Հետևողական, ճշգրիտ ջերմաստիճանի չափումը չափազանց կարևոր է պլաստմասսայե արդյունաբերության մեջ՝ ջերմային ձևավորված արտադրանքի ճիշտ ավարտումն ապահովելու համար:Ե՛վ անշարժ, և՛ պտտվող ջերմաձևավորման կիրառություններում, ձևավորման ցածր ջերմաստիճանը լարում է ձևավորված մասում, մինչդեռ չափազանց բարձր ջերմաստիճանը կարող է առաջացնել այնպիսի խնդիրներ, ինչպիսիք են բշտիկացումը և գույնի կամ փայլի կորուստը:
Այս հոդվածում մենք կքննարկենք, թե ինչպես են ինֆրակարմիր (IR) ոչ կոնտակտային ջերմաստիճանի չափման առաջխաղացումները ոչ միայն օգնում ջերմային ձևավորման գործողություններին օպտիմալացնել իրենց արտադրական գործընթացները և բիզնես արդյունքները, այլև հնարավորություն են տալիս համապատասխանեցնել արդյունաբերության ստանդարտներին վերջնական արտադրանքի որակի և հուսալիության համար:
Թերմոձևավորումն այն գործընթացն է, որով ջերմապլաստիկ թիթեղը դառնում է փափուկ և ճկուն տաքացման արդյունքում և երկկողմանի ձևափոխվում՝ եռաչափ ձևավորվելով:Այս գործընթացը կարող է տեղի ունենալ կաղապարի առկայության կամ բացակայության դեպքում:Թերմոպլաստիկ թիթեղը ջեռուցելը ջերմային ձևավորման աշխատանքի ամենակարևոր փուլերից մեկն է:Ձևավորող մեքենաներում սովորաբար օգտագործվում են սենդվիչ տիպի ջեռուցիչներ, որոնք բաղկացած են ինֆրակարմիր ջեռուցիչների վահանակներից թերթի նյութի վերևում և ներքևում:
Թերմոպլաստիկ թերթիկի հիմնական ջերմաստիճանը, դրա հաստությունը և արտադրական միջավայրի ջերմաստիճանը ազդում են այն բանի վրա, թե ինչպես են պլաստիկ պոլիմերային շղթաները հոսում ձուլվող վիճակի և վերածվում կիսաբյուրեղային պոլիմերային կառուցվածքի:Վերջնական սառեցված մոլեկուլային կառուցվածքը որոշում է նյութի ֆիզիկական բնութագրերը, ինչպես նաև վերջնական արտադրանքի արդյունավետությունը:
Իդեալում, ջերմապլաստիկ թերթիկը պետք է միատեսակ տաքանա մինչև ձևավորման համապատասխան ջերմաստիճանը:Այնուհետև թերթիկը տեղափոխվում է ձուլման կայան, որտեղ ապարատը սեղմում է այն կաղապարի վրա՝ ձևավորելու մասը՝ օգտագործելով կամ վակուում կամ ճնշված օդ, երբեմն մեխանիկական խրոցակի օգնությամբ:Վերջապես, մասը դուրս է մղվում կաղապարից՝ գործընթացի սառեցման փուլի համար:
Ջերմոձևավորման արտադրության մեծ մասը կատարվում է գլանափաթեթով սնվող մեքենաներով, մինչդեռ թերթիկով սնվող մեքենաները նախատեսված են ավելի փոքր ծավալների կիրառման համար:Շատ մեծ ծավալային գործառնությունների դեպքում կարելի է հիմնավորել լիովին ինտեգրված, ներկառուցված, փակ օղակով ջերմաֆորմացման համակարգը:Գիծը ստանում է հումք պլաստմասսա և էքստրուդդերները սնվում են անմիջապես ջերմաֆորմացնող մեքենայի մեջ:
Ջերմաձևավորող գործիքների որոշ տեսակներ հնարավորություն են տալիս ձևավորված արտադրանքի հատումը ջերմաֆորմացնող մեքենայի ներսում:Այս մեթոդի կիրառմամբ հնարավոր է կտրման ավելի մեծ ճշգրտություն, քանի որ արտադրանքը և կմախքի ջարդոն վերադիրքավորման կարիք չունեն:Այլընտրանքները այն դեպքում, երբ ձևավորված թերթիկը ինդեքսավորվում է ուղղակիորեն դեպի բերքի կայանը:
Արտադրության բարձր ծավալը, որպես կանոն, պահանջում է մասերի շարասյուների ինտեգրում ջերմային ձևավորման մեքենայի հետ:Դրսավորումից հետո պատրաստի արտադրանքները փաթեթավորվում են տուփերի մեջ՝ վերջնական հաճախորդին տեղափոխելու համար:Անջատված կմախքի ջարդոն փաթաթվում է մանդրիլի վրա՝ հետագա մանրացման համար կամ անցնում է կտրող մեքենայի միջով, որը համահունչ է ջերմաֆորմացնող մեքենային:
Խոշոր թերթերի ջերմաֆորմացիան բարդ գործողություն է, որը ենթակա է շեղումների, ինչը կարող է մեծապես մեծացնել մերժված մասերի քանակը:Մասերի մակերեսի որակի, հաստության ճշգրտության, ցիկլի ժամանակի և եկամտաբերության նկատմամբ այսօրվա խիստ պահանջները, որոնք զուգորդվում են նոր դիզայներական պոլիմերների և բազմաշերտ թիթեղների մշակման փոքր պատուհանի հետ, դրդել են արտադրողներին փնտրել այս գործընթացի վերահսկողությունը բարելավելու ուղիներ:
Թերմոձևավորման ընթացքում թերթի տաքացումը տեղի է ունենում ճառագայթման, կոնվեկցիայի և հաղորդման միջոցով:Այս մեխանիզմները ներկայացնում են մեծ անորոշություն, ինչպես նաև ջերմափոխանակման դինամիկայի ժամանակային տատանումներ և ոչ գծայինություն:Ավելին, թերթի ջեռուցումը տարածականորեն բաշխված գործընթաց է, որը լավագույնս նկարագրվում է մասնակի դիֆերենցիալ հավասարումներով:
Ջերմոձևավորումը պահանջում է ճշգրիտ, բազմագոտի ջերմաստիճանի քարտեզ մինչև բարդ մասերի ձևավորումը:Այս խնդիրը բարդանում է նրանով, որ ջերմաստիճանը սովորաբար վերահսկվում է ջեռուցման տարրերում, մինչդեռ ջերմաստիճանի բաշխումը թերթի հաստությամբ գործընթացի հիմնական փոփոխականն է:
Օրինակ, ամորֆ նյութը, ինչպիսին է պոլիստիրոլը, սովորաբար պահպանում է իր ամբողջականությունը, երբ տաքացվում է մինչև ձևավորման ջերմաստիճանը հալման բարձր ուժի պատճառով:Արդյունքում հեշտ է կարգավորել և ձևավորել:Երբ բյուրեղային նյութը տաքացվում է, այն ավելի կտրուկ փոխվում է պինդից հեղուկի, երբ դրա հալման ջերմաստիճանը հասնում է, ինչի արդյունքում ձևավորվող ջերմաստիճանի պատուհանը շատ նեղ է դառնում:
Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի փոփոխությունները նաև խնդիրներ են առաջացնում ջերմային ձևավորման մեջ:Գլանափաթեթների սնուցման արագությունը գտնելու փորձարկման և սխալի մեթոդը՝ ընդունելի ձուլվածքներ արտադրելու համար, կարող է անբավարար լինել, եթե գործարանի ջերմաստիճանը փոխվի (այսինքն՝ ամառային ամիսներին):Ջերմաստիճանի 10°C փոփոխությունը կարող է զգալի ազդեցություն ունենալ ելքի վրա՝ ձևավորվող շատ նեղ ջերմաստիճանի միջակայքի պատճառով:
Ավանդաբար, ջերմաֆորմատորները հենվում են թերթիկի ջերմաստիճանի վերահսկման մասնագիտացված ձեռքով տեխնիկայի վրա:Այնուամենայնիվ, այս մոտեցումը հաճախ ավելի քիչ արդյունք է տալիս, քան ցանկալի արդյունքը արտադրանքի հետևողականության և որակի առումով:Օպերատորներն ունեն հավասարակշռման դժվար ակտ, որը ներառում է նվազագույնի հասցնել թերթի միջուկի և մակերեսի ջերմաստիճանների տարբերությունը, միաժամանակ ապահովելով, որ երկու տարածքներն էլ մնան նյութի ձևավորման նվազագույն և առավելագույն ջերմաստիճաններում:
Բացի այդ, պլաստիկ թերթիկի հետ անմիջական շփումը անիրագործելի է ջերմային ձևավորման մեջ, քանի որ այն կարող է առաջացնել բծեր պլաստիկ մակերևույթների վրա և անընդունելի արձագանքման ժամանակներ:
Պլաստմասսաների արդյունաբերությունը գնալով բացահայտում է ոչ կոնտակտային ինֆրակարմիր տեխնոլոգիայի առավելությունները գործընթացի ջերմաստիճանի չափման և վերահսկման համար:Ինֆրակարմիր վրա հիմնված զգայական լուծույթները օգտակար են ջերմաստիճանը չափելու համար այն հանգամանքներում, երբ ջերմազույգերը կամ այլ զոնդերի տիպի սենսորները չեն կարող օգտագործվել, կամ չեն տալիս ճշգրիտ տվյալներ:
Ոչ կոնտակտային IR ջերմաչափերը կարող են օգտագործվել արագ և արդյունավետ գործընթացների ջերմաստիճանը վերահսկելու համար՝ չափելով արտադրանքի ջերմաստիճանը ուղղակիորեն վառարանի կամ չորանոցի փոխարեն:Այնուհետև օգտագործողները կարող են հեշտությամբ կարգավորել գործընթացի պարամետրերը՝ արտադրանքի օպտիմալ որակ ապահովելու համար:
Ջերմաձևավորման կիրառումների համար ավտոմատացված ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի մոնիտորինգի համակարգը սովորաբար ներառում է օպերատորի միջերես և ջերմաֆորմատավորող վառարանից պրոցեսի չափումների էկրան:IR ջերմաչափը չափում է տաք, շարժվող պլաստիկ թերթերի ջերմաստիճանը 1% ճշգրտությամբ:Ներկառուցված մեխանիկական ռելեներով թվային վահանակի հաշվիչը ցուցադրում է ջերմաստիճանի տվյալները և ազդանշաններ է տալիս, երբ սահմանված կետի ջերմաստիճանը հասնում է:
Օգտագործելով ինֆրակարմիր համակարգի ծրագրակազմը, ջերմաֆորմատորները կարող են սահմանել ջերմաստիճանի և ելքային միջակայքերը, ինչպես նաև արտանետման և տագնապի կետերը, այնուհետև իրական ժամանակում վերահսկել ջերմաստիճանի ընթերցումները:Երբ գործընթացը հասնում է սահմանված կետի ջերմաստիճանին, ռելեը փակվում է և կամ գործարկում է ցուցիչ լույս կամ ձայնային ազդանշան՝ ցիկլը կառավարելու համար:Գործընթացի ջերմաստիճանի տվյալները կարող են արխիվացվել կամ արտահանվել այլ հավելվածներ՝ վերլուծության և գործընթացի փաստաթղթերի համար:
IR չափումների տվյալների շնորհիվ արտադրական գծի օպերատորները կարող են որոշել ջեռոցի օպտիմալ կարգավորումը, որպեսզի թերթն ամբողջությամբ հագեցվի ամենակարճ ժամանակահատվածում՝ առանց միջին հատվածի գերտաքացման:Գործնական փորձին ջերմաստիճանի ճշգրիտ տվյալներ ավելացնելու արդյունքը թույլ է տալիս շղարշի ձևավորումը շատ քիչ մերժումներով:Եվ ավելի խիտ կամ բարակ նյութով ավելի բարդ նախագծերը ունեն ավելի միասնական վերջնական պատի հաստություն, երբ պլաստիկը միատեսակ տաքացվում է:
IR սենսորային տեխնոլոգիայով ջերմային ձևավորման համակարգերը կարող են նաև օպտիմալացնել ջերմապլաստիկ ապակաղապարման գործընթացները:Այս գործընթացներում օպերատորները երբեմն իրենց վառարանները շատ տաք են աշխատում, կամ մասերը շատ երկար են թողնում կաղապարի մեջ:Օգտագործելով ինֆրակարմիր սենսորով համակարգ՝ նրանք կարող են պահպանել սառեցման կայուն ջերմաստիճանը կաղապարներում՝ ավելացնելով արտադրության թողունակությունը և թույլ տալով մասերը հեռացնել առանց զգալի կորուստների՝ կպչման կամ դեֆորմացիայի պատճառով:
Թեև ոչ կոնտակտային ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի չափումը պլաստմասսա արտադրողների համար շատ ապացուցված առավելություններ է տալիս, գործիքավորման մատակարարները շարունակում են նոր լուծումներ մշակել՝ հետագայում բարելավելով IR համակարգերի ճշգրտությունը, հուսալիությունը և օգտագործման հեշտությունը պահանջկոտ արտադրական միջավայրերում:
Ինֆրակարմիր ջերմաչափերի հետ տեսողության հետ կապված խնդիրները լուծելու համար գործիքային ընկերությունները մշակել են սենսորային հարթակներ, որոնք ապահովում են ինտեգրված ոսպնյակի միջոցով թիրախի դիտում, ինչպես նաև լազերային կամ վիդեո դիտում:Այս համակցված մոտեցումը ապահովում է ճիշտ նպատակադրում և թիրախային դիրք առավել անբարենպաստ պայմաններում:
Ջերմաչափերը կարող են նաև ներառել միաժամանակյա իրական ժամանակի վիդեո մոնիտորինգ և պատկերների ավտոմատ ձայնագրում և պահպանում՝ այդպիսով ապահովելով գործընթացի նոր արժեքավոր տեղեկատվություն:Օգտատերերը կարող են արագ և հեշտությամբ նկարահանել գործընթացի լուսանկարները և իրենց փաստաթղթերում ներառել ջերմաստիճանի և ժամի/ամսաթվի մասին տեղեկությունները:
Այսօրվա կոմպակտ IR ջերմաչափերն առաջարկում են երկու անգամ ավելի օպտիկական լուծաչափ, քան ավելի վաղ, մեծածավալ սենսորային մոդելները՝ ընդլայնելով դրանց արդյունավետությունը գործընթացի կառավարման պահանջկոտ ծրագրերում և թույլ տալով ուղղակիորեն փոխարինել կոնտակտային զոնդերը:
Որոշ նոր IR սենսորների նմուշներ օգտագործում են մանրանկարչական զգայական գլուխ և առանձին էլեկտրոնիկա:Սենսորները կարող են հասնել մինչև 22:1 օպտիկական լուծաչափի և դիմակայել շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանին, որը մոտենում է 200°C, առանց սառեցման:Սա թույլ է տալիս ճշգրիտ չափել շատ փոքր կետերի չափերը սահմանափակ տարածություններում և շրջակա միջավայրի դժվարին պայմաններում:Սենսորները բավականաչափ փոքր են, որպեսզի տեղադրվեն գրեթե ցանկացած վայրում և կարող են տեղակայվել չժանգոտվող պողպատից պատյանում՝ արդյունաբերական դաժան գործընթացներից պաշտպանվելու համար:IR սենսորային էլեկտրոնիկայի նորարարությունները նաև բարելավել են ազդանշանի մշակման հնարավորությունները, ներառյալ արտանետման, նմուշառման և պահման, գագաթնակետին պահելու, հովտում պահելու և միջինացման գործառույթները:Որոշ համակարգերի դեպքում այս փոփոխականները կարող են ճշգրտվել հեռավոր ինտերֆեյսից՝ հավելյալ հարմարության համար:
Վերջնական օգտվողներն այժմ կարող են ընտրել IR ջերմաչափեր՝ շարժիչով, հեռակառավարվող փոփոխական թիրախային կենտրոնացումով:Այս հնարավորությունը թույլ է տալիս արագ և ճշգրիտ կարգավորել չափման թիրախների կիզակետը՝ ձեռքով գործիքի հետևի մասում կամ հեռակա կարգով՝ RS-232/RS-485 PC միացման միջոցով:
IR սենսորները հեռակառավարվող փոփոխական թիրախային ֆոկուսով կարող են կազմաձևվել յուրաքանչյուր հավելվածի պահանջի համաձայն՝ նվազեցնելով սխալ տեղադրման հնարավորությունը:Ինժեներները կարող են ճշգրտորեն կարգավորել սենսորի չափման թիրախային ֆոկուսը սեփական գրասենյակի անվտանգությունից և շարունակաբար դիտարկել և գրանցել ջերմաստիճանի տատանումները իրենց գործընթացում՝ անհապաղ ուղղիչ գործողություններ ձեռնարկելու համար:
Մատակարարներն էլ ավելի են բարելավում ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի չափման բազմակողմանիությունը՝ համակարգերը մատակարարելով դաշտային տրամաչափման ծրագրակազմով, ինչը թույլ է տալիս օգտվողներին չափորոշել սենսորները տեղում:Բացի այդ, նոր IR համակարգերն առաջարկում են ֆիզիկական միացման տարբեր միջոցներ, ներառյալ արագ անջատման միակցիչները և տերմինալային միացումները;տարբեր ալիքների երկարություն բարձր և ցածր ջերմաստիճանի չափման համար;և միլիամպ, միլիվոլտ և ջերմազույգ ազդանշանների ընտրություն:
Գործիքավորումների դիզայներները արձագանքել են IR սենսորների հետ կապված արտանետման խնդիրներին՝ մշակելով կարճ ալիքի երկարության միավորներ, որոնք նվազագույնի են հասցնում արտանետման անորոշության պատճառով առաջացած սխալները:Այս սարքերը այնքան զգայուն չեն թիրախային նյութի արտանետման փոփոխությունների նկատմամբ, որքան սովորական, բարձր ջերմաստիճանի տվիչները:Որպես այդպիսին, դրանք ավելի ճշգրիտ ընթերցումներ են տալիս տարբեր թիրախների վրա՝ տարբեր ջերմաստիճաններում:
IR ջերմաստիճանի չափման համակարգերը՝ արտանետումների ուղղման ավտոմատ ռեժիմով, արտադրողներին հնարավորություն են տալիս նախապես սահմանված բաղադրատոմսեր ստեղծել՝ ապրանքի հաճախակի փոփոխությունները հարմարեցնելու համար:Չափման թիրախում արագ հայտնաբերելով ջերմային անկանոնությունները՝ դրանք օգտագործողին թույլ են տալիս բարելավել արտադրանքի որակն ու միատեսակությունը, նվազեցնել ջարդոնը և բարելավել գործառնական արդյունավետությունը:Եթե անսարքություն կամ թերություն առաջանա, համակարգը կարող է ահազանգել՝ ուղղիչ գործողություններ իրականացնելու համար:
Ընդլայնված ինֆրակարմիր սենսորային տեխնոլոգիան կարող է նաև օգնել պարզեցնել արտադրական գործընթացները:Օպերատորները կարող են ընտրել մասի համարը գոյություն ունեցող ջերմաստիճանի սահմանված կետի ցանկից և ավտոմատ կերպով գրանցել յուրաքանչյուր գագաթնակետային ջերմաստիճանի արժեքը:Այս լուծումը վերացնում է տեսակավորումը և ավելացնում ցիկլի ժամանակները:Այն նաև օպտիմիզացնում է ջեռուցման գոտիների վերահսկումը և բարձրացնում արտադրողականությունը:
Որպեսզի ջերմաֆորմատորները լիովին վերլուծեն ավտոմատացված ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի չափման համակարգի ներդրման վերադարձը, նրանք պետք է դիտարկեն որոշ հիմնական գործոններ:Հիմնական ծախսերի կրճատումը նշանակում է հաշվի առնել ջարդոնի կրճատման ժամանակը, էներգիան և քանակությունը, ինչպես նաև ջերմային ձևավորման գործընթացով անցնող յուրաքանչյուր թերթիկի վերաբերյալ տեղեկատվություն հավաքելու և զեկուցելու հնարավորությունը:Ավտոմատացված IR սենսորային համակարգի ընդհանուր առավելությունները ներառում են.
• Հնարավորություն արխիվացնելու և հաճախորդներին տրամադրելու յուրաքանչյուր մասի ջերմային պատկեր, որը պատրաստված է որակյալ փաստաթղթերի և ISO-ի համապատասխանության համար:
Ինֆրակարմիր ջերմաստիճանի ոչ կոնտակտային չափումը նոր տեխնոլոգիա չէ, սակայն վերջին նորամուծությունները նվազեցրել են ծախսերը, մեծացրել են հուսալիությունը և հնարավորություն են տվել չափման ավելի փոքր միավորներ:IR տեխնոլոգիան օգտագործող ջերմաֆորմատորներն օգտվում են արտադրության բարելավումից և ջարդոնի կրճատումից:Պահեստամասերի որակը նույնպես բարելավվում է, քանի որ արտադրողները ստանում են ավելի միատեսակ հաստություն, որը դուրս է գալիս իրենց ջերմաֆորմացնող մեքենաներից:
For more information contact R&C Instrumentation, +27 11 608 1551, info@randci.co.za, www.randci.co.za
Հրապարակման ժամանակը: Օգոստոս-19-2019