У процесу термоформирања полипропилена, уједначеност дебљине производа директно утиче на механичка својства, квалитет изгледа и компатибилност готовог производа. Због ниске топлотне проводљивости и значајне кристалности полипропиленских материјала, дефекти као што су неуједначена локална дебљина и набораност ивица могу се појавити током термичког обликовања. У овом раду стратегија контроле дебљине производа у производњи ПП машина за термоформирање систематски је изложена из три димензије: оптимизација параметара процеса, побољшање дизајна калупа и интелигентна надоградња опреме.
Прецизна контрола параметара процеса: температура{0}}притисак{1}}оптимизација временски координирана
1. Контрола градијента температуре грејања
Опсег температуре ПП термоформирања је од 160 до 200 степени Целзијуса и захтева динамичко прилагођавање према сложености структуре производа. За плиће контејнере, двострано{3}}уједначено грејање се постиже помоћу инфрацрвених грејача помоћу ниског-вакума фазе растаљене температуре од 165-175 степени да би се избегло локално прегревање и деградација материјала. На пример, време загревања плоче од 2 мм треба да буде ограничено на 90 секунди. За сваких 0,5 мм повећања дебљине, време загревања се продужава за 15 секунди, док уочени површински сјај – уједначен сјај указује на довољно загревања; локализовано бељење захтева додатно загревање; и
За производе са дубоком шупљином, потребан је процес ливења под притиском у чврстом{0}} стању високе температуре на 180-190 степени Ц. Компримовани ваздух се користи за пресовање плоча у калупе. Притисак ваздуха се мора контролисати у фазама: 0,3-0,6МПа за опште производе и 0,8-1,2МПа за производе дубоке коморе, обезбеђујући да материјал испуњава све углове калупа.
2. Усклађивање времена хлађења и обликовања
Време хлађења је 1,5 пута дуже од времена загревања, а за производе са дебелим-зидовима време хлађења треба да се удвостручи. Користите комбинацију ваздушног и воденог хлађења: прво охладите производ на испод 80 степени Целзијуса да бисте спречили деформацију, а затим попрскајте производ водом до испод 40 степени Целзијуса. На пример, производ дебљине 3 мм захтева 270 секунди да се охлади. Током овог периода, равномерно хлађење се постиже кроз унутрашње канале за хлађење (8-12 мм у пречнику и 30-50 мм размака) како би се спречила одступања дебљине услед разлика у скупљању.
3. Време и начин рушења
Прерано рушење може довести до колапса производа, а прекасно уклањање може отежати. Када користите ејектор, препоручује се да се брзина избацивања контролише на 5-10 мм/с. За сложене калупе, средство за одвајање на бази силицијума које испуњава ФДА стандарде може се прскати. Проверите дебљину производа одмах након уклањања и користите чељусти за мерење кључних области као што су ивице, углови и дно. Толеранција дебљине треба да буде унутар ±0,1 мм.
Иновација у дизајну калупа: оптимизација структуре и надоградња материјала
1. Побољшан систем за вентилацију калупа
У процесу обликовања полипропиленских материјала лако је доћи до локалног разблаживања због лошег одзрачивања. Отвори за вентилацију калупа морају бити пречника 0,1-0,3 мм, а отвори за вентилацију морају бити дубине од 0,05-0,1 мм да би се обезбедило несметано испуштање гасова. На пример, у производњи контејнера са дубоком шупљином, прстенасти издувни прорези размакнути од 50 мм могу се додати на бочну страну калупа како би се спречило да мехурићи ваздуха узрокују неравнотежу дебљине.
2. Технологија претходног-истезања и помоћног обликовања
За производе са високим односом извлачења (као што су чаше за пиће), механичко предзатезање се користи да би се помогло у калупу: претходно загрејани листови се притискају на горњу површину матичне матрице и извлаче кроз клип 70% -90% запремине шупљине калупа). У исто време, компримовани ваздух се убризгава кроз отвор за вентилацију клипа како би се обезбедило да је материјал равномерно причвршћен за калуп. Процес може побољшати уједначеност дебљине дна производа за 30% и смањити стопу гужвања на испод 5%.
3. Материјал калупа и површинска обрада
Челик високе тврдоће (нпр. Х13) са тврдим хромом или нитрирањем (тврдоћа до ХВ900-1000) се користи за смањење пристрасности димензија услед хабања. За прозирне полипропиленске производе, шупљину калупа треба полирати на мање од Ра0,8 микрона да би се избегле површинске огреботине које доводе до концентрације напрезања и варијација у локалној дебљини.
Интелигентна надоградња опреме: управљање подацима{0}}у затвореном кругу-
1. Систем-надгледања и повратних информација у реалном времену
Кључни параметри (температурна крива грејања, притисак калупа, време хлађења, итд.) су прикупљени коришћењем МЕС система и праћени током процеса кроз мрежу сензора. На пример, инфрацрвени температурни сензор је инсталиран у зони грејања како би се аутоматски подесила снага грејања када одступање температуре плоче пређе ±5 степени, а сензор притиска је уграђен у матрицу да обезбеди повратну информацију-у реалном времену о притиску калупа и обезбеди да је дубока шупљина адекватно попуњена.
2. Аутоматски систем за храњење и уклањање
Уместо ручног рада користи се шестосовинска роботска рука, брзина увлачења може да достигне 3 м/мин, тачност позиционирања ± 0,05 мм, избегавајући померање плоче изазвано ручним стезањем. У процесу демонтаже, рука робота је три пута бржа од ручног рада, а стопа пролазности расте на 99,5%, што увелико смањује аномалије дебљине узроковане оштећењем при растављању.
3. Дигитал Твин Тецхнологи
Уведена је виртуелна симулациона платформа за дефекте у калупу заснована на ЦАЕ анализи. На пример, приликом развоја нових компоненти унутрашњости аутомобила, одступање дебљине зида производа је смањено са ± 0,2 мм на ± 0,08 мм симулацијом путева протока материјала под различитим параметрима процеса и оптимизацијом дизајна канала за проток калупа, што је резултирало смањењем циклуса тестног калупа за 40%.
Закључак:
Контрола контроле дебљине производа у производњи ПП машина за термоформирање захтева усаглашене напоре са три аспекта: процеса, калупа и опреме. Прецизном контролом топлих и хладних параметара, оптимизацијом вентилације и структуре предзатезања и применом интелигентног система за праћење, уједначеност дебљине производа може се значајно побољшати. Уз популаризацију нових технологија као што су дигитална двострука и вишеслојна коекструдирајућа плоча, технологија ПП термоформирања ће се развијати у правцу високе тачности и ефикасности, пружајући боља решења за паковање хране, аутомобилске делове и тако даље.
