Šta su termoparovi?
Izrađujem kalupe za brizganje već 22 godine, uglavnom sisteme klizača i alate koji su{1}}kritični za temperaturu. Termoparovi se pojavljuju u skoro svakoj raspravi o projektu, ali još uvijek vidim inženjere koji određuju pogrešan tip ili ih postavljaju na loše lokacije. Mislio sam da zapišem šta je zapravo važno kada imate posla sa TC-ima u radu kalupa.
Osnove Niko ne objašnjava tačno
Termopar je dvije različite metalne žice zavarene zajedno na vrhu. Taj spoj stvara mali napon kada se zagrije. Vaš kontroler očitava taj napon i pretvara ga u temperaturu. Dovoljno jednostavno.
Dio koji sapliće ljude: napon je mali. Govorimo o milivoltima. Tip K na 200 stepeni daje možda 8 milivolti. Buka od frekventnih pretvarača, servo motora, ožičenja grijača - sve to može preplaviti vaš signal ako je vaša instalacija aljkava. Vidio sam potpuno nove Husky sisteme koji su očitali 15 stupnjeva isključeno jer je neko proveo TC žice pored vodova grijača u istom kanalu.
Tip J vs Tip K - Stvarna razlika
U Severnoj Americi, većina prodavnica kalupa podrazumevano koristi tip J. To je žica od gvožđa i konstantana, radi dobro do oko 400 stepeni pre nego što gvožđe počne loše da oksidira. Košta manje od tipa K. Ako koristite PP, PE, ABS, PS - Tip J to rješava.
Tip K koristi hromel-alumel. Ide više, dugotrajnije stabilnije-, ali evo stvari koju niko ne spominje: Tip K se razlikuje od tipa J kada stari. Tip K ima tendenciju da čita nisko kako se istroši. Tip J može ići u oba smjera. Ako je vaš procesni okvir ograničen na medicinski dio ili optičku komponentu, taj uzorak pomaka je bitan kada postavljate svoj PM raspored.
Evropski alati obično dolaze sa instaliranim tipom K. Kada nabavljate od inozemnog proizvođača kalupa za brizganje plastike, provjerite šta stavljaju. Imao sam alate koji su se pojavljivali s Tipom K u cijelom, a zatim kupac pokušava da se uključi u svoje postojeće kontrolere tipa J. Očitavanja su daleko jer kontroler radi pogrešnu matematiku konverzije.
Mold-Masters i Synventive sistemi vrućih klizača isporučuju se sa standardom tipa J za američko tržište. Husky ide Type K na svoje Ultra Helix stvari. Znajte šta dobijate prije nego što vam alat udari u pod.
Gdje ih zapravo staviti
Udžbenici kažu 3-5 mm od površine šupljine. Stvarni svijet je neuredniji od toga.
Na mlaznici za vruće trčanje, TC se obično nalazi u rupi izbušenoj u tijelu mlaznice, možda 10-15 mm pozadi od kapije. To je mjerenje temperature čelika mlaznice, a ne temperature taline. Talina u kanalu protoka teče toplije - ponekad 20-30 stepeni toplije u zavisnosti od grijanja na smicanje. Vaša zadana vrijednost od 220 stupnjeva na kontroleru može značiti 245 stupnjeva na kapiji. Mnogo je važno za materijale osjetljive na smicanje kao što je POM.
Senzor površine šupljine je složeniji. Izbušite malu rupu sa stražnje strane jezgre ili bloka šupljine, zaustavite se na 2-3 mm od kalupne površine. Preblizu i stvarate podizač stresa - vidio sam da jezgra pucaju tačno na TC rupi nakon nekoliko stotina hiljada snimaka. Previše unazad i mjerite temperaturu čelika, a ne ono što plastika zapravo vidi.
Za rad sa uskom-tolerancijom, neki od boljih dobavljača alata za brizganje će staviti više TC-a u jednu šupljinu - jedan blizu kapije, jedan na kraju punjenja, možda jedan na debelom dijelu. Postaje skupo, ali zapravo znate šta se dešava tokom ciklusa.
Uzemljeni vs Neuzemljeni spoj
Uzemljeni spoj znači da su TC žice zavarene direktno na unutrašnjost metalnog omotača. Brz odziv, možda 50-100 milisekundi. Neuzemljeni ima spoj izolovan od plašta. Sporiji odziv, više od 200-500 milisekundi.
Zvuči kao da je uzemljenje uvijek bolje, zar ne? Ne baš.
Uzemljeni TC preuzimaju električnu buku kroz omotač. Ako koristite hot runner sa grijačima na SCR{1}}u i uzemljenim TC-om, vidjet ćete da se očitavanje temperature poskakuje. Neki kontroleri ovo dobro filtriraju. Jeftiniji regulatori ili starije PID jedinice se bore s tim.
Neuzemljeni košta malo više, sporije reaguje, ali vam daje čišći signal. Na višestrukim zonama gdje je termička masa velika i vrijeme odziva nije kritično, neutemeljeno ima smisla. Na vrhovima mlaznica gdje vam je potrebna brza reakcija za tajming ventila, uzemljenje radi bolje uprkos problemima sa bukom.
Problem drifta
Svaki TC se mijenja tokom vremena. Žice oksidiraju, spoj se degradira, kalibracija se pomiče. Koliko brzo zavisi od temperature i koliko grejnih ciklusa stavite na to.
Pokretanjem PEEK-a na 380 stepeni, tip K bi mogao da se pomeri za 3-5 stepeni za šest meseci proizvodne upotrebe. Pokretanje polipropilena na 210 stepeni, taj isti TC može držati kalibraciju dvije godine.
Evo šta ljude hvata: zanošenje je postepeno. Vaš proces ne propada odjednom. Umjesto toga, vaši dijelovi se polako pogoršavaju - blic počinje da se pojavljuje, tragovi udubljenja postaju dublje, vrijeme ciklusa raste jer hlađenje traje duže. Dok neko pomisli da provjeri TC kalibraciju, problem se nagomilavao mjesecima.
Svaka pristojna radnja usluge izrade kalupa po mjeri provjerava TC kalibraciju tokom zakazanog popodneva. Trebao bi biti barem godišnji, češće na visoko{1}}alatima. Osnovni ručni kalibrator kompanije Fluke ili Omega košta nekoliko stotina dolara. Nema izgovora da ga nemate.
Detalji instalacije koji su važni
Bajonet{0}}na oprugu je sada standardan. Sonda klizi u izbušenu rupu, opruga je drži pritisnutu na dno. Konektor na prednjoj strani kalupa omogućava zamjenu senzora bez rastavljanja alata.
Pazite na dubinu rupe. Previše je plitko i sonda se spusti prije nego što opruga stisne - bez kontaktnog pritiska, nepravilna očitavanja. Preduboko i nema dovoljno kompresije opruge za održavanje kontakta kada se kalup zagrije i čelik se širi. Općenito želite 1-2 mm hoda opruge nakon sjedišta sonde.
Prečnik rupe treba da odgovara prečniku omotača sonde sa minimalnim zazorom. Neuredno pristajanje znači da se sonda može pomicati i kontaktni pritisak varira. Većina trgovina standardizira sonde od 3 mm ili 1/8".
Vodovi ožičenja trebaju se držati dalje od ožičenja za napajanje grijača. Koristite oklopljeni TC produžni kabel, uzemljite štit samo na kraju kontrolera. Znam da je primamljivo spojiti sve zajedno u jedan nosač kablova. Nemoj.
Kada stvari krenu po zlu
Otvoreni krug je očigledan kvar - pokidana žica, kontroler očitava maksimalnu temperaturu ili šalje kod greške. Lako za dijagnosticiranje.
Prikriveni kvarovi su djelomični kontakt i spor drift. Djelomični kontakt se događa kada sonda nije pravilno postavljena ili opruga izgubi napetost. Očitavanje temperature kasni sa realnošću, može biti 10-20 stepeni. Kontrolor misli da je na zadanoj vrijednosti, stvarna temperatura čelika je drugačija. Dijelovi su pogrešni, ali prikazane temperature izgledaju dobro.
Loši spojevi na utikaču su češći od stvarnih kvarova senzora. Igle se korodiraju, posebno na alatima koji vode hlađenje i vide kondenzaciju. Kontakti se savijaju kada neko na silu pritisne konektor. Procijenio bih da su 60% "loših TC" poziva koje sam vidio tokom godina zapravo problemi sa konektorom.
Kupovina zamjenskih senzora
OEM zamjene od vašeg dobavljača vruće vode koštaju 3-4 puta više nego generički ekvivalenti. Mold-Masters ili Husky brendirani TC je obično isti Watlow ili Omega senzor sa njihovim brojem utisnutim na njemu.
Nema ničeg lošeg u odlasku na naknadno tržište sve dok odgovarate specifikacijama: prečnik sonde, dužina omotača, tip spoja (uzemljen/neuzemljen), TC tip (J/K), stil konektora. Dobavljač komponenti za precizne kalupe ili distributer industrijskih senzora kao što su Grainger ili MSC ima standardne konfiguracije.
Gdje je OEM važan: stvarna kalibracija kontrolera. Hot Runner kontroleri ponekad imaju kompenzacijske krive programirane za njihov specifični TC. Generički senzor može očitati nekoliko stupnjeva drugačije. Obično nije važno. U kritičnim procesima može.
Bottom Line
TC-i su jednostavni uređaji koji obavljaju kritičan posao. Sam senzor rijetko kad katastrofalno pokvari - problemi izazivaju instalacija, ožičenje i održavanje. Odredite ispravnu lokaciju, održavajte ožičenje čistim, povremeno provjeravajte kalibraciju i oni će vam godinama davati pouzdane povratne informacije o temperaturi.
Većina problema koje rješavam dolazi iz faze dizajna - neko je odredio pogrešan tip, stavio TC na loše mjesto ili nije razmišljao o otpornosti na buku. Vrijedi unaprijed potrošiti vrijeme sa svojim partnerom za dizajn kalupa za ubrizgavanje kako biste sortirali TC položaj i tip prije nego što se čelik reže. Mnogo jeftinije nego kasnije popraviti.
Imate pitanja o problemima s termoelementom u svom alatu? Ostavite komentar ili se obratite. Bavio sam se ovim stvarima dovoljno dugo da sam vjerovatno uvidio kakav god problem da imate.