhirët e polimerit plastik derdhen në një gjendje të formësueshme dhe shndërrohen në një strukturë polimeri gjysmë kristalore.Struktura përfundimtare molekulare e ngrirë përcakton karakteristikat fizike të materialit, si dhe performancën e produktit përfundimtar.
Në mënyrë ideale, fleta termoplastike duhet të nxehet në mënyrë të njëtrajtshme në temperaturën e duhur të formimit.Fleta më pas transferohet në një stacion formimi, ku një aparat e shtyp atë kundër kallëpit për të formuar pjesën, duke përdorur ose një vakum ose ajër nën presion, ndonjëherë me ndihmën e një tape mekanike.Së fundi, pjesa del nga kallëpi për fazën e ftohjes së procesit.
Pjesa më e madhe e prodhimit të termoformimit bëhet nga makineritë e ushqyer me rrotull, ndërsa makinat me fletë janë për aplikime me vëllim më të vogël.Me operacione me volum shumë të madh, mund të justifikohet një sistem termoformimi plotësisht i integruar, në linjë, me qark të mbyllur.Linja merr lëndën e parë plastike dhe ekstruderët ushqehen direkt në makinën termoformuese.
Disa lloje të veglave termoformuese mundësojnë prerjen e artikullit të formuar brenda makinës termoformuese.Saktësia më e madhe e prerjes është e mundur duke përdorur këtë metodë, sepse produkti dhe mbetjet e skeletit nuk kanë nevojë për ripozicionim.Alternativat janë kur fleta e formuar indeksohet drejtpërdrejt në stacionin e mbjelljes.
Vëllimi i lartë i prodhimit zakonisht kërkon integrimin e një grumbulluesi të pjesëve me makinën termoformuese.Pasi të grumbullohen, artikujt e përfunduar paketohen në kuti për t'u transportuar te klienti fundor.Skrapi i ndarë i skeletit mbështillet në një mandrillë për prerje të mëvonshme ose kalon përmes një makinerie prerëse në linjë me makinën termoformuese.
Termoformimi i fletëve të mëdha është një operacion kompleks i ndjeshëm ndaj shqetësimeve, të cilat mund të rrisin shumë numrin e pjesëve të refuzuara.Kërkesat e rrepta të sotme për cilësinë e sipërfaqes së pjesës, saktësinë e trashësisë, kohën e ciklit dhe rendimentin, të shoqëruara me dritaren e vogël të përpunimit të polimereve të reja të dizajnuara dhe fletëve me shumë shtresa, i kanë shtyrë prodhuesit të kërkojnë mënyra për të përmirësuar kontrollin e këtij procesi.
Gjatë termoformimit, ngrohja e fletës ndodh përmes rrezatimit, konvekcionit dhe përcjelljes.Këta mekanizma sjellin një pjesë të madhe të pasigurisë, si dhe ndryshime në kohë dhe jolinearitete në dinamikën e transferimit të nxehtësisë.Për më tepër, ngrohja e fletës është një proces i shpërndarë në hapësirë, i përshkruar më së miri nga ekuacionet diferenciale të pjesshme.
Termoformimi kërkon një hartë të saktë të temperaturës me shumë zona përpara formimit të pjesëve komplekse.Ky problem shtohet nga fakti se temperatura zakonisht kontrollohet në elementët e ngrohjes, ndërsa shpërndarja e temperaturës përgjatë trashësisë së fletës është variabli kryesor i procesit.
Për shembull, një material amorf si polistireni në përgjithësi do të ruajë integritetin e tij kur nxehet në temperaturën e formimit për shkak të forcës së lartë të shkrirjes.Si rezultat, është e lehtë për t'u trajtuar dhe formuar.Kur një material kristalor nxehet, ai ndryshon në mënyrë më dramatike nga i ngurtë në i lëngshëm pasi të arrihet temperatura e tij e shkrirjes, duke e bërë dritaren e temperaturës së formimit shumë të ngushtë.
Ndryshimet në temperaturat e ambientit shkaktojnë gjithashtu probleme në termoformim.Metoda e provës dhe e gabimit për të gjetur një shpejtësi të ushqyerjes së rrotullave për të prodhuar formacione të pranueshme mund të rezultojë e pamjaftueshme nëse temperatura e fabrikës do të ndryshonte (dmth. gjatë muajve të verës).Një ndryshim i temperaturës prej 10°C mund të ketë një ndikim të rëndësishëm në prodhim për shkak të diapazonit shumë të ngushtë të temperaturës së formimit.
Tradicionalisht, termoformuesit janë mbështetur në teknikat e specializuara manuale për kontrollin e temperaturës së fletës.Megjithatë, kjo qasje shpesh jep më pak se rezultatet e dëshiruara për sa i përket konsistencës dhe cilësisë së produktit.Operatorët kanë një veprim të vështirë balancimi, i cili përfshin minimizimin e diferencës midis temperaturës së bërthamës dhe sipërfaqes së fletës, duke siguruar që të dyja zonat të qëndrojnë brenda temperaturave minimale dhe maksimale të formimit të materialit.
Për më tepër, kontakti i drejtpërdrejtë me fletën plastike është jopraktik në termoformim sepse mund të shkaktojë njolla në sipërfaqet plastike dhe kohë të papranueshme reagimi.
Gjithnjë e më shumë, industria e plastikës po zbulon përfitimet e teknologjisë infra të kuqe pa kontakt për matjen dhe kontrollin e temperaturës së procesit.Zgjidhjet e sensorit me bazë infra të kuqe janë të dobishme për matjen e temperaturës në rrethana në të cilat termoçiftet ose sensorët e tjerë të tipit të sondës nuk mund të përdoren ose nuk prodhojnë të dhëna të sakta.
Termometrat IR pa kontakt mund të përdoren për të monitoruar shpejt dhe me efikasitet temperaturën e proceseve me lëvizje të shpejtë, duke matur temperaturën e produktit direkt në vend të furrës ose tharëses.Përdoruesit më pas mund të rregullojnë lehtësisht parametrat e procesit për të siguruar cilësi optimale të produktit.
Për aplikimet termoformuese, një sistem i automatizuar i monitorimit të temperaturës me rreze infra të kuqe zakonisht përfshin një ndërfaqe operatori dhe një ekran për matjet e procesit nga furra termoformuese.Një termometër IR mat temperaturën e fletëve plastike të nxehta dhe lëvizëse me saktësi 1%.Një matës panel dixhital me rele mekanike të integruara shfaq të dhënat e temperaturës dhe nxjerr sinjale alarmi kur arrihet temperatura e pikës së caktuar.
Duke përdorur softuerin e sistemit infra të kuqe, termoformuesit mund të vendosin intervalet e temperaturës dhe daljes, si dhe pikat e emetimit dhe alarmit, dhe më pas të monitorojnë leximet e temperaturës në bazë në kohë reale.Kur procesi arrin temperaturën e pikës së caktuar, një stafetë mbyllet dhe ose ndez një dritë treguese ose një alarm zanor për të kontrolluar ciklin.Të dhënat e temperaturës së procesit mund të arkivohen ose eksportohen në aplikacione të tjera për analizë dhe dokumentacion të procesit.
Falë të dhënave nga matjet IR, operatorët e linjës së prodhimit mund të përcaktojnë cilësimin optimal të furrës për të ngopur plotësisht fletën në periudhën më të shkurtër kohore pa mbinxehur pjesën e mesme.Rezultati i shtimit të të dhënave të sakta të temperaturës në përvojën praktike mundëson formimin e perdes me shumë pak refuzime.Dhe, projektet më të vështira me material më të trashë ose më të hollë kanë një trashësi më të njëtrajtshme të murit përfundimtar kur plastika nxehet në mënyrë të njëtrajtshme.
Sistemet termoformuese me teknologjinë e sensorëve IR mund të optimizojnë gjithashtu proceset e deformimit termoplastik.Në këto procese, operatorët ndonjëherë i ndezin furrat e tyre shumë të nxehta ose i lënë pjesët në kallëp shumë gjatë.Duke përdorur një sistem me një sensor infra të kuqe, ata mund të mbajnë temperatura të qëndrueshme ftohjeje nëpër kallëpe, duke rritur kapacitetin e prodhimit dhe duke lejuar që pjesët të hiqen pa humbje të konsiderueshme për shkak të ngjitjes ose deformimit.
Edhe pse matja e temperaturës pa kontakt me rreze infra të kuqe ofron shumë avantazhe të provuara për prodhuesit e plastikës, furnizuesit e instrumenteve vazhdojnë të zhvillojnë zgjidhje të reja, duke përmirësuar më tej saktësinë, besueshmërinë dhe lehtësinë e përdorimit të sistemeve IR në mjedise prodhimi kërkuese.
Për të adresuar problemet e shikimit me termometrat IR, kompanitë e instrumenteve kanë zhvilluar platforma sensorë që ofrojnë shikim të integruar të objektivit përmes lenteve, plus shikimin me lazer ose video.Kjo qasje e kombinuar siguron synimin e saktë dhe vendndodhjen e synuar në kushtet më të pafavorshme.
Termometrat mund të përfshijnë gjithashtu monitorim të njëkohshëm video në kohë reale dhe regjistrim dhe ruajtje të automatizuar të imazheve – duke dhënë kështu informacione të reja të vlefshme për procesin.Përdoruesit mund të marrin shpejt dhe me lehtësi fotografi të procesit dhe të përfshijnë informacione për temperaturën dhe kohën/datën në dokumentacionin e tyre.
Termometrat kompaktë IR të sotëm ofrojnë dyfishin e rezolucionit optik të modeleve të mëparshme të sensorëve të rëndë, duke zgjeruar performancën e tyre në aplikimet e kërkuara të kontrollit të procesit dhe duke lejuar zëvendësimin e drejtpërdrejtë të sondave të kontaktit.
Disa modele të reja të sensorëve IR përdorin një kokë sensori në miniaturë dhe pajisje elektronike të veçanta.Sensorët mund të arrijnë rezolucion optik deri në 22:1 dhe të përballojnë temperaturat e ambientit që i afrohen 200°C pa asnjë ftohje.Kjo lejon matjen e saktë të madhësive shumë të vogla të pikave në hapësira të kufizuara dhe kushte të vështira ambienti.Sensorët janë mjaft të vegjël për t'u instaluar pothuajse kudo dhe mund të vendosen në një mbyllje prej çeliku inox për mbrojtje nga proceset e vështira industriale.Inovacionet në elektronikën e sensorëve IR kanë përmirësuar gjithashtu aftësitë e përpunimit të sinjalit, duke përfshirë funksionet e emetimit, kampionit dhe mbajtjes, mbajtjes së pikut, mbajtjes së luginës dhe funksioneve mesatare.Me disa sisteme, këto variabla mund të rregullohen nga një ndërfaqe përdoruesi në distancë për lehtësi të shtuar.
Përdoruesit përfundimtarë tani mund të zgjedhin termometra IR me fokusim të ndryshueshëm të objektivit të motorizuar dhe të telekomanduar.Kjo aftësi lejon rregullim të shpejtë dhe të saktë të fokusit të objektivave të matjes, qoftë manualisht në pjesën e pasme të instrumentit ose në distancë nëpërmjet një lidhjeje PC RS-232/RS-485.
Sensorët IR me fokusim objektiv të ndryshueshëm të kontrolluar në distancë mund të konfigurohen sipas çdo kërkese të aplikacionit, duke zvogëluar mundësinë për instalim të gabuar.Inxhinierët mund të rregullojnë fokusin e objektivit të matjes së sensorit nga siguria e zyrës së tyre dhe të vëzhgojnë dhe regjistrojnë vazhdimisht ndryshimet e temperaturës në procesin e tyre në mënyrë që të ndërmarrin veprime korrigjuese të menjëhershme.
Furnizuesit po përmirësojnë më tej shkathtësinë e matjes së temperaturës me rreze infra të kuqe duke furnizuar sistemet me softuer të kalibrimit në terren, duke i lejuar përdoruesit të kalibrojnë sensorët në vend.Plus, sistemet e reja IR ofrojnë mjete të ndryshme për lidhje fizike, duke përfshirë lidhjet e shkëputjes së shpejtë dhe lidhjet terminale;gjatësi vale të ndryshme për matje në temperaturë të lartë dhe të ulët;dhe një zgjedhje e sinjaleve milliamp, millivolt dhe termoelement.
Projektuesit e instrumenteve i janë përgjigjur çështjeve të emetimit të lidhur me sensorët IR duke zhvilluar njësi me gjatësi vale të shkurtër që minimizojnë gabimet për shkak të pasigurisë së emetimit.Këto pajisje nuk janë aq të ndjeshme ndaj ndryshimeve në emetim në materialin e synuar sa sensorët konvencionalë të temperaturës së lartë.Si të tilla, ato ofrojnë lexime më të sakta për objektiva të ndryshëm në temperatura të ndryshme.
Sistemet e matjes së temperaturës IR me modalitetin automatik të korrigjimit të emetimit u mundësojnë prodhuesve të vendosin receta të paracaktuara për të përshtatur ndryshimet e shpeshta të produktit.Duke identifikuar shpejt parregullsitë termike brenda objektivit të matjes, ato i lejojnë përdoruesit të përmirësojë cilësinë dhe uniformitetin e produktit, të reduktojë skrapin dhe të përmirësojë efikasitetin e funksionimit.Nëse ndodh një defekt ose defekt, sistemi mund të aktivizojë një alarm për të lejuar veprime korrigjuese.
Teknologjia e përmirësuar e sensorit infra të kuqe mund të ndihmojë gjithashtu në përmirësimin e proceseve të prodhimit.Operatorët mund të zgjedhin një numër të pjesës nga një listë ekzistuese e pikës së caktuar të temperaturës dhe të regjistrojnë automatikisht çdo vlerë të temperaturës së pikut.Kjo zgjidhje eliminon klasifikimin dhe rrit kohën e ciklit.Ai gjithashtu optimizon kontrollin e zonave të ngrohjes dhe rrit produktivitetin.
Që termoformuesit të analizojnë plotësisht kthimin e investimit të një sistemi të automatizuar të matjes së temperaturës me rreze infra të kuqe, ata duhet të shikojnë disa faktorë kyç.Ulja e kostove përfundimtare nënkupton marrjen në konsideratë të kohës, energjisë dhe sasisë së reduktimit të skrapit që mund të ndodhë, si dhe aftësisë për të mbledhur dhe raportuar informacion për çdo fletë që kalon në procesin e termoformimit.Përfitimet e përgjithshme të një sistemi të automatizuar të sensorit IR përfshijnë:
• Aftësia për të arkivuar dhe për t'u ofruar klientëve një imazh termik të çdo pjese të prodhuar për dokumentacion cilësor dhe përputhshmëri me ISO.
Matja e temperaturës pa kontakt me rreze infra të kuqe nuk është një teknologji e re, por risitë e fundit kanë ulur kostot, kanë rritur besueshmërinë dhe kanë mundësuar njësi më të vogla matëse.Termoformuesit që përdorin teknologjinë IR përfitojnë nga përmirësimet e prodhimit dhe reduktimi i skrapit.Cilësia e pjesëve përmirësohet gjithashtu sepse prodhuesit marrin një trashësi më uniforme që del nga makinat e tyre termoformuese.
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
Koha e postimit: 19-08-2019