0 грн.
Зробити замовлення
При виготовлені асортименту методом лиття під тиском якість продукції залежить від того, наскільки точно витримується термічний баланс формувального інструменту. Річ йде про нагрів прес-форм та охолодження цих робочих поверхонь. Розберемо, що за технології застосовуються сьогодні та як вони впливають на продуктивність виробництва.
Розплавлений матеріал потрапляє в порожнину форми з температурою 200-300°C (іноді й вище). Якщо стінки оснащення недостатньо прогріті, матеріал застигає занадто швидко. На виході отримуємо нерівномірне заповнення, появи раковин, внутрішніх напружень у структурі виробу. Водночас надмірний нагрів пресформ знижує їхню міцність та викликає передчасне зношування.
Протилежна ситуація виникає на етапі затвердіння виробу. Тут потрібне ефективне охолодження пресформ, яке дозволяє скоротити тривалість виробничого циклу та підвищити продуктивність. Процес термічного зниження займає орієнтовно половину всього часу формування, тому його оптимізація надто важлива в економічному плані.
Правильно організоване охолодження:
Забороняється допускати надмірне охолодження під час запресовування – температура не повинна опускатися нижче +20°C, оскільки це формує температурні напруження у вкладишах.
Сучасні виробництва висувають конкретні вимоги до обладнання, яке забезпечує температурний режим форм:
Саме ці 5 вимог потрібно враховувати при застосуванні пресформ на будь-якому профільному виробництві.
Специфіка термічного підвищення в пресформах залежить від типу нагрівального елемента.
Електричні нагрівачі
Найширшого застосування в промисловості набули електричні терморегулятори для пресформ завдяки їх надійності, простоті конструкції та доступності. Принцип їх роботи базується на виділенні тепла при проходженні електричного струму через провідник з високим опором.
Розміщення нагрівачів у товщі форми – важливий конструктивний момент. Оптимальна відстань від нагрівального елемента до формувальної поверхні становить 30-50 міліметрів.
Живлення електронагрівачів здійснюється від низькочастотного трансформатора, що забезпечує гальванічну розв'язку від мережі та дозволяє регулювати напругу для точного підтримання потужності.
Патронні нагрівачі для формувального інструменту
Патронні нагрівачі мають циліндричну форму для монтажу отвори в тілі форми. Їх головна перевага – компактність та висока питома потужність. Один патронний елемент діаметром 10-12 мм може віддавати до 500 Вт тепла.
Такі нагрівачі складаються з металевої оболонки, всередині якої розміщений резистивний елемент у діелектричному наповнювачі (оксид магнію високої щільності). Подібна будова формує відмінну теплопередачу та надійну електричну ізоляцію. Оболонка з нержавіючої сталі чи термоміцних сплавів стійка до корозії.
Патронні нагрівальні елементи ідеально підходять для циліндричних отворів і можуть встановлюватися як у матрицю, так і в пуансон. Рівномірність теплового поля досягається розміщенням циліндричних елементів групами, розподіляючи їх по всьому об'єму форми.
Кількість та потужність патронних нагрівачів визначається на основі теплотехнічних розрахунків, що враховують масу форми, площу поверхні тепловіддачі, теплові втрати, необхідну робочу температуру та швидкість прогріву.
Плоскі нагрівальні елементи
Для обігріву знімних пресформ обирають нагрівальні плити з вмонтованими виробами. В них є канали для розташування патронних або спіральних елементів, що забезпечує рівномірний розподіл тепла по всій площі контакту.
Нагрівальні плити кріпляться до плит преса за допомогою теплозахисних прокладок з азбесту, керамічних матеріалів або сучасних аерогелевих композитів. Такий підхід мінімізує передачу тепла корпусу пресу та зменшує енергетичні втрати. У стаціонарних пресформах плити обігріву приєднуються до нижньої частини матриці та до верхньої частини пуансона.
Енергоефективні нагрівачі для обладнання також виконуються у вигляді гнучких/жорстких пластин, що можуть повторювати складну конфігурацію поверхні форми. Це дозволяє забезпечити нагрів у важкодоступних місцях, де встановлення патронних елементів ускладнене.
Хомутові нагрівальні системи
Хомутові нагрівачі для пресформ знайшли широке застосування завдяки своїй універсальності та простоті монтажу. Ці пристрої являють собою стрічкові елементи, які охоплюють сопла, втулки, напрямні, литникові канали.
Основна перевага полягає в рівномірному розподілі тепла по колу, що запобігає виникненню температурних градієнтів. Хомутові нагрівачі легко замінюються без повної розборки форми, що зменшує час простою обладнання при техобслуговуванні. Потужність таких елементів підбирається індивідуально залежно від діаметра деталі та необхідної інтенсивності нагріву.
Сучасні моделі оснащуються вбудованими термопарами для контролю температури, що дозволяє підключати їх безпосередньо до системи автоматичного регулювання. Це забезпечує точне витримування заданих параметрів без участі оператора.
Індукційні системи підігріву
Змінне магнітне поле котушки створює вихрові струми в металі форми, що сприяє швидкому розігріванню безпосередньо у товщі матеріалу. Це потрібно при роботі в режимі частих зупинок та пусків обладнання, а також під час налагодження нового технологічного процесу.
Індукційний нагрів дозволяє створювати зональний розподіл температур. А якщо зробити тандем індукційного нагріву з водяним охолодженням, то вдасться створити автоматичне регулювання температури з високою точністю.
Інфрачервоні випромінювачі
Використовують безконтактний нагрів переважно для попереднього прогріву великогабаритних форм або як допоміжний елемент у складних системах терморегуляції. ІЧ-випромінювачі особливо ефективні при роботі з композитними матеріалами та для підігріву зовнішніх поверхонь форм перед початком виробничого циклу. Здатні створити стабільний температурний режим лиття, однак програють іншим методам у малій енергоефективності.
Якщо нагрів необхідний для підготовки форми до роботи та підтримки її температури в процесі, то охолодження пресформ безпосередньо впливає на продуктивність. Це скорочує виробничий цикл і дозволяє підвищувати об’єми виробництва.
Обладнання використовує електронні терморегулятори для пресформ з точністю замірів до ±1°C. Їх монтують у вкладиші форми на певну глибину.
Термопари для контролю температури виготовляються з різних матеріалів залежно від діапазону вимірювань:
Правильна установка термопари критично важлива для точного контролю температури пресформ.
Для знімних пресформ застосовуються автоматизовані пристрої регулювання, які через штуцери та шланги керують подачею охолоджувальної або нагрітої рідини.
Сучасні терморегулятори для пресформ використовують ПІД-алгоритм, який забезпечує плавне корегування без коливань та переналадки.
Багатозонні системи підігріву та охолодження форм керуються багатоканальними контролерами, що дозволяє підтримувати неоднакову температуру в різних частинах форми. Це критично важливо для виробів складної геометрії, де товщина стінки змінюється або використовуються матеріали з різною теплопровідністю.
Енергоефективні нагрівачі для обладнання проєктуються з урахуванням мінімізації теплових втрат та максимальної корисної віддачі.
Використання керамічних матів, склотканини, аерогелевих матеріалів дозволяє знизити потужність нагрівачів на 20-30% без втрати якості прогріву. Ізоляція особливо ефективна для гарячоканальних систем.
Імпульсний режим роботи нагрівачів дає значну економію енергії. Це можливо завдяки точному контролю температури пресформ та швидкодійним регуляторам.
Нагріта охолоджувальна рідина може використовуватися для підігріву приміщень, технологічної води або інших потреб підприємства.
Комплексний підхід передбачає розробку термічної системи на етапі проектування форми, а не як «доробку» готової конструкції. Це дозволяє оптимально розмістити нагрівачі та канали охолодження, забезпечити доступність для обслуговування, передбачити резервування критичних елементів.
При виборі між різними типами нагрівачів враховують доступну поверхню для установки: для циліндричних отворів оптимальні патронні нагрівачі, для рівних ділянок – відповідно плоскі елементи, для циліндричних зовнішніх поверхонь – хомутові нагрівачі для пресформ.
Компанія-виробник «Інтмакс» пропонує повний спектр нагрівального обладнання та комплектувальних для систем термоконтролю пресформ. Фахівці компанії виконують індивідуальні розрахунки, підбирають оптимальну конфігурацію обладнання та надають технічну підтримку на всіх етапах експлуатації.