Ang pare-pareho, tumpak na pagsukat ng temperatura ay kritikal sa industriya ng plastik upang matiyak ang tamang pagtatapos ng mga thermoformed na produkto.Sa parehong nakatigil at umiinog na mga aplikasyon ng thermoforming, ang mababang temperatura ay nagdudulot ng mga stress sa nabuong bahagi, habang ang mga temperatura na masyadong mataas ay maaaring magdulot ng mga problema gaya ng blistering at pagkawala ng kulay o gloss.
Sa artikulong ito, tatalakayin natin kung paano ang mga advancement sa infrared (IR) na hindi contact na pagsukat ng temperatura ay hindi lamang nakakatulong sa mga pagpapatakbo ng thermoforming na ma-optimize ang kanilang mga proseso sa pagmamanupaktura at mga resulta ng negosyo, ngunit nagbibigay-daan din sa pagsunod sa mga pamantayan ng industriya para sa kalidad at pagiging maaasahan ng panghuling produkto.
Ang Thermoforming ay ang proseso kung saan ang isang thermoplastic sheet ay ginawang malambot at nababaluktot sa pamamagitan ng pag-init, at bi-axially deformed sa pamamagitan ng pagpilit sa isang three-dimensional na hugis.Maaaring maganap ang prosesong ito sa pagkakaroon o kawalan ng amag.Ang pag-init ng thermoplastic sheet ay isa sa pinakamahalagang yugto sa pagpapatakbo ng thermoforming.Ang mga forming machine ay karaniwang gumagamit ng sandwich-type heater, na binubuo ng mga panel ng infrared heaters sa itaas at ibaba ng sheet material.
Ang pangunahing temperatura ng thermoplastic sheet, ang kapal nito at ang temperatura ng kapaligiran ng pagmamanupaktura ay lahat ay nakakaapekto sa kung paano dumadaloy ang mga plastic polymer chain sa isang moldable na estado at reporma sa isang semi-crystalline polymer na istraktura.Ang pangwakas na frozen na molekular na istraktura ay tumutukoy sa mga pisikal na katangian ng materyal, pati na rin ang pagganap ng panghuling produkto.
Sa isip, ang thermoplastic sheet ay dapat magpainit nang pantay-pantay sa naaangkop na temperatura ng pagbuo nito.Ang sheet ay pagkatapos ay inililipat sa isang istasyon ng paghuhulma, kung saan ang isang aparato ay pinindot ito laban sa amag upang mabuo ang bahagi, gamit ang alinman sa isang vacuum o naka-pressure na hangin, kung minsan sa tulong ng isang mekanikal na plug.Sa wakas, ang bahagi ay lumalabas mula sa amag para sa yugto ng paglamig ng proseso.
Ang karamihan sa produksyon ng thermoforming ay sa pamamagitan ng mga roll-fed machine, habang ang mga sheet-fed machine ay para sa mas maliit na volume application.Sa napakalaking pagpapatakbo ng volume, ang isang ganap na pinagsama-samang, in-line, closed-loop na thermoforming system ay maaaring makatwiran.Ang linya ay tumatanggap ng hilaw na materyal na plastic at mga extruder na pinapakain nang direkta sa thermoforming machine.
Ang ilang mga uri ng thermoforming tool ay nagbibigay-daan sa pag-crop ng nabuong artikulo sa loob ng thermoforming machine.Ang mas mataas na katumpakan ng hiwa ay posible gamit ang paraang ito dahil ang produkto at skeletal scrap ay hindi nangangailangan ng repositioning.Ang mga alternatibo ay kung saan direktang ini-index ang nabuong sheet sa istasyon ng pag-crop.
Ang mataas na dami ng produksyon ay karaniwang nangangailangan ng pagsasama ng isang parts stacker sa thermoforming machine.Kapag nakasalansan, ang mga natapos na artikulo ay naka-pack sa mga kahon para sa transportasyon sa end-customer.Ang pinaghiwalay na skeletal scrap ay isinusugat sa isang mandrill para sa kasunod na pagpuputol o dadaan sa isang chopping machine na naaayon sa thermoforming machine.
Ang malaking sheet thermoforming ay isang kumplikadong operasyon na madaling kapitan ng mga perturbation, na maaaring lubos na mapataas ang bilang ng mga tinanggihang bahagi.Ang mahigpit na mga kinakailangan ngayon para sa kalidad ng bahagi ng ibabaw, katumpakan ng kapal, oras ng pag-ikot at ani, kasama ang maliit na window ng pagpoproseso ng mga bagong designer polymer at multilayer sheet, ay nag-udyok sa mga tagagawa na maghanap ng mga paraan upang mapabuti ang kontrol sa prosesong ito.
Sa panahon ng thermoforming, ang pag-init ng sheet ay nangyayari sa pamamagitan ng radiation, convection, at conduction.Ang mga mekanismong ito ay nagpapakilala ng napakaraming kawalan ng katiyakan, pati na rin ang mga pagkakaiba-iba ng oras at mga hindi linearidad sa dynamics ng paglipat ng init.Higit pa rito, ang sheet heating ay isang spatially distributed na proseso na pinakamahusay na inilarawan ng mga partial differential equation.
Ang Thermoforming ay nangangailangan ng isang tumpak, multi-zone na mapa ng temperatura bago ang pagbuo ng mga kumplikadong bahagi.Ang problemang ito ay pinagsasama ng katotohanan na ang temperatura ay karaniwang kinokontrol sa mga elemento ng pag-init, habang ang pamamahagi ng temperatura sa kapal ng sheet ay ang pangunahing variable ng proseso.
Halimbawa, ang isang amorphous na materyal tulad ng polystyrene ay karaniwang pananatilihin ang integridad nito kapag pinainit hanggang sa nabuong temperatura dahil sa mataas na lakas ng pagkatunaw.Bilang isang resulta, ito ay madaling hawakan at mabuo.Kapag ang isang mala-kristal na materyal ay pinainit, mas malaki ang pagbabago nito mula sa solid hanggang sa likido kapag naabot na ang temperatura ng pagkatunaw nito, na ginagawang napakakitid ng window ng pagbuo ng temperatura.
Ang mga pagbabago sa ambient temperature ay nagdudulot din ng mga problema sa thermoforming.Ang trial and error na paraan ng paghahanap ng roll feed speed para makagawa ng mga katanggap-tanggap na molding ay maaaring mapatunayang hindi sapat kung ang temperatura ng pabrika ay magbabago (ibig sabihin, sa mga buwan ng tag-init).Ang pagbabago ng temperatura na 10°C ay maaaring magkaroon ng malaking impluwensya sa output dahil sa napakakitid na hanay ng temperatura.
Ayon sa kaugalian, ang mga thermoformer ay umasa sa mga espesyal na manu-manong pamamaraan para sa kontrol ng temperatura ng sheet.Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay kadalasang nagbubunga ng mas mababa kaysa sa nais na mga resulta sa mga tuntunin ng pagkakapare-pareho at kalidad ng produkto.Ang mga operator ay may mahirap na pagkilos sa pagbabalanse, na kinabibilangan ng pagliit ng pagkakaiba sa pagitan ng core at temperatura ng ibabaw ng sheet, habang tinitiyak na ang parehong mga lugar ay mananatili sa loob ng minimum at maximum na temperatura ng pagbuo ng materyal.
Bukod pa rito, ang direktang pakikipag-ugnay sa plastic sheet ay hindi praktikal sa thermoforming dahil maaari itong magdulot ng mga mantsa sa mga plastik na ibabaw at hindi katanggap-tanggap na mga oras ng pagtugon.
Parami nang parami, natutuklasan ng industriya ng plastik ang mga benepisyo ng non-contact infrared na teknolohiya para sa pagsukat at kontrol ng temperatura ng proseso.Ang mga solusyon sa sensing na nakabatay sa infrared ay kapaki-pakinabang para sa pagsukat ng temperatura sa ilalim ng mga sitwasyon kung saan hindi magagamit ang mga thermocouples o iba pang probe-type sensor, o hindi makagawa ng tumpak na data.
Ang mga non-contact na IR thermometer ay maaaring gamitin upang subaybayan ang temperatura ng mabilis na paglipat ng mga proseso nang mabilis at mahusay, direkta sa pagsukat ng temperatura ng produkto sa halip na ang oven o dryer.Madaling maisaayos ng mga user ang mga parameter ng proseso upang matiyak ang pinakamainam na kalidad ng produkto.
Para sa mga thermoforming application, ang isang automated na infrared temperature monitoring system ay karaniwang may kasamang interface ng operator at isang display para sa mga pagsukat ng proseso mula sa thermoforming oven.Sinusukat ng IR thermometer ang temperatura ng mainit, gumagalaw na mga plastic sheet na may 1% na katumpakan.Ang digital panel meter na may built-in na mechanical relay ay nagpapakita ng data ng temperatura at naglalabas ng mga signal ng alarm kapag naabot ang set point na temperatura.
Gamit ang software ng infrared system, maaaring itakda ng mga thermoformer ang mga saklaw ng temperatura at output, pati na rin ang emissivity at mga alarm point, at pagkatapos ay subaybayan ang mga pagbabasa ng temperatura sa isang real-time na batayan.Kapag naabot ng proseso ang set point temperature, magsasara ang relay at magti-trigger ng indicator light o ng naririnig na alarm para makontrol ang cycle.Maaaring i-archive o i-export ang data ng temperatura ng proseso sa iba pang mga application para sa pagsusuri at dokumentasyon ng proseso.
Salamat sa data mula sa mga sukat ng IR, matutukoy ng mga operator ng linya ng produksyon ang pinakamainam na setting ng oven upang ganap na mababad ang sheet sa pinakamaikling panahon nang hindi nag-overheat ang gitnang seksyon.Ang resulta ng pagdaragdag ng tumpak na data ng temperatura sa praktikal na karanasan ay nagbibigay-daan sa drape molding na may napakakaunting pagtanggi.At, ang mas mahirap na mga proyekto na may mas makapal o mas manipis na materyal ay may mas pare-parehong panghuling kapal ng pader kapag ang plastic ay pinainit nang pantay.
Ang mga Thermoforming system na may IR sensor technology ay maaari ding mag-optimize ng mga proseso ng thermoplastic de-moulding.Sa mga prosesong ito, minsan pinapatakbo ng mga operator ang kanilang mga hurno nang masyadong mainit, o nag-iiwan ng mga bahagi sa amag nang masyadong mahaba.Sa pamamagitan ng paggamit ng system na may infrared sensor, maaari nilang mapanatili ang pare-parehong temperatura ng paglamig sa mga molde, pinapataas ang production throughput at pinapayagang tanggalin ang mga bahagi nang walang makabuluhang pagkalugi dahil sa pagdikit o deformation.
Kahit na ang non-contact infrared na pagsukat ng temperatura ay nag-aalok ng maraming napatunayang mga pakinabang para sa mga tagagawa ng plastik, ang mga supplier ng instrumento ay patuloy na gumagawa ng mga bagong solusyon, na higit na pinapabuti ang katumpakan, pagiging maaasahan at kadalian ng paggamit ng mga IR system sa hinihingi na mga kapaligiran sa produksyon.
Upang matugunan ang mga problema sa paningin gamit ang mga IR thermometer, ang mga kumpanya ng instrumento ay bumuo ng mga platform ng sensor na nagbibigay ng pinagsama-samang through-the-lens na target sighting, kasama ang alinman sa laser o video sighting.Tinitiyak ng pinagsamang diskarte na ito ang tamang pagpuntirya at target na lokasyon sa ilalim ng pinakamasamang mga kondisyon.
Ang mga thermometer ay maaari ring isama ang sabay-sabay na real-time na pagsubaybay sa video at awtomatikong pag-record at pag-iimbak ng imahe - kaya naghahatid ng mahalagang bagong impormasyon sa proseso.Ang mga gumagamit ay maaaring mabilis at madaling kumuha ng mga snapshot ng proseso at isama ang temperatura at oras/petsa ng impormasyon sa kanilang dokumentasyon.
Ang mga compact IR thermometer ngayon ay nag-aalok ng dalawang beses ang optical resolution ng mas naunang, malalaking modelo ng sensor, na nagpapalawak ng kanilang pagganap sa hinihingi na mga application ng kontrol sa proseso at nagpapahintulot sa direktang pagpapalit ng mga contact probes.
Gumagamit ang ilang bagong disenyo ng IR sensor ng miniature sensing head at hiwalay na electronics.Ang mga sensor ay maaaring makamit ang hanggang 22:1 optical resolution at makatiis sa ambient temperature na papalapit sa 200°C nang walang anumang paglamig.Nagbibigay-daan ito sa tumpak na pagsukat ng napakaliit na sukat ng lugar sa mga nakakulong na espasyo at mahirap na mga kondisyon sa kapaligiran.Ang mga sensor ay sapat na maliit upang i-install halos kahit saan, at maaaring ilagay sa isang hindi kinakalawang na asero enclosure para sa proteksyon mula sa malupit na pang-industriya na proseso.Ang mga inobasyon sa IR sensor electronics ay nagpabuti rin ng mga kakayahan sa pagpoproseso ng signal, kabilang ang emissivity, sample at hold, peak hold, valley hold at averaging function.Sa ilang system, ang mga variable na ito ay maaaring isaayos mula sa isang malayuang user interface para sa karagdagang kaginhawahan.
Ang mga end user ay maaari na ngayong pumili ng mga IR thermometer na may motorised, remote-controlled na variable na target na tumututok.Ang kakayahang ito ay nagbibigay-daan sa mabilis at tumpak na pagsasaayos ng pokus ng mga target ng pagsukat, alinman sa manu-mano sa likuran ng instrumento o malayuan sa pamamagitan ng isang RS-232/RS-485 na koneksyon sa PC.
Ang mga IR sensor na may remote controlled variable target focusing ay maaaring i-configure ayon sa bawat kinakailangan ng application, na binabawasan ang pagkakataon para sa maling pag-install.Maaaring i-fine-tune ng mga inhinyero ang target na pokus ng pagsukat ng sensor mula sa kaligtasan ng kanilang sariling opisina, at patuloy na obserbahan at itala ang mga pagkakaiba-iba ng temperatura sa kanilang proseso upang makagawa ng agarang pagwawasto.
Pinapabuti pa ng mga supplier ang versatility ng pagsukat ng temperatura ng infrared sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga system ng field calibration software, na nagpapahintulot sa mga user na i-calibrate ang mga sensor sa site.Dagdag pa, nag-aalok ang mga bagong IR system ng iba't ibang paraan para sa pisikal na koneksyon, kabilang ang mga mabilisang pagdiskonekta ng mga konektor at terminal na koneksyon;iba't ibang wavelength para sa pagsukat ng mataas at mababang temperatura;at isang pagpipilian ng milliamp, millivolt at thermocouple signal.
Tumugon ang mga taga-disenyo ng instrumentasyon sa mga isyu sa emissivity na nauugnay sa mga IR sensor sa pamamagitan ng pagbuo ng mga short wavelength unit na nagpapaliit ng mga error dahil sa kawalan ng katiyakan ng emissivity.Ang mga device na ito ay hindi kasing-sensitibo sa mga pagbabago sa emissivity sa target na materyal bilang conventional, mataas na temperatura sensors.Dahil dito, nagbibigay sila ng mas tumpak na mga pagbabasa sa iba't ibang mga target sa iba't ibang temperatura.
Ang mga sistema ng pagsukat ng temperatura ng IR na may awtomatikong mode ng pagwawasto ng emissivity ay nagbibigay-daan sa mga tagagawa na mag-set-up ng mga paunang natukoy na recipe upang matugunan ang mga madalas na pagbabago ng produkto.Sa pamamagitan ng mabilis na pagtukoy ng mga thermal irregularities sa loob ng target ng pagsukat, pinapayagan nila ang user na mapabuti ang kalidad at pagkakapareho ng produkto, bawasan ang scrap, at pagbutihin ang kahusayan sa pagpapatakbo.Kung may naganap na pagkakamali o depekto, maaaring mag-trigger ang system ng alarma upang bigyang-daan ang pagkilos ng pagwawasto.
Makakatulong din ang pinahusay na teknolohiya ng infrared sensing na i-streamline ang mga proseso ng produksyon.Ang mga operator ay maaaring pumili ng isang numero ng bahagi mula sa isang umiiral na listahan ng setpoint ng temperatura at awtomatikong i-record ang bawat pinakamataas na halaga ng temperatura.Ang solusyon na ito ay nag-aalis ng pag-uuri at nagpapataas ng mga oras ng pag-ikot.Ino-optimize din nito ang kontrol ng mga heating zone at pinatataas ang pagiging produktibo.
Para lubos na masuri ng mga thermoformer ang return on investment ng isang automated na sistema ng pagsukat ng temperatura ng infrared, dapat nilang tingnan ang ilang pangunahing salik.Nangangahulugan ang pagbawas sa mga gastos sa ilalim ng linya na isinasaalang-alang ang oras, lakas, at dami ng pagbabawas ng scrap na maaaring mangyari, pati na rin ang kakayahang mangolekta at mag-ulat ng impormasyon sa bawat sheet na dumadaan sa proseso ng thermoforming.Ang pangkalahatang mga benepisyo ng isang awtomatikong IR sensing system ay kinabibilangan ng:
• Kakayahang mag-archive at magbigay sa mga customer ng thermal image ng bawat bahagi na ginawa para sa kalidad ng dokumentasyon at pagsunod sa ISO.
Ang non-contact infrared na pagsukat ng temperatura ay hindi isang bagong teknolohiya, ngunit ang mga kamakailang inobasyon ay nagpababa ng mga gastos, nagpapataas ng pagiging maaasahan, at nagpagana ng mas maliliit na unit ng pagsukat.Ang mga thermoformer na gumagamit ng IR na teknolohiya ay nakikinabang mula sa mga pagpapabuti ng produksyon at isang pagbawas sa scrap.Gumaganda rin ang kalidad ng mga piyesa dahil nakakakuha ang mga producer ng mas pare-parehong kapal na lumalabas sa kanilang mga thermoforming machine.
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
Oras ng post: Ago-19-2019