U prošlom tromjesečju preuzeli smo prijenos kalupa od evropskog dobavljača-unutrašnje obloge automobila, PA66-GF30, tolerancije ±0,08 mm. Produkcijski tim klijenta se mjesecima borio protiv dimenzionalne nestabilnosti. Već su nadogradili na jedinicu vode pod pritiskom od 12.000 dolara sa preciznošću kontrole od ±0,2 stepena. Problem je i dalje postojao.
Izvukli smo kalup i pustili boju kroz rashladne krugove. Dva od šest kanala pokazala su ograničenje protoka od 60% od skale. Jedan krug na strani jezgra prošao je 32 mm od površine šupljine na području kapije-skoro utrostručivši preporučenu udaljenost za najlon punjen staklom-. Regulator temperature je radio upravo ono što je trebao. Kalup mu nije davao ništa za rad.
Ovo je razgovor koji na kraju vodimo češće nego što bismo željeli. Izbor regulatora temperature kalupa tretira se kao odluka o nabavci odvojena od dizajna alata. Kupovina procjenjuje protok, kapacitet grijanja, preciznost upravljanja. Inženjerski potpisi. Proizvodnja instalira jedinicu i očekuje da će riješiti termalni menadžment za bilo koji kalup koji se dogodio u stroju. Prenos toplote ne funkcioniše tako.
Plafon o kome niko ne govori
Regulator temperature kalupa može ukloniti toplinu samo onoliko brzo koliko to dozvoljava rashladni krug. Prečnik kanala, udaljenost od površine šupljine, usmjeravanje kruga, turbulencija protoka-ovi određuju stopu termalne ekstrakcije. Regulator reguliše dovodnu temperaturu i protok. Ako geometrija ograničava količinu topline koja dolazi do rashladne tekućine, kontroler nema šta regulirati.
ENGEL-ova grupa za kontrolu temperature navodi broj na otprilike 20% odbačenih kalupa koji prate greške u kontroli temperature (engelglobal.com). Ono što ta statistika ne otkriva jeste koliko su od tih "grešaka" zapravo ograničenja dizajna. U kalupima koje smo revidirali u posljednje dvije godine, kvar opreme predstavlja možda jedan od pet problema{4}}vezanih za temperaturu. Ostalo se svodi na rashladne krugove koji su bili premali, loše pozicionirani ili degradirani zbog zanemarivanja.
Imali smo akalup za medicinski konektorprošle godine-POM, osam šupljina, strogi kozmetički zahtjevi na površinama za spajanje. Klijent je naveo kontroler baziran na ulju-jer je tehnički list njihovog dobavljača materijala preporučio temperaturu kalupa od 95 stepeni. Uljne jedinice rade tiše i tim za održavanje ih je preferirao. U redu. Ali POM-u nije potrebna kontrola temperature na bazi ulja-na 95 stepeni. Sistem vode pod pritiskom se nosi sa tim opsegom sa boljim termičkim odzivom i oko 40% manjom potrošnjom energije. Pravi problem je bio to što je originalni dizajn kalupa imao kanale za hlađenje raspoređene oko klinova za izbacivanje na način koji je stvarao mrtve zone na strani šupljine. Prelazak s ulja na vodu to ne bi popravio. Redizajniranje rasporeda kola jeste.
Šta zapravo pokreće otplatu
Regloplas dokumentira 50% smanjenja energije pumpe uz kontrolu ∆T promjenjive frekvencije pri smanjenju brzine od 20% (regloplas.com). To je pravi broj od renomiranog proizvođača. To je također broj koji pretpostavlja da vaš rashladni krug može koristiti brzine protoka koje pumpa isporučuje. Nagomilavanje kamenca, premali kanali, prevelika dužina kruga sa previše krivina-bilo koje od ovih ograničenja znači da pumpa radi teže da progura rashladno sredstvo kroz ograničenja koja ne bi trebala postojati.
Najbrži povrat koji smo vidjeli na optimizaciji kontrole temperature nije uključivao kupovinu nove opreme. Klijent koji se bavi pakiranjem kozmetike u Poljskoj skratio je vrijeme ciklusa sa 28 sekundi na 16 sekundi uklanjanjem kamenca u tri kruga, zamjenom odbačenog PT100 senzora i ponovnim balansiranjem protoka između šupljine i jezgre. Ukupna potrošnja bila je ispod 2.000 €. Smanjenje vremena ciklusa na 2,4 miliona godišnjih delova donelo je uštede koje su povratile investiciju za manje od nedelju dana. Regulatori temperature koje su koristili-ništa posebno, standardne jedinice za vodu od kineskog dobavljača-radili su dobro kada je sistem za hlađenje stvarno funkcionisao.
P&G-ovo postrojenje u Braunu zauzelo je suprotan pristup, ulažući velika sredstva u elektronsko praćenje protoka kroz svaki rashladni krug na njihovim Oral-B komponentnim kalupima. Postigli su dokumentovane stope odbijanja ispod 0,05% (ptonline.com). Ali Braunov tim je također priznao da je prije implementacije nadzora po-kolu, kontrola temperature bila "crna kutija" za njih. Sumnjali su da termalne varijacije utiču na konzistentnost dimenzija, ali nisu mogli dijagnosticirati koja su kola problematična. To je prava vrijednost sofisticirane tehnologije kontrole temperature-vidljivosti u proces koji većina objekata tretira kao postavljeno-i-zaboravlja.
Materijalno pitanje
Pitaju nas o regulatorima temperature vode u odnosu na ulje više nego bilo koje drugo pitanje o opremi. Odgovor je dosadno jednostavan: koristite vodu kad god je to moguće, vodu pod pritiskom za inženjering termoplasta do oko 230 stepeni, ulje samo kada su vam zaista potrebne površine kalupa iznad tog opsega. PEEK, PPS, sigurnovisoko-poliimidi-za njih je potrebno ulje. PA, PC, POM, ABS, sve što je u robnom i standardnom inženjerskom asortimanu-voda se nosi s boljom toplotnom provodljivošću, nižim operativnim troškovima i bez glavobolje zbog kontaminacije.
Zanimljivije pitanje je kako odabir materijala utječe na dizajn rashladnog kruga, što onda utječe na ono što regulator temperature treba da postigne. Smjesa punjena staklom-prenosi znatno više topline u kalup od nepunjenih materijala pri ekvivalentnim količinama udarca. Kalup dizajniran za nepunjeni PA66 će se boriti s toplinom kada se proizvodnja prebaci na 30% stakla-punjenog PA66. Rashladni krugovi dimenzionirani za nepunjeni materijal ne mogu dovoljno brzo izvući toplinu. Vremena ciklusa se produžavaju ili dijelovi izlaze sa zaostalim naprezanjem zbog nedovoljnog hlađenja.
Dizajniramo za najzahtjevniji materijal koji će alat obraditi. Ako postoji ikakva šansa da proizvodnja pređe sa nepunjenih na punjene smjese, sistem za hlađenje to mora prihvatiti od prvog dana. Retrofit modifikacije-dodavanje strujnih kola, ugradnja konformnih rashladnih umetaka- koštaju od 5.000 do 15.000 dolara i zahtijevaju povlačenje kalupa iz proizvodnje. Izgradnja adekvatnog termičkog kapaciteta u originalnom dizajnu dodaje možda 10-15% na cijenu alata. Matematika obično favorizuje da se to uradi kako treba prvi put.
Mrtva tačka za održavanje
Niko ne planira održavanje rashladnog sistema dok se nešto ne pokvari. Tromjesečno uklanjanje kamenca, provjera protoka, inspekcija zaptivki-ovi zadaci se povlače jer su rasporedi proizvodnje tesni i kalupi "funkcionišu dobro". Zatim postepeno, tokom šest do dvanaest mjeseci, vrijeme ciklusa raste. Kvalitativna metrika. Neko na kraju povuče alat i pronađe kanale koji izgledaju kao unutrašnjost starog bojlera.
Sloj od 1/16 inča dodaje otprilike 15% vremenu hlađenja. To se akumulira dovoljno sporo da operateri pripisuju duže cikluse varijacijama serije materijala, promjenama temperature okoline ili habanju mašine. Do trenutka kada veza sa degradacijom rashladnog sistema postane očigledna, pojeli ste kaznu vremena ciklusa kroz hiljade radnih sati.
Objekti koji izbjegavaju ovu zamku tretiraju održavanje rashladnog sistema na način na koji tretiraju preventivno održavanje na samim mašinama za ubrizgavanje-planirano, dokumentirano, bez-pregovaranja. Ispitivanje protoka svakog kvartala. Uklanjanje kamenca godišnje ili kada protok padne ispod osnovne linije. Kalibracija senzora prema stvarnom rasporedu, a ne kada očitanja počnu izgledati sumnjivo. Ovo nisu skupe aktivnosti. Oni samo zahtevaju da neko snosi odgovornost.
Gdje dolazimo
U Abis Mouldu, specifikacija rashladnog sistema je dioDFM opsegna svakom programu. Modeliramo distribuciju toplotnog toka, kanale veličine za materijal i ciljno vrijeme ciklusa i konfiguriramo usmjeravanje kola kako bismo izbjegli mrtve zone i ograničenja protoka koja stvaraju probleme u proizvodnji. Odabir regulatora temperature se dešava nizvodno-kada znamo koje termičke uslove kalup zapravo može podržati.
Za postojeće kalupe sa problemima{0}}vezanim za temperaturu, možemo procijeniti da li je ograničenje oprema ili geometrija. Ponekad nadogradnja kontrolera ima smisla. Češće je problem rashladni krug kojem je potrebna modifikacija ili održavanje koje je predugo odgađano. U svakom slučaju, dijagnoza počinje s kalupom, a ne sa specifikacijom nove jedinice za kontrolu temperature.
Ako planirate aprogram kalupasa strogim termičkim zahtjevima ili borbom protiv temperaturnih problema na postojećim alatima, naš inženjerski tim može proći kroz specifičnosti. Razgovor o sistemu hlađenja je produktivniji kada se desi rano-ali nikad nije kasno da se shvati šta zapravo ograničava performanse.