การวัดอุณหภูมิที่แม่นยำและสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญในอุตสาหกรรมพลาสติก เพื่อให้แน่ใจว่าการตกแต่งผลิตภัณฑ์เทอร์โมฟอร์มเสร็จสิ้นอย่างถูกต้องในการใช้งานทั้งแบบอยู่กับที่และแบบโรตารี่ อุณหภูมิการขึ้นรูปต่ำจะทำให้เกิดความเครียดในส่วนที่ขึ้นรูป ในขณะที่อุณหภูมิที่สูงเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาได้ เช่น พุพองและการสูญเสียสีหรือความมันวาว
ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่าความก้าวหน้าในการวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสด้วยอินฟราเรด (IR) ไม่เพียงแต่ช่วยให้การดำเนินการขึ้นรูปด้วยความร้อนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตและผลลัพธ์ทางธุรกิจเท่านั้น แต่ยังช่วยให้สอดคล้องกับมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับคุณภาพผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและความน่าเชื่อถือ
เทอร์โมฟอร์มเป็นกระบวนการที่ทำให้แผ่นเทอร์โมพลาสติกมีความนุ่มและยืดหยุ่นได้โดยการให้ความร้อน และบิดเบี้ยวแบบสองแกนโดยการบังคับให้เป็นรูปทรงสามมิติกระบวนการนี้อาจเกิดขึ้นในที่ที่มีหรือไม่มีแม่พิมพ์การให้ความร้อนกับแผ่นเทอร์โมพลาสติกเป็นหนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการดำเนินการเทอร์โมฟอร์มเครื่องขึ้นรูปมักใช้เครื่องทำความร้อนแบบแซนวิช ซึ่งประกอบด้วยแผงเครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดด้านบนและด้านล่างของวัสดุแผ่น
อุณหภูมิแกนกลางของแผ่นเทอร์โมพลาสติก ความหนา และอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการผลิต ล้วนส่งผลต่อการที่สายโซ่โพลีเมอร์พลาสติกจะไหลเข้าสู่สถานะที่สามารถขึ้นรูปได้และแปรสภาพเป็นโครงสร้างโพลีเมอร์กึ่งผลึกโครงสร้างโมเลกุลที่แช่แข็งขั้นสุดท้ายจะกำหนดลักษณะทางกายภาพของวัสดุ ตลอดจนประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
ตามหลักการแล้ว แผ่นเทอร์โมพลาสติกควรให้ความร้อนสม่ำเสมอจนถึงอุณหภูมิการขึ้นรูปที่เหมาะสมจากนั้นแผ่นจะถ่ายโอนไปยังสถานีการขึ้นรูป โดยที่อุปกรณ์กดลงบนแม่พิมพ์เพื่อสร้างชิ้นส่วน โดยใช้สูญญากาศหรืออากาศอัด บางครั้งโดยใช้ปลั๊กเชิงกลสุดท้าย ชิ้นส่วนจะหลุดออกจากแม่พิมพ์สำหรับขั้นตอนการทำความเย็นของกระบวนการ
การผลิตเทอร์โมฟอร์มส่วนใหญ่ใช้เครื่องป้อนแบบม้วน ในขณะที่เครื่องป้อนแบบแผ่นมีไว้สำหรับการใช้งานในปริมาณที่น้อยกว่าด้วยการทำงานในปริมาณมาก ระบบการขึ้นรูปด้วยความร้อนแบบอินไลน์และวงจรปิดแบบครบวงจรสามารถพิสูจน์ได้สายการผลิตได้รับวัตถุดิบพลาสติกและเครื่องอัดรีดป้อนเข้าเครื่องเทอร์โมฟอร์มโดยตรง
เครื่องมือเทอร์โมฟอร์มบางประเภทช่วยให้สามารถครอบตัดบทความที่เกิดขึ้นภายในเครื่องเทอร์โมฟอร์มได้การตัดเฉือนที่แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถทำได้โดยใช้วิธีนี้ เนื่องจากผลิตภัณฑ์และเศษโครงกระดูกไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนตำแหน่งทางเลือกอื่นคือจุดที่แผ่นงานที่ทำดัชนีโดยตรงไปยังสถานีการครอบตัด
ปริมาณการผลิตที่สูงมักต้องการการรวมตัวแบ่งชิ้นส่วนกับเครื่องเทอร์โมฟอร์มเมื่อวางซ้อนกันแล้ว สิ่งของที่เสร็จแล้วจะบรรจุในกล่องเพื่อขนส่งไปยังลูกค้าปลายทางเศษโครงกระดูกที่แยกจากกันจะพันบนแมนดริลล์สำหรับการสับในครั้งต่อไปหรือผ่านเครื่องสับในแนวเดียวกับเครื่องเทอร์โมฟอร์ม
การขึ้นรูปด้วยความร้อนด้วยแผ่นขนาดใหญ่เป็นการดำเนินการที่ซับซ้อนซึ่งอ่อนไหวต่อการก่อกวน ซึ่งสามารถเพิ่มจำนวนชิ้นส่วนที่ถูกปฏิเสธได้อย่างมากข้อกำหนดที่เข้มงวดในปัจจุบันสำหรับคุณภาพผิวชิ้นงาน ความแม่นยำของความหนา รอบเวลาและผลผลิต ประกอบกับหน้าต่างการประมวลผลขนาดเล็กของโพลีเมอร์และแผ่นงานหลายชั้นของนักออกแบบรุ่นใหม่ ได้กระตุ้นให้ผู้ผลิตมองหาวิธีปรับปรุงการควบคุมกระบวนการนี้
ในระหว่างการขึ้นรูปด้วยความร้อน การทำความร้อนแผ่นจะเกิดขึ้นผ่านการแผ่รังสี การพาความร้อน และการนำความร้อนกลไกเหล่านี้ทำให้เกิดความไม่แน่นอนมากมาย เช่นเดียวกับการแปรผันของเวลาและความไม่เชิงเส้นในไดนามิกการถ่ายเทความร้อนนอกจากนี้ การให้ความร้อนแผ่นเป็นกระบวนการกระจายเชิงพื้นที่ที่อธิบายได้ดีที่สุดโดยสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยบางส่วน
การขึ้นรูปด้วยความร้อนต้องใช้แผนที่อุณหภูมิแบบหลายโซนที่แม่นยำก่อนการขึ้นรูปชิ้นส่วนที่ซับซ้อนปัญหานี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าโดยทั่วไปอุณหภูมิจะถูกควบคุมที่องค์ประกอบความร้อน ในขณะที่การกระจายอุณหภูมิตามความหนาของแผ่นเป็นตัวแปรหลักของกระบวนการ
ตัวอย่างเช่น วัสดุอสัณฐานเช่นพอลิสไตรีนโดยทั่วไปจะคงความสมบูรณ์ไว้เมื่อถูกความร้อนจนถึงอุณหภูมิการขึ้นรูปเนื่องจากมีความแข็งแรงหลอมสูงส่งผลให้ง่ายต่อการจัดการและจัดรูปแบบเมื่อวัสดุที่เป็นผลึกได้รับความร้อน มันจะเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวได้อย่างมากเมื่อถึงอุณหภูมิหลอมเหลว ทำให้หน้าต่างอุณหภูมิการขึ้นรูปแคบลงมาก
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมยังทำให้เกิดปัญหาในการขึ้นรูปด้วยความร้อนวิธีการทดลองและข้อผิดพลาดในการค้นหาความเร็วป้อนม้วนเพื่อผลิตแม่พิมพ์ที่ยอมรับได้อาจพิสูจน์ได้ว่าไม่เพียงพอหากอุณหภูมิของโรงงานเปลี่ยนแปลง (กล่าวคือ ในช่วงฤดูร้อน)การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ 10°C สามารถมีอิทธิพลอย่างมากต่อผลผลิต เนื่องจากช่วงอุณหภูมิการขึ้นรูปที่แคบมาก
ตามเนื้อผ้า เทอร์โมฟอร์มเมอร์ใช้เทคนิคแบบแมนนวลเฉพาะสำหรับการควบคุมอุณหภูมิแผ่นอย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มักจะให้ผลลัพธ์น้อยกว่าที่ต้องการในแง่ของความสม่ำเสมอและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ผู้ปฏิบัติงานมีการปรับสมดุลที่ยากลำบาก ซึ่งเกี่ยวข้องกับการลดความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิแกนกลางของแผ่นกับอุณหภูมิพื้นผิว ขณะที่ทำให้แน่ใจว่าทั้งสองบริเวณอยู่ภายในอุณหภูมิการขึ้นรูปต่ำสุดและสูงสุดของวัสดุ
นอกจากนี้ การสัมผัสโดยตรงกับแผ่นพลาสติกนั้นไม่สามารถทำได้ในการขึ้นรูปด้วยความร้อน เนื่องจากอาจทำให้เกิดรอยตำหนิบนพื้นผิวพลาสติกและเวลาในการตอบสนองที่ยอมรับไม่ได้
อุตสาหกรรมพลาสติกกำลังค้นพบประโยชน์ของเทคโนโลยีอินฟราเรดแบบไม่สัมผัสสำหรับการตรวจวัดและควบคุมอุณหภูมิในกระบวนการมากขึ้นโซลูชันการตรวจจับด้วยอินฟราเรดมีประโยชน์สำหรับการวัดอุณหภูมิภายใต้สถานการณ์ที่ไม่สามารถใช้เทอร์โมคัปเปิลหรือเซ็นเซอร์ประเภทโพรบอื่น ๆ หรือไม่สร้างข้อมูลที่ถูกต้อง
สามารถใช้เทอร์โมมิเตอร์ IR แบบไม่สัมผัสเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของกระบวนการที่เคลื่อนที่เร็วได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ โดยวัดอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์โดยตรงแทนเตาอบหรือเครื่องอบผ้าผู้ใช้สามารถปรับพารามิเตอร์กระบวนการได้อย่างง่ายดายเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมที่สุด
สำหรับการใช้งานเทอร์โมฟอร์ม โดยทั่วไประบบตรวจสอบอุณหภูมิอินฟราเรดอัตโนมัติจะประกอบด้วยส่วนต่อประสานผู้ปฏิบัติงานและจอแสดงผลสำหรับการวัดกระบวนการจากเตาอบเทอร์โมฟอร์มเทอร์โมมิเตอร์ IR วัดอุณหภูมิของแผ่นพลาสติกที่ร้อนและเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำ 1%มิเตอร์แบบดิจิตอลพร้อมรีเลย์แบบกลไกในตัวจะแสดงข้อมูลอุณหภูมิและส่งสัญญาณเตือนภัยเมื่อถึงอุณหภูมิจุดที่ตั้งไว้
การใช้ซอฟต์แวร์ระบบอินฟราเรด เทอร์โมฟอร์มเมอร์สามารถตั้งค่าอุณหภูมิและช่วงเอาต์พุต ตลอดจนจุดแผ่รังสีและสัญญาณเตือน จากนั้นตรวจสอบการอ่านอุณหภูมิแบบเรียลไทม์เมื่อกระบวนการถึงอุณหภูมิจุดที่ตั้งไว้ รีเลย์จะปิดและเรียกใช้ไฟแสดงสถานะหรือเสียงเตือนเพื่อควบคุมวงจรข้อมูลอุณหภูมิกระบวนการสามารถเก็บถาวรหรือส่งออกไปยังแอปพลิเคชันอื่นเพื่อการวิเคราะห์และเอกสารประกอบกระบวนการ
ด้วยข้อมูลจากการวัดอินฟราเรด ผู้ปฏิบัติงานในสายการผลิตสามารถกำหนดการตั้งค่าเตาอบที่เหมาะสมที่สุดเพื่อทำให้แผ่นงานเปียกจนหมดในระยะเวลาอันสั้นโดยไม่ทำให้ส่วนตรงกลางร้อนเกินไปผลลัพธ์ของการเพิ่มข้อมูลอุณหภูมิที่แม่นยำเพื่อประสบการณ์การใช้งานจริง ทำให้การขึ้นรูปเดรปมีการคัดแยกน้อยมากและโครงการที่ยากขึ้นด้วยวัสดุที่หนากว่าหรือบางกว่าจะมีความหนาของผนังสุดท้ายที่สม่ำเสมอมากขึ้นเมื่อพลาสติกได้รับความร้อนสม่ำเสมอ
ระบบเทอร์โมฟอร์มพร้อมเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ IR ยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการถอดแม่พิมพ์เทอร์โมพลาสติกได้อีกด้วยในกระบวนการเหล่านี้ บางครั้งผู้ปฏิบัติงานใช้เตาอบที่ร้อนเกินไป หรือปล่อยให้ชิ้นส่วนอยู่ในแม่พิมพ์นานเกินไปด้วยการใช้ระบบที่มีเซ็นเซอร์อินฟราเรด พวกเขาสามารถรักษาอุณหภูมิการหล่อเย็นที่สม่ำเสมอทั่วทั้งแม่พิมพ์ เพิ่มปริมาณการผลิต และช่วยให้สามารถถอดชิ้นส่วนออกได้โดยไม่สูญเสียอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการเกาะติดหรือการเสียรูป
แม้ว่าการวัดอุณหภูมิอินฟราเรดแบบไม่สัมผัสจะมีข้อได้เปรียบที่พิสูจน์แล้วมากมายสำหรับผู้ผลิตพลาสติก ซัพพลายเออร์เครื่องมือวัดยังคงพัฒนาโซลูชันใหม่ ปรับปรุงความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความสะดวกในการใช้งานของระบบ IR ในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีความต้องการสูง
เพื่อแก้ไขปัญหาการมองเห็นด้วยเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด บริษัทเครื่องมือต่างๆ ได้พัฒนาแพลตฟอร์มเซ็นเซอร์ที่รวมการเล็งเป้าหมายผ่านเลนส์ รวมถึงการเล็งด้วยเลเซอร์หรือวิดีโอวิธีการแบบผสมผสานนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการเล็งและตำแหน่งเป้าหมายที่ถูกต้องภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยมากที่สุด
เทอร์โมมิเตอร์อาจรวมการตรวจสอบวิดีโอแบบเรียลไทม์พร้อมๆ กัน รวมถึงการบันทึกและจัดเก็บภาพอัตโนมัติ ซึ่งจะทำให้ข้อมูลกระบวนการใหม่อันมีค่าผู้ใช้สามารถถ่ายภาพสแน็ปช็อตของกระบวนการได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย และรวมข้อมูลอุณหภูมิและเวลา/วันที่ไว้ในเอกสารประกอบ
เทอร์โมมิเตอร์ IR ขนาดกะทัดรัดในปัจจุบันมีความละเอียดทางแสงเป็นสองเท่าของเซนเซอร์รุ่นก่อนๆ ที่เทอะทะ เพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานการควบคุมกระบวนการที่มีความต้องการสูง และสามารถเปลี่ยนโพรบสัมผัสได้โดยตรง
การออกแบบเซ็นเซอร์ IR ใหม่บางรุ่นใช้หัวเซนเซอร์ขนาดเล็กและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แยกต่างหากเซ็นเซอร์สามารถให้ความละเอียดออปติคอลสูงถึง 22:1 และทนต่ออุณหภูมิแวดล้อมที่ใกล้ถึง 200°C โดยไม่ต้องระบายความร้อนใดๆซึ่งช่วยให้สามารถวัดขนาดจุดที่เล็กมากในพื้นที่จำกัดและสภาพแวดล้อมที่ยากลำบากได้อย่างแม่นยำเซ็นเซอร์มีขนาดเล็กพอที่จะติดตั้งได้ทุกที่ และสามารถบรรจุในกล่องหุ้มสแตนเลสเพื่อป้องกันกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่รุนแรงนวัตกรรมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซ็นเซอร์ IR ยังได้ปรับปรุงความสามารถในการประมวลผลสัญญาณ รวมถึงการแผ่รังสี ตัวอย่างและการคงค่า การคงค่าสูงสุด การพักในหุบเขา และฟังก์ชันการหาค่าเฉลี่ยในบางระบบ ตัวแปรเหล่านี้สามารถปรับได้จากอินเทอร์เฟซผู้ใช้ระยะไกลเพื่อเพิ่มความสะดวก
ผู้ใช้ปลายทางสามารถเลือกเทอร์โมมิเตอร์ IR ที่มีการโฟกัสเป้าหมายแบบแปรผันที่ควบคุมด้วยมอเตอร์จากระยะไกลได้ความสามารถนี้ช่วยให้ปรับโฟกัสของเป้าหมายการวัดได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ทั้งด้วยตนเองที่ด้านหลังของเครื่องมือหรือจากระยะไกลผ่านการเชื่อมต่อพีซี RS-232/RS-485
เซ็นเซอร์อินฟราเรดพร้อมการโฟกัสเป้าหมายแบบแปรผันจากระยะไกลสามารถกำหนดค่าได้ตามความต้องการแต่ละแอปพลิเคชัน ซึ่งช่วยลดโอกาสการติดตั้งที่ไม่ถูกต้องวิศวกรสามารถปรับโฟกัสเป้าหมายการวัดของเซ็นเซอร์ได้อย่างละเอียดจากความปลอดภัยของสำนักงานของตนเอง และสังเกตและบันทึกความแปรผันของอุณหภูมิในกระบวนการอย่างต่อเนื่องเพื่อดำเนินการแก้ไขในทันที
ซัพพลายเออร์กำลังปรับปรุงความเก่งกาจของการวัดอุณหภูมิอินฟราเรดโดยการจัดหาระบบที่มีซอฟต์แวร์การสอบเทียบภาคสนาม ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถสอบเทียบเซ็นเซอร์ในสถานที่ทำงานนอกจากนี้ ระบบ IR ใหม่ยังนำเสนอวิธีการเชื่อมต่อทางกายภาพที่แตกต่างกัน ซึ่งรวมถึงตัวเชื่อมต่อแบบถอดสายด่วนและการเชื่อมต่อเทอร์มินัลความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสำหรับการวัดอุณหภูมิสูงและต่ำและสามารถเลือกสัญญาณมิลลิแอมป์ มิลลิโวลต์ และเทอร์โมคัปเปิลได้
นักออกแบบเครื่องมือวัดได้ตอบสนองต่อปัญหาการแผ่รังสีที่เกี่ยวข้องกับเซ็นเซอร์ IR โดยการพัฒนาหน่วยความยาวคลื่นสั้นที่ลดข้อผิดพลาดเนื่องจากความไม่แน่นอนของการแผ่รังสีอุปกรณ์เหล่านี้ไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงการแผ่รังสีบนวัสดุเป้าหมายเหมือนกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิสูงทั่วไปด้วยเหตุนี้ จึงให้การอ่านที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับเป้าหมายต่างๆ ที่อุณหภูมิต่างกัน
ระบบการวัดอุณหภูมิอินฟราเรดพร้อมโหมดแก้ไขการแผ่รังสีอัตโนมัติช่วยให้ผู้ผลิตสามารถตั้งค่าสูตรที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์บ่อยครั้งด้วยการระบุความผิดปกติของความร้อนภายในเป้าหมายการวัดอย่างรวดเร็ว ทำให้ผู้ใช้สามารถปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และความสม่ำเสมอ ลดของเสีย และปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานหากเกิดข้อผิดพลาดหรือข้อบกพร่อง ระบบสามารถกระตุ้นการแจ้งเตือนเพื่อให้สามารถดำเนินการแก้ไขได้
เทคโนโลยีการตรวจจับอินฟราเรดที่ปรับปรุงแล้วยังช่วยให้กระบวนการผลิตมีความคล่องตัวอีกด้วยผู้ปฏิบัติงานสามารถเลือกหมายเลขชิ้นส่วนจากรายการอุณหภูมิที่ตั้งไว้และบันทึกแต่ละค่าอุณหภูมิสูงสุดโดยอัตโนมัติโซลูชันนี้ช่วยลดการคัดแยกและเพิ่มรอบเวลานอกจากนี้ยังปรับการควบคุมโซนความร้อนให้เหมาะสมและเพิ่มผลผลิต
เพื่อให้เทอร์โมฟอร์มเมอร์วิเคราะห์ผลตอบแทนจากการลงทุนของระบบวัดอุณหภูมิอินฟราเรดอัตโนมัติได้อย่างเต็มที่ พวกเขาต้องพิจารณาปัจจัยสำคัญบางประการการลดต้นทุนบรรทัดล่างหมายถึงการพิจารณาเวลา พลังงาน และปริมาณของการลดของเสียที่อาจเกิดขึ้น ตลอดจนความสามารถในการรวบรวมและรายงานข้อมูลในแต่ละแผ่นที่ผ่านกระบวนการเทอร์โมฟอร์มประโยชน์โดยรวมของระบบตรวจจับอินฟราเรดอัตโนมัติประกอบด้วย:
• ความสามารถในการจัดเก็บและนำเสนอภาพความร้อนของชิ้นส่วนทุกชิ้นที่ผลิตขึ้นเพื่อเอกสารที่มีคุณภาพและการปฏิบัติตามมาตรฐาน ISO แก่ลูกค้า
การวัดอุณหภูมิอินฟราเรดแบบไม่สัมผัสไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ แต่นวัตกรรมล่าสุดช่วยลดต้นทุน เพิ่มความน่าเชื่อถือ และทำให้หน่วยวัดมีขนาดเล็กลงได้เทอร์โมฟอร์มเมอร์ที่ใช้เทคโนโลยี IR ได้รับประโยชน์จากการปรับปรุงการผลิตและการลดของเสียคุณภาพของชิ้นส่วนยังดีขึ้น เนื่องจากผู้ผลิตจะได้รับความหนาที่สม่ำเสมอมากขึ้นจากเครื่องเทอร์โมฟอร์ม
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
เวลาที่โพสต์: ส.ค.-19-2019