Konsekwente, akkurate temperatuurmeting is van kritieke belang in die plastiekbedryf om die korrekte afwerking van termovormde produkte te verseker.In beide stilstaande en roterende termovormtoepassings veroorsaak lae vormingstemperatuur spanning in die gevormde deel, terwyl temperature wat te hoog is probleme soos blase en verlies aan kleur of glans kan veroorsaak.
In hierdie artikel sal ons bespreek hoe vooruitgang in infrarooi (IR) nie-kontak temperatuurmeting nie net termovormbewerkings help om hul vervaardigingsprosesse en besigheidsresultate te optimaliseer nie, maar ook voldoening aan industriestandaarde vir finale produkkwaliteit en betroubaarheid moontlik maak.
Termovorming is die proses waardeur 'n termoplastiese plaat sag en buigbaar gemaak word deur verhitting, en twee-assies vervorm word deur in 'n driedimensionele vorm gedwing te word.Hierdie proses kan plaasvind in die teenwoordigheid of afwesigheid van 'n vorm.Die verhitting van die termoplastiese plaat is een van die mees deurslaggewende stadiums in die termovormbewerking.Die vormmasjiene gebruik tipies toebroodjie-tipe verwarmers, wat bestaan uit panele van infrarooi verwarmers bo en onder die plaatmateriaal.
Die kerntemperatuur van die termoplastiese vel, die dikte daarvan en die temperatuur van die vervaardigingsomgewing beïnvloed alles hoe plastiese polimeerkettings in 'n vormbare toestand vloei en in 'n semi-kristallyne polimeerstruktuur hervorm.Die finale bevrore molekulêre struktuur bepaal die fisiese eienskappe van die materiaal, sowel as die prestasie van die finale produk.
Ideaal gesproke moet die termoplastiese vel eenvormig verhit word tot die toepaslike vormtemperatuur.Die vel word dan oorgedra na 'n gietstasie, waar 'n apparaat dit teen die vorm druk om die deel te vorm, met óf 'n vakuum óf onder druk lug, soms met die hulp van 'n meganiese prop.Uiteindelik word die deel uit die vorm gegooi vir die afkoelstadium van die proses.
Die meerderheid van termovormproduksie is deur rolgevoede masjiene, terwyl velvoermasjiene vir kleiner volume toepassings is.Met baie groot volume bewerkings kan 'n volledig geïntegreerde, in-lyn, geslote-lus termovormstelsel geregverdig word.Die lyn ontvang rou materiaal plastiek en ekstrueerders voer direk in die termovormmasjien in.
Sekere tipes termovormgereedskap maak dit moontlik om die gevormde artikel binne die termovormmasjien te sny.Met hierdie metode is groter akkuraatheid van sny moontlik omdat die produk en skeletafval nie herposisioneer hoef te word nie.Alternatiewe is waar die gevormde vel direk na die oesstasie indekseer.
Hoë produksievolume vereis tipies die integrasie van 'n onderdelestapelaar met die termovormmasjien.Sodra dit gestapel is, pak die voltooide artikels in bokse vir vervoer na die eindkliënt.Die geskeide skeletafval word op 'n mandrill gewikkel vir daaropvolgende kap of gaan deur 'n kapmasjien in lyn met die termovormmasjien.
Grootplaat-termovorming is 'n komplekse operasie wat vatbaar is vir versteurings, wat die aantal afgekeurde dele aansienlik kan verhoog.Vandag se streng vereistes vir deeloppervlakgehalte, dikte-akkuraatheid, siklustyd en opbrengs, saamgestel met die klein verwerkingsvenster van nuwe ontwerperpolimere en veellaagvelle, het vervaardigers genoop om maniere te soek om beheer oor hierdie proses te verbeter.
Tydens termovorming vind plaatverhitting plaas deur bestraling, konveksie en geleiding.Hierdie meganismes lei 'n groot mate van onsekerheid, sowel as tyd-variasies en nie-lineariteite in die hitte-oordrag dinamika.Verder is velverhitting 'n ruimtelik verspreide proses wat die beste beskryf word deur parsiële differensiaalvergelykings.
Termovorming vereis 'n presiese, multi-sone temperatuurkaart voor die vorming van komplekse dele.Hierdie probleem word vererger deur die feit dat temperatuur tipies by die verwarmingselemente beheer word, terwyl die temperatuurverspreiding oor die dikte van die plaat die hoofprosesveranderlike is.
Byvoorbeeld, 'n amorfe materiaal soos polistireen sal oor die algemeen sy integriteit behou wanneer dit verhit word tot sy vormingstemperatuur as gevolg van hoë smeltsterkte.As gevolg hiervan is dit maklik om te hanteer en te vorm.Wanneer 'n kristallyne materiaal verhit word, verander dit meer dramaties van vaste stof na vloeistof sodra sy smelttemperatuur bereik is, wat die vormingstemperatuurvenster baie smal maak.
Veranderinge in omgewingstemperature veroorsaak ook probleme met termovorming.Die proef-en-foutmetode om 'n roltoevoerspoed te vind om aanvaarbare vormstukke te produseer, kan dalk onvoldoende wees as die fabriekstemperatuur sou verander (dws gedurende die somermaande).'n Temperatuurverandering van 10°C kan 'n beduidende invloed op uitset hê as gevolg van die baie smal vormingstemperatuurbereik.
Tradisioneel het termovormers staatgemaak op gespesialiseerde handtegnieke vir plaattemperatuurbeheer.Hierdie benadering lewer egter dikwels minder as die verlangde resultate wat produkkonsekwentheid en kwaliteit betref.Operateurs het 'n moeilike balanseringsaksie, wat behels dat die verskil tussen die plaat se kern- en oppervlaktemperature tot die minimum beperk word, terwyl verseker word dat beide areas binne die materiaal se minimum en maksimum vormingstemperature bly.
Daarbenewens is direkte kontak met die plastiekvel onprakties in termovorming omdat dit vlekke op plastiekoppervlaktes en onaanvaarbare reaksietye kan veroorsaak.
Die plastiekbedryf ontdek toenemend die voordele van nie-kontak infrarooi tegnologie vir prosestemperatuurmeting en -beheer.Infrarooi-gebaseerde waarnemingsoplossings is nuttig om temperatuur te meet onder omstandighede waarin termokoppels of ander sonde-tipe sensors nie gebruik kan word nie, of nie akkurate data produseer nie.
Nie-kontak IR-termometers kan gebruik word om die temperatuur van vinnig bewegende prosesse vinnig en doeltreffend te monitor, deur produktemperatuur direk te meet in plaas van die oond of droër.Gebruikers kan dan maklik prosesparameters aanpas om optimale produkkwaliteit te verseker.
Vir termovormtoepassings bevat 'n outomatiese infrarooi temperatuurmoniteringstelsel tipies 'n operateur-koppelvlak en 'n skerm vir prosesmetings vanaf die termovormoond.’n IR-termometer meet die temperatuur van die warm, bewegende plastiekvelle met 1% akkuraatheid.’n Digitale paneelmeter met ingeboude meganiese relais vertoon temperatuurdata en gee alarmseine uit wanneer die instelpunttemperatuur bereik word.
Deur die infrarooistelselsagteware te gebruik, kan termovormers temperatuur- en uitsetreekse stel, sowel as emissie- en alarmpunte, en dan temperatuurlesings op 'n intydse basis monitor.Wanneer die proses die instelpunttemperatuur bereik, sluit 'n aflos en aktiveer óf 'n aanwyserlig óf 'n hoorbare alarm om die siklus te beheer.Prosestemperatuurdata kan geargiveer of na ander toepassings uitgevoer word vir ontleding en prosesdokumentasie.
Danksy data van die IR-metings kan produksielynoperateurs die optimale oondverstelling bepaal om die plaat heeltemal in die kortste tydperk te versadig sonder om die middelste gedeelte te oorverhit.Die resultaat van die byvoeging van akkurate temperatuurdata tot praktiese ondervinding maak drapeervorming moontlik met baie min verwerpings.En moeiliker projekte met dikker of dunner materiaal het 'n meer eenvormige finale wanddikte wanneer die plastiek eenvormig verhit word.
Termovormingstelsels met IR-sensortegnologie kan ook termoplastiese ontvormprosesse optimaliseer.In hierdie prosesse laat operateurs soms hul oonde te warm, of laat dele te lank in die vorm.Deur 'n stelsel met 'n infrarooi sensor te gebruik, kan hulle konsekwente verkoelingstemperature oor vorms handhaaf, wat produksie deurset verhoog en toelaat dat dele verwyder word sonder noemenswaardige verliese as gevolg van vassit of vervorming.
Alhoewel nie-kontak infrarooi temperatuurmeting baie bewese voordele vir plastiekvervaardigers bied, gaan instrumentasieverskaffers voort om nuwe oplossings te ontwikkel, wat die akkuraatheid, betroubaarheid en gemak van gebruik van IR-stelsels in veeleisende produksie-omgewings verder verbeter.
Om sigprobleme met IR-termometers aan te spreek, het instrumentmaatskappye sensorplatforms ontwikkel wat geïntegreerde deur-die-lens teikenwaarneming bied, plus laser- of videowaarneming.Hierdie gekombineerde benadering verseker korrekte mik en teikenligging onder die mees ongunstige toestande.
Termometers kan ook gelyktydige intydse video-monitering en outomatiese beeldopname en berging insluit – en sodoende waardevolle nuwe prosesinligting lewer.Gebruikers kan vinnig en maklik foto's van die proses neem en inligting oor temperatuur en tyd/datum in hul dokumentasie insluit.
Vandag se kompakte IR-termometers bied twee keer die optiese resolusie van vroeëre, lywige sensormodelle, wat hul werkverrigting in veeleisende prosesbeheertoepassings uitbrei en direkte vervanging van kontaksondes moontlik maak.
Sommige nuwe IR-sensorontwerpe gebruik 'n miniatuur waarneemkop en aparte elektronika.Die sensors kan tot 22:1 optiese resolusie bereik en omgewingstemperature wat 200°C nader, weerstaan sonder enige verkoeling.Dit laat akkurate meting van baie klein kolgroottes in beperkte ruimtes en moeilike omgewingstoestande toe.Die sensors is klein genoeg om omtrent oral geïnstalleer te word, en kan in 'n vlekvrye staal omhulsel gehuisves word vir beskerming teen harde industriële prosesse.Innovasies in IR-sensorelektronika het ook seinverwerkingsvermoëns verbeter, insluitend emissie-, monster- en hou-, piekhou-, valleihou- en gemiddelde funksies.Met sommige stelsels kan hierdie veranderlikes vanaf 'n afgeleë gebruikerskoppelvlak aangepas word vir ekstra gerief.
Eindgebruikers kan nou IR-termometers met gemotoriseerde, afstandbeheerde veranderlike teikenfokusering kies.Hierdie vermoë laat vinnige en akkurate aanpassing van die fokus van meetteikens toe, hetsy met die hand aan die agterkant van die instrument of op afstand via 'n RS-232/RS-485 PC-verbinding.
IR-sensors met afstandbeheerde veranderlike teikenfokusering kan volgens elke toepassingsvereiste gekonfigureer word, wat die kans vir verkeerde installasie verminder.Ingenieurs kan die sensor se meetteikenfokus fyn instel vanuit die veiligheid van hul eie kantoor, en voortdurend temperatuurvariasies in hul proses waarneem en aanteken om onmiddellik regstellende stappe te neem.
Verskaffers verbeter die veelsydigheid van infrarooi temperatuurmeting verder deur stelsels van veldkalibrasieprogrammatuur te voorsien, wat gebruikers in staat stel om sensors op die perseel te kalibreer.Boonop bied nuwe IR-stelsels verskillende maniere vir fisiese verbinding, insluitend vinnige ontkoppelverbindings en terminaalverbindings;verskillende golflengtes vir hoë- en laetemperatuurmeting;en 'n keuse van milliampere, millivolt en termokoppel seine.
Instrumentasie-ontwerpers het gereageer op emissiwiteitskwessies wat met IR-sensors geassosieer word deur kortgolflengte-eenhede te ontwikkel wat foute as gevolg van die onsekerheid van emissiwiteit minimaliseer.Hierdie toestelle is nie so sensitief vir veranderinge in emissie op die teikenmateriaal soos konvensionele hoëtemperatuursensors nie.As sodanig verskaf hulle meer akkurate lesings oor verskillende teikens by verskillende temperature.
IR-temperatuurmetingstelsels met outomatiese emissie-korreksiemodus stel vervaardigers in staat om voorafbepaalde resepte op te stel om gereelde produkveranderinge te akkommodeer.Deur termiese onreëlmatighede binne die metingdoelwit vinnig te identifiseer, stel dit die gebruiker in staat om produkkwaliteit en eenvormigheid te verbeter, afval te verminder en bedryfsdoeltreffendheid te verbeter.As 'n fout of gebrek voorkom, kan die stelsel 'n alarm aktiveer om regstellende aksie moontlik te maak.
Verbeterde infrarooi waarnemingstegnologie kan ook help om produksieprosesse te stroomlyn.Operateurs kan 'n onderdeelnommer uit 'n bestaande temperatuurstelpuntlys kies en elke piektemperatuurwaarde outomaties opneem.Hierdie oplossing skakel sortering uit en verhoog siklustye.Dit optimaliseer ook beheer van verhittingsones en verhoog produktiwiteit.
Vir termovormers om die opbrengs op belegging van 'n outomatiese infrarooi temperatuurmetingstelsel volledig te ontleed, moet hulle na sekere sleutelfaktore kyk.Om die onderste lynkoste te verminder, beteken om die tyd, energie en hoeveelheid afvalvermindering wat mag plaasvind in ag te neem, sowel as die vermoë om inligting te versamel en te rapporteer oor elke vel wat deur die termovormproses gaan.Die algehele voordele van 'n outomatiese IR-waarnemingstelsel sluit in:
• Vermoë om te argiveer en kliënte te voorsien van 'n termiese beeld van elke onderdeel wat vervaardig word vir kwaliteit dokumentasie en ISO-voldoening.
Nie-kontak infrarooi temperatuurmeting is nie 'n nuwe tegnologie nie, maar onlangse innovasies het koste verlaag, betroubaarheid verhoog en kleiner meeteenhede moontlik gemaak.Termovormers wat IR-tegnologie gebruik, trek voordeel uit produksieverbeterings en 'n vermindering in skroot.Die kwaliteit van onderdele verbeter ook omdat produsente 'n meer eenvormige dikte uit hul termovormmasjiene kry.
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
Postyd: 19 Aug. 2019