Optimiziranje toplotne učinkovitosti z več kvadratnimi kartušnimi grelci 6x6 mm v zapletenih orodjih

Oblikovalec kalupov si ogleda zapleten razdelilnik vročih kanalov z veliko pretočnimi kanali, hladilnimi linijami in pritrdilnimi komponentami, ki se vse poskušajo umestiti v isti prostor. Toplotni standardi zahtevajo, da je temperatura enaka v celotnem razdelilniku, vendar en grelec ne more nadomestiti razlik v toplotnih izgubah, ki jih povzroča oblika. Odgovor je uporaba več grelnikov s kvadratnimi kartušami 6 x 6 mm na pravih mestih za izravnavo toplotnega profila. Poznavanje, kako razporediti grelne elemente po orodju, je tisto, zaradi česar so nekateri modeli dobri, drugi pa odlični pri ohranjanju enakomerne temperature.

Glavna težava sofisticiranih instrumentov je preprečiti uhajanje toplote. Vsaka površina, ki je odprta za zrak, izgublja toploto. Vogali izgubijo več kot ravne površine, ker imajo večjo površino v primerjavi z volumnom. Območja v bližini hladilnih kanalov namenoma izgubljajo toploto. Prevod do stroja povzroči, da območja okoli namestitvene opreme izgubljajo toploto. Posamezen grelec, ne glede na to, kako spretno je izdelan, ne more nadomestiti teh razlik, ker lahko samo dodaja toploto, ne pa jo različno razporedi po orodju. Z več grelci, ki imajo ločena regulacijska območja, lahko zagotovite več toplote tam, kjer so izgube večje, in manj tam, kjer so izgube nižje.


Majhni kvadratni kartušni grelniki 6 x 6 mm omogočajo namestitev na mesta, kjer večji grelniki ne morejo. Namestijo se lahko v ozke prostore okoli konic šob, med hladilne kanale in poleg pritrdilnih vijakov. Toplotni načrtovalci lahko postavijo toploto točno tam, kjer je potrebna, saj se jim ni treba zanašati na toplotno prevodnost iz grelnika, ki je daleč. Ta metoda deluje še bolje, saj kvadratne oblike bolje prevajajo toploto, kar pomeni, da grelniki hitreje zagotavljajo energijo okolici.

Če želite ugotoviti, kam postaviti grelec, morate najprej vedeti, kako orodje deluje v smislu toplote. Vogali, robovi in ​​vsa mesta, kjer ima orodje manjši-prerez, so običajna mesta za uhajanje toplote. Za ohranjanje enakomerne temperature potrebujejo več toplote tudi območja v bližini hladnih kanalov ali hladilnih krogov. Kartiranje teh območij, kjer se izgublja toplota, vam pomaga pri odločitvi, kam postaviti grelnik. Cilj je uskladiti lokalno stopnjo toplotne izgube z gostoto grelnikov, ki je število grelnikov na enoto površine.

Potrebna je natančna matematika, da ugotovimo, kako porazdeliti moč na več grelnikov. Skupna količina potrebne energije je vsota toplotnih izgub in moči, potrebne za segrevanje orodja na pravo temperaturo v pravem času. Da bi zagotovili to moč na podlagi vzorcev toplotnih izgub, dobijo območja z več toplotnimi izgubami več grelnikov ali grelnikov z več vati. Uporaba grelnikov različnih dolžin na različnih mestih je preprosta tehnika za spreminjanje vhodne moči v nekaterih primerih, ne da bi morali zgraditi več grelnikov.

Tehnika določanja območij vpliva na uspešnost in na to, kako težko je vladati. večja območja vam omogočajo večji nadzor, vendar potrebujejo tudi več krmilnikov, več senzorjev in bolj zapleteno programiranje. Manj območij olajša uporabo sistema, vendar morda ne bo mogel ohranjati enake temperature. V mnogih primerih se dobro obnese, če orodje razdelite na območja glede na območja naravne temperature. Eno območje je lahko območje okoli konic šob, drugo osrednje območje razdelilnika, tretje pa zunanji robovi. V vsako cono je nameščen grelec ali kombinacija grelnikov in temperaturnega senzorja.

Učinkovitost nadzora je odvisna od tega, kje so senzorji glede na grelnike. Če je senzor preblizu grelnika, se bo večinoma odzival na grelec namesto na temperaturo v območju. Tisti, ki je predaleč od grelnika, se morda ne bo hitro odzval in bo dovolil spremembo temperature. Najboljša namestitev je dovolj blizu grelnikov za hiter nadzor in dovolj daleč za merjenje dejanske temperature orodja namesto temperature grelnika. V sistemih z več kot eno cono je treba senzorje namestiti tako, da lahko merijo temperaturo vsake cone, ne da bi nanje vplivala temperatura sosednjih con.

Razdalja med grelci v coni določa, kako enakomerna je temperatura. Če so grelniki predaleč narazen, se bo temperatura med njimi spremenila. Če so grelniki preblizu skupaj, zapravijo moč ogrevanja, ki bi jo lahko uporabili za druge stvari. Toplotna prevodnost materiala orodja določa, kako daleč se toplota širi od posameznega grelnika. Pri jeklu je potrebno dlje, da se toplota razširi, zato morajo biti grelniki bližje skupaj kot pri aluminiju ali bakru, kjer toplota potuje hitreje. Pri uporabi jeklenih orodij s kvadratnimi grelniki 6 x 6 mm običajno dobro deluje razmik od 40 do 60 milimetrov, vendar je pri nekaterih uporabah morda potreben drugačen razmik.

Ko imate več kot en grelec, morate razmisliti o ožičenju in napeljavi več. V mnogih primerih potrebuje vsak grelnik svoje žice in termočlen. Konstrukcijska težava postane rokovanje s temi vodniki, ne da bi pri tem ovirali druge dele orodja. Uporaba konektorjev, ki jih je mogoče hitro odklopiti, olajša menjavo kalupov in vzdrževanje. Usmerjanje vodi skozi kanale, ki jih varujejo pred poškodbami pri uporabi orodij, preprečuje okvare, ki bi se zgodile zaradi mehanskih obremenitev.

Potrebno je veliko dela, da se vzpostavi pravi nadzorni sistem za več{0}}conske aplikacije. Toplotne interakcije se dogajajo med conami, kar pomeni, da lahko toplota iz enega območja vpliva na bližnja območja. Dobro-nastavljen sistem upošteva te interakcije in spremeni izhod za vsako območje glede na lastno temperaturo in temperature območij poleg njega. Te interakcije bolje obvladajo napredni krmilniki s prilagodljivimi algoritmi za uravnavanje kot preprosti vklop-izklop ali PID kontrole. Denar, porabljen za dober nadzor, se povrne v obliki boljše enakomernosti temperature in daljše življenjske dobe grelnika.

Ko prvič nastavite orodje, morate prilagoditi moč grelnika, tako da je temperatura enaka v celotnem orodju. Nastavitev vseh območij na isto nastavljeno točko in opazovanje, kako se temperatura spreminja, je običajno prvi korak v tem postopku. Napajanje se poveča v območjih, ki so hladna, in zmanjša v tistih, kjer je vroče. Po nekaj poskusih je ugotovljeno enakomerno ravnovesje, ki nadomesti edinstvene vzorce izgube toplote orodja. Ko se orodje obrabi ali se pogoji spremenijo, se lahko to ravnovesje spreminja, zato ga bo morda treba občasno ponovno umeriti.

Majhna velikost kvadratnega kartušnega grelnika 6x6 mm omogoča izdelavo izvedb z več kot eno cono, kar pri večjih grelnih elementih ne bi bilo mogoče. Toplotni načrtovalci dosežejo enakomernost temperature, ki je sistemi z enim-grelcem ne morejo doseči, tako da porazdelijo zmogljivost ogrevanja na številne majhne dele. Končni rezultat je boljši nadzor nad procesom, boljša kakovost izdelkov in orodja, ki trajajo dlje. Pri zapletenih strojih, kjer konstantna temperatura neposredno vpliva na kakovost izpisa, se naložba v več ogrevalnih con izplača vsakič, ko nekaj naredite.