Sidste kvartal overtog vi en formoverførsel fra en europæisk leverandør-bilinteriørbeklædning, PA66-GF30, tolerancer på ±0,08 mm. Kundens produktionshold havde kæmpet mod dimensionel ustabilitet i flere måneder. De havde allerede opgraderet til en $12.000 trykvandsenhed med ±0,2 graders kontrolnøjagtighed. Problemet varede ved.
Vi trak formen og kørte farvestof gennem kølekredsløbene. To af de seks kanaler viste 60 % strømningsbegrænsning fra skala. Et kredsløb på kernesiden passerede 32 mm fra hulrummets overflade ved gateområdet -næsten tredoblet den anbefalede afstand for glas-fyldt nylon. Temperaturregulatoren gjorde præcis, hvad den skulle. Formen gav den ikke noget at arbejde med.
Det er den samtale, vi ender med at have oftere, end vi gerne vil. Valg af formtemperaturregulator bliver behandlet som en indkøbsbeslutning, der er afbrudt fra værktøjsdesign. Indkøb evaluerer flowhastigheder, varmekapacitet, kontrolpræcision. Engineering tegner af. Produktionen installerer enheden og forventer, at den løser termisk styring, uanset hvilken form der måtte være i maskinen. Sådan fungerer varmeoverførsel ikke.
Loftet, ingen taler om
En formtemperaturregulator kan kun fjerne varme så hurtigt, som kølekredsløbet tillader det. Kanaldiameter, afstand fra hulrumsoverflade, kredsløbsruting, flowturbulens-disse bestemmer den termiske ekstraktionshastighed. Regulatoren regulerer fremløbstemperatur og fremløb. Hvis geometrien begrænser, hvor meget varme der når kølevæsken, har regulatoren intet at regulere.
ENGELs temperaturkontrolgruppe angiver antallet til omkring 20 % af afviste støbninger, der kan spores til temperaturkontrolfejl (engelglobal.com). Hvad den statistik ikke bryder ud, er hvor mange af disse "fejl" der faktisk er designbegrænsninger. I de forme, vi har revideret i løbet af de sidste to år, tegner udstyrsfejl måske en ud af fem temperaturrelaterede-kvalitetsproblemer. Resten kommer ned til kølekredsløb, der var underdimensionerede, dårligt placeret eller nedbrudt på grund af forsømmelse.
Vi havde enmedicinske stik støbersidste år-POM, otte hulrum, stramme kosmetiske krav til de parringsoverflader. Kunden specificerede en olie-baseret controller, fordi deres materialeleverandørs datablad anbefalede 95 graders formtemperatur. Olienheder kører mere støjsvage, og vedligeholdelsesteamet foretrak dem. Bøde. Men POM har ikke brug for olie-baseret temperaturkontrol ved 95 grader. Et trykvandssystem håndterer dette område med bedre termisk respons og omkring 40 % lavere energiforbrug. Det virkelige problem var, at det originale formdesign havde kølekanaler ført rundt om ejektorstifterne på en måde, der skabte døde zoner på kavitetssiden. At skifte fra olie til vand ville ikke have løst det. Redesign af kredsløbslayoutet gjorde.
Hvad der faktisk driver tilbagebetalingen
Regloplas dokumenterer 50 % pumpeenergireduktion med variabel frekvens ∆T-styring ved 20 % hastighedsreduktion (regloplas.com). Det er et rigtigt tal fra en velrenommeret producent. Det er også et tal, der antager, at dit kølekredsløb kan udnytte de strømningshastigheder, som pumpen leverer. Skalaopbygning, underdimensionerede kanaler, overdreven kredsløbslængde med for mange bøjninger-enhver af disse begrænsninger betyder, at pumpen kører hårdere for at skubbe kølevæske gennem restriktioner, der ikke burde eksistere.
Den hurtigste tilbagebetaling, vi har set på temperaturstyringsoptimering, involverede ikke køb af nyt udstyr. En kosmetikemballageklient i Polen reducerede cyklustiden fra 28 sekunder til 16 sekunder ved at afkalke tre kredsløb, udskifte en drevet PT100-sensor og genbalancere flowet mellem hulrummet og kernesiderne. Det samlede forbrug var under €2.000. Reduktion af cyklustiden på 2,4 millioner årlige dele genererede besparelser, der genvandt investeringen på mindre end en uge. De temperaturregulatorer, de brugte-ikke noget særligt, standardvandenheder fra en kinesisk leverandør-fungerede fint, da kølesystemet faktisk fungerede.
P&G's Braun-anlæg tog den modsatte tilgang og investerede stort i elektronisk flowovervågning på tværs af hvert kølekredsløb på deres Oral-B-komponentforme. De opnåede dokumenterede afvisningsrater under 0,05 % (ptonline.com). Men Braun-teamet erkendte også, at før implementering af per-kredsløbsovervågning, havde temperaturkontrol været en "sort boks" for dem. De havde mistanke om, at termisk variation påvirkede dimensionskonsistensen, men kunne ikke diagnosticere, hvilke kredsløb der var problematiske. Det er den virkelige værdi af sofistikeret temperaturkontrolteknologi-synlighed i en proces, som de fleste faciliteter behandler som indstillet-og-glemmer.
Det materielle spørgsmål
Vi bliver spurgt om vand versus olietemperaturregulatorer mere end næsten noget andet udstyrsspørgsmål. Svaret er kedeligt ligetil: brug vand, når det er muligt, trykvand til fremstilling af termoplaster op til omkring 230 grader, olie kun, når du virkelig har brug for formoverflader over dette område. PEEK, PPS, bestemthøj-temperaturpolyimider-de kræver olie. PA, PC, POM, ABS, alt inden for råvare- og standardtekniksortimentet-vand håndterer det med bedre termisk ledningsevne, lavere driftsomkostninger og ingen af kontamineringshovedpine.
Det mere interessante spørgsmål er, hvordan materialevalg påvirker design af kølekredsløb, som så påvirker, hvad temperaturregulatoren skal udføre. Glas-fyldte forbindelser overfører væsentligt mere varme til formen end ufyldte kvaliteter ved tilsvarende skudvolumener. En form designet til ufyldt PA66 vil kæmpe termisk, når produktionen skifter til 30 % glasfyldt PA66-. Kølekredsløbene, der er dimensioneret til det ufyldte materiale, kan ikke udvinde varme hurtigt nok. Cyklustider forlænges, eller dele kommer ud med resterende belastning fra utilstrækkelig afkøling.
Vi designer til den mest krævende materialekvalitet, som værktøjet vil behandle. Hvis der er nogen chance for, at produktionen vil migrere fra ufyldte til fyldte forbindelser, skal kølesystemet rumme det fra dag ét. Eftermontering af modifikationer-tilføjelse af kredsløb, installation af konforme køleindsatser-kører $5.000 til $15.000 og kræver, at formen tages ud af produktion. Indbygning af tilstrækkelig termisk kapacitet i det originale design tilføjer måske 10-15 % til værktøjsomkostningerne. Matematikken foretrækker normalt at gøre det rigtigt første gang.
Vedligeholdelses blinde vinkel
Ingen budgetterer med vedligeholdelse af kølesystemet, før noget går i stykker. Kvartalsvis afkalkning, flowhastighedsverifikation, tætningsinspektion-disse opgaver bliver skubbet, fordi produktionsplanerne er stramme, og formene "kører fint". Derefter gradvist, over seks til tolv måneder, glider cyklustider opad. Kvalitetsmålinger glider. Nogen trækker til sidst værktøjet og finder kanaler, der ligner indersiden af en gammel vandvarmer.
Et 1/16-tommer skalalag tilføjer ca. 15 % til afkølingstiden. Det akkumuleres langsomt nok til, at operatører tilskriver de længere cyklusser til materialebatchvariationer, ændringer i omgivende temperatur eller maskinslid. På det tidspunkt, hvor forbindelsen til nedbrydning af kølesystemet bliver tydelig, har du spist cyklustidsstraffen over tusindvis af produktionstimer.
De faciliteter, der undgår denne fælde, behandler kølesystemvedligeholdelse på samme måde, som de behandler forebyggende vedligeholdelse på selve injektionsmaskinerne -planlagt, dokumenteret, ikke-til forhandling. Flowtest hvert kvartal. Afkalkning årligt, eller når strømningshastigheder falder under baseline. Sensorkalibrering efter en faktisk tidsplan snarere end når aflæsninger begynder at se mistænkelige ud. Det er ikke dyre aktiviteter. De kræver bare, at nogen har ansvaret.
Hvor vi kommer ind
Hos Abis Mould er kølesystemspecifikation en del afDFM omfangpå hvert program. Vi modellerer varmefluxfordeling, størrelseskanaler til materialet og cyklustidsmålene og konfigurerer kredsløbsruting for at undgå de døde zoner og flowbegrænsninger, der skaber problemer i produktionen. Valget af temperaturregulator sker nedstrøms-når vi ved, hvilke termiske forhold formen faktisk kan understøtte.
For eksisterende forme med temperatur-relaterede kvalitetsproblemer kan vi vurdere, om begrænsningen er udstyr eller geometri. Nogle gange giver det mening at opgradere controlleren. Oftere er problemet et kølekredsløb, der skal modificeres eller vedligeholdes, og som er blevet udskudt for længe. Uanset hvad, så starter diagnosen med formen, ikke specifikationsarket på en ny temperaturkontrolenhed.
Hvis du planlægger enforme programmed stramme termiske krav eller bekæmpelse af temperaturproblemer på eksisterende værktøj, kan vores ingeniørteam gennemgå detaljerne. Kølesystemsamtalen er mere produktiv, når den sker tidligt,-men det er aldrig for sent at finde ud af, hvad der faktisk begrænser ydeevnen.