Проектирование горячеканальных систем и типы нагревателей для литья под давлением

Горячеканальные системы являются настолько распространенной частью пресс-форм для литья под давлением, что поставщики горячеканальных систем должны постоянно корректировать конструкцию компонентов, чтобы соответствовать все более строгим требованиям к характеристикам и материалам, что часто сильно усложняет систему.

Например, в некоторых конструкциях используются шаговые двигатели для управления заслонками клапанов, в других используются специальные нагреватели, а в третьих для правильного функционирования требуются особые допуски в форме. Однако при выборе горячеканальной системы имейте в виду, что часто с каждым увеличением сложности или изощренности происходит снижение полезности, что не всегда очевидно. 

 

Горячеканальная система

Обратите внимание на упрощенную компоновку этой двухэлементной двухкомпонентной системы, которая производит детали из ПВХ с вкладкой из термопластичного полиуретана.

 

Когда вы оцениваете варианты подходящей конструкции горячеканальной системы для вашей следующей работы, учитывайте положительные и отрицательные аспекты каждой функции, а затем тщательно определяйте, перевешивают ли преимущества имеющиеся недостатки.

Например, специальный нагреватель форсунки может быть хорошим решением для стабилизации теплового профиля сопла (который в противном случае может не работать с чувствительными полимерами), но вы также можете столкнуться с ограниченной доступностью, высокой стоимостью, проблемами с долговечностью и сложной заменой нагревателя. При небольшом исследовании вы обнаружите, что зазор между корпусом форсунки и нагревателем склонен к окислению, которое связывает нагреватель с корпусом форсунки и делает удаление без повреждений практически невозможным.

Если выбранная форсунка - единственный тип, который будет работать с требуемым полимером, использование специального нагревателя может быть оправдано. Однако, если другие сопла подходят к имеющемуся пространству формы и могут выполнять работу без использования специального нагревателя, то недостатки этого нагревателя будут неоправданными и лучше использовать стандартные спиральные нагреватели, которые имеют доступную стоимость и могут быть легко заменены.

 

Горячеканальная система

Эти форсунки с клапанами разработаны со сменными компонентами (включая штифты), которые не требуют разборки в горячем состоянии.

 

Вопрос в том, как можно узнать о потенциальных проблемах до того, как они возникнут? Дизайн выглядит гладким, данные о продукте привлекательны, а методы производства и используемые материалы кажутся высокотехнологичными и сложными.

Оценка конструкции горячеканальной системы

Одним из способов избежать потенциальных проблем является критическая, но конструктивная оценка конструкции системы горячеканальной пресс-формы. Вот три основных момента, которые необходимо учитывать при проектировании горячеканальной системы:

  1. Чистота. Хотя инновации в дизайне очень важны, вы должны учитывать их положительное и отрицательное влияние в вашем конкретном случае. Хорошее практическое правило - делать это просто и прямо. Например, используйте прямой подход, чтобы поддерживать желаемую температуру в коллекторе и форсунках, а пластиковый материал тек равномерно. Чрезмерно упрощенные или чрезмерно проработанные системные функции могут быть признаком потенциальных проблем. В конструкции системы должно быть все необходимое и не более того.

    Возможные проблемы с нагревателями могут возникать на пресс-формах, если присутствуют конструкции нагревателей с перегородкой, со слишком плотной обмоткой, с малой площадью контакта, нагреватели с мощностью намного выше или ниже, чем у сопоставимых систем, использующие экзотические металлы, слишком толстые или слишком тонкие компоненты и коллекторы, а также функции, которые кажутся ненужными.

    Давайте подробнее рассмотрим использование экзотических материалов в конструкции компонентов горячеканальных систем. Например, запорные кольца наконечника форсунки из титана. На этапе проектирования высокая прочность и низкая скорость теплопередачи титана могут сделать его более желательным для компонента, чем нержавеющая сталь. Однако тот факт, что титан способствует конденсации пара, можно не учесть. Влага (из-за погодных условий или температуры охлаждения пресс-формы) может попасть в корпус коллектора и конденсироваться вокруг зоны перекрытия наконечника, оставаясь там при температурах, близких к точке кипения. Ржавчина и коррозия могут развиться в зоне высокоточной подгонки, и если полость формы не сделана из нержавеющей стали, пластик может начать просачиваться в полость, удерживающую коллектор.
     
  2. Практичность. Горячеканальная система должна легко монтироваться в формы без специальных допусков или инструментов. Она должна реагировать на элементы управления и поддерживать стабильное температурный диапазон обработки, близкий к спецификациям производителя пластика, без использования специальных элементов управления или критических настроек.

    Вы можете найти требования к допускам в технических характеристиках системы или в документации производителя, но вам также необходимо убедиться, что нет ограничений допусков на длину сопла. Кроме того, некоторые системы отключаются на передней части форсунок, что означает, что форсунки должны поддерживаться при точной температуре во время работы. Если они перегреются, они могут расшириться настолько, что повредят полость или систему. Хотя основной целью всегда является производительность системы, конструкция горячеканальной пресс-формы также должна помочь снизить вероятность отказа системы.
     
  3. Простота обслуживания. Помните, что кто-то должен над этим работать. Большинство горячеканальных систем хороши, когда они работают по назначению, однако ни одна система не будет работать бесконечно, не требуя определенного внимания и обслуживания. На первый взгляд несущественный компонент может перестать работать, и, если его не обнаружить и не устранить немедленно, небольшая проблема может быстро превратиться в катастрофический отказ.

    Хороший способ уменьшить эту вероятность - уменьшить количество частей в системе. Задача не из легких, но ее достаточно легко заметить во время оценки системы. Легкий доступ к компонентам и проводке является одной из наиболее желательных особенностей сборки горячеканальных систем, так же как и конструкция, которая позволяет заменять нагреватель сопла и термопару с передней стороны пластин без демонтажа горячей половины.

Нагреватели для горячеканальных систем

Для нагрева до нужных температурных значений в горячеканальных системах используются несколько типов электронагревателей, характеристики и конструкция которых зависят от конструкции самой пресс-формы, типа материала и особенностей технологического процесса.

Нагрев форсунок осуществляется спиральными нагревателями, которые на мировом рынке представлены самыми разнообразными конструкциями. Наиболее дорогостоящим, но считающимся самым надежным вариантом являются впаянные нагреватели. Данная технология производства применяется как в отношении литниковых форсунок, так и в отношении коллекторов. И хотя она не сильно популярна из-за большой стоимости нагревателей и меньшей доступности на рынке (не все производители изготавливают подобный тип элементов), все же в некоторых случаях применение впаянных нагревателей вполне оправдано.

 

Горячеканальная система

Обратите внимание на герметизированную конструкцию нагревателя коллектора на этом виде сзади пресс-формы с 32 гнездами. Хотя запаянный нагреватель является сложным, его использование оправдано из-за значительного увеличения срока службы нагревателя и превосходной однородности температуры.

Нагрев форсунок более простым способом со съемными нагревателями также предлагает нам два основных варианта – классические спиральные нагреватели для горячеканальных систем и встроенные в канавки литой формы из латуни спиральные нагреватели. Нагреватели с литыми втулками считаются более надежными, однако их цена значительно больше самых простых и наиболее популярных во всех горячеканальных системах обычных спиральных ТЭНов для форсунок.

 

Горячеканальная система

Целью конструкции этой форсунки было простое обслуживание и улучшенная функциональность. Детали агрегата производятся качественно и легко заменяются стандартными инструментами. Выравнивание тепла происходит внутри, что позволяет использовать простой спиральный нагреватель. 

 

Спиральные нагреватели легко устанавливаются на литниковый канал, их просто заменять и можно всегда быстро заказать в нужном количестве. И хотя они не лишены недостатков, при желании можно всегда увеличить их надежность и эффективность, изготовив спиральные нагреватели в наружном корпусе из нержавейки.

 

Горячеканальная система

Гибкость размеров - важное соображение. Эти форсунки можно использовать в мини-коллекторе диаметром 6 см или в большой системе с несколькими полостями.

 

Выводы

За прошедшие годы ряд производителей горячеканальных пресс-форм разработали практичные, экономичные и долговечные системы, в которых используются сменные компоненты для облегчения обслуживания. Некоторые системы лучше подходят для определенных сфер использования, чем другие, но выбор наиболее подходящей системы для работы имеет жизненно важное значение для проектировщика пресс-формы, изготовителя, формовщика, специалиста по обслуживанию и, прежде всего, владельца пресс-формы. Обдуманный и информированный выбор горяческанально системы заставит всех участников быть довольными.

Компания ЭЛЕМАГ в России изготавливает спиральные нагреватели для горячеканальных систем в нержавеющем кожухе или в классическом исполнении с несколькими типами поперечного сечения и навивкой по вашим параметрам. Также у нас можно купить гибкие ТЭНы для нагрева коллекторов, термопары и терморегуляторы для контроля за процессом литья.

 

 



2021-04-18



Все статьи