Το περασμένο τρίμηνο αναλάβαμε μια μεταφορά καλουπιού από έναν ευρωπαίο προμηθευτή-διακοσμητικά εσωτερικών χώρων αυτοκινήτων, PA66-GF30, με ανοχές ±0,08 mm. Η ομάδα παραγωγής του πελάτη αντιμετώπιζε επί μήνες την αστάθεια των διαστάσεων. Είχαν ήδη αναβαθμιστεί σε μονάδα πεπιεσμένου νερού αξίας $12.000 με ακρίβεια ελέγχου ±0,2 μοιρών. Το πρόβλημα παρέμεινε.
Τραβήξαμε το καλούπι και περάσαμε τη βαφή μέσα από τα κυκλώματα ψύξης. Δύο από τα έξι κανάλια παρουσίασαν περιορισμό ροής 60% από την κλίμακα. Ένα κύκλωμα στην πλευρά του πυρήνα πέρασε 32 mm από την επιφάνεια της κοιλότητας στην περιοχή της πύλης-σχεδόν τριπλάσια από τη συνιστώμενη απόσταση για το νάιλον με γυαλί-. Ο ελεγκτής θερμοκρασίας έκανε ακριβώς αυτό που έπρεπε να κάνει. Το καλούπι δεν του έδινε τίποτα να δουλέψει.
Αυτή είναι η συζήτηση που καταλήγουμε να κάνουμε πιο συχνά από όσο θα θέλαμε. Η επιλογή ελεγκτή θερμοκρασίας καλουπιού αντιμετωπίζεται ως απόφαση προμήθειας που δεν συνδέεται με το σχεδιασμό εργαλείων. Η αγορά αξιολογεί τους ρυθμούς ροής, την ικανότητα θέρμανσης, την ακρίβεια ελέγχου. Σημάδια μηχανικής μακριά. Η παραγωγή εγκαθιστά τη μονάδα και αναμένει ότι θα λύσει τη θερμική διαχείριση για ό,τι μούχλα συμβαίνει στο μηχάνημα. Δεν λειτουργεί έτσι η μεταφορά θερμότητας.
Το ταβάνι για το οποίο δεν μιλάει κανείς
Ένας ελεγκτής θερμοκρασίας καλουπιού μπορεί να αφαιρέσει τη θερμότητα μόνο όσο γρήγορα επιτρέπει το κύκλωμα ψύξης. Διάμετρος καναλιού, απόσταση από την επιφάνεια της κοιλότητας, δρομολόγηση κυκλώματος, αναταράξεις ροής-αυτά καθορίζουν τον ρυθμό θερμικής εξαγωγής. Ο ελεγκτής ρυθμίζει τη θερμοκρασία τροφοδοσίας και τη ροή. Εάν η γεωμετρία περιορίζει πόση θερμότητα φτάνει στο ψυκτικό, ο ελεγκτής δεν έχει τίποτα να ρυθμίσει.
Η ομάδα ελέγχου θερμοκρασίας της ENGEL τοποθετεί τον αριθμό στο 20% περίπου των απορριπτόμενων καλουπιών που εντοπίζονται σε σφάλματα ελέγχου θερμοκρασίας (engelglobal.com). Αυτό που δεν προκύπτει από αυτό το στατιστικό είναι πόσα από αυτά τα "λάθη" είναι στην πραγματικότητα περιορισμοί σχεδιασμού. Στα καλούπια που ελέγξαμε τα τελευταία δύο χρόνια, η δυσλειτουργία του εξοπλισμού ευθύνεται ίσως για ένα στα πέντε ζητήματα ποιότητας που σχετίζονται με τη θερμοκρασία-. Τα υπόλοιπα προέρχονται από κυκλώματα ψύξης που ήταν μικρού μεγέθους, κακώς τοποθετημένα ή υποβαθμισμένα λόγω αμέλειας.
Είχαμε ένακαλούπι για ιατρικό σύνδεσμοπέρυσι-POM, οκτώ κοιλότητες, αυστηρές καλλυντικές απαιτήσεις στις επιφάνειες ζευγαρώματος. Ο πελάτης καθόρισε έναν ελεγκτή-με βάση το λάδι επειδή το φύλλο δεδομένων του προμηθευτή του υλικού συνιστούσε θερμοκρασία καλουπιού 95 μοιρών. Οι μονάδες λαδιού λειτουργούν πιο αθόρυβα και η ομάδα συντήρησης τις προτίμησε. Πρόστιμο. Αλλά το POM δεν χρειάζεται έλεγχο θερμοκρασίας-με βάση το λάδι στους 95 βαθμούς . Ένα σύστημα νερού υπό πίεση χειρίζεται αυτό το εύρος με καλύτερη θερμική απόκριση και περίπου 40% χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Το πραγματικό πρόβλημα ήταν ότι ο αρχικός σχεδιασμός του καλουπιού είχε κανάλια ψύξης δρομολογημένα γύρω από τις ακίδες του εκτοξευτήρα με τρόπο που δημιουργούσε νεκρές ζώνες στην πλευρά της κοιλότητας. Η εναλλαγή από λάδι σε νερό δεν θα το είχε διορθώσει. Ο επανασχεδιασμός της διάταξης του κυκλώματος έγινε.
Τι οδηγεί στην πραγματικότητα την απόσβεση
Η Regloplas τεκμηριώνει 50% μείωση ενέργειας αντλίας με έλεγχο ΔT μεταβλητής συχνότητας σε μείωση ταχύτητας 20% (regloplast.com). Αυτός είναι ένας πραγματικός αριθμός από έναν αξιόπιστο κατασκευαστή. Είναι επίσης ένας αριθμός που υποθέτει ότι το κύκλωμα ψύξης μπορεί να χρησιμοποιήσει τους ρυθμούς ροής που παρέχει η αντλία. Συσσώρευση κλίμακας, μικρού μεγέθους κανάλια, υπερβολικό μήκος κυκλώματος με πάρα πολλές στροφές-οποιοιδήποτε από αυτούς τους περιορισμούς σημαίνει ότι η αντλία λειτουργεί πιο σκληρά για να ωθήσει το ψυκτικό μέσα από περιορισμούς που δεν θα έπρεπε να υπάρχουν.
Η ταχύτερη απόσβεση που έχουμε δει στη βελτιστοποίηση του ελέγχου θερμοκρασίας δεν περιελάμβανε την αγορά νέου εξοπλισμού. Ένας πελάτης συσκευασίας καλλυντικών στην Πολωνία μείωσε τον χρόνο κύκλου από 28 δευτερόλεπτα σε 16 δευτερόλεπτα αφαιρώντας τρία κυκλώματα, αντικαθιστώντας έναν παρασυρόμενο αισθητήρα PT100 και εξισορροπώντας τη ροή μεταξύ της κοιλότητας και του πυρήνα. Η συνολική δαπάνη ήταν κάτω από 2.000 €. Η μείωση του χρόνου κύκλου σε 2,4 εκατομμύρια ετήσια εξαρτήματα δημιούργησε εξοικονόμηση πόρων που ανάκτησε την επένδυση σε λιγότερο από μία εβδομάδα. Οι ελεγκτές θερμοκρασίας που χρησιμοποιούσαν-τίποτα το ιδιαίτερο, τυπικές μονάδες νερού από έναν Κινέζο προμηθευτή{10}}δούλευαν καλά όταν το σύστημα ψύξης λειτουργούσε πραγματικά.
Οι εγκαταστάσεις Braun της P&G ακολούθησαν την αντίθετη προσέγγιση, επενδύοντας σε μεγάλο βαθμό στην ηλεκτρονική παρακολούθηση ροής σε κάθε κύκλωμα ψύξης στα καλούπια εξαρτημάτων Oral-Β. Πέτυχαν τεκμηριωμένα ποσοστά απόρριψης κάτω από 0,05% (ptonline.com). Αλλά η ομάδα της Braun αναγνώρισε επίσης ότι πριν από την εφαρμογή της παρακολούθησης ανά-κύκλωμα, ο έλεγχος θερμοκρασίας ήταν ένα "μαύρο κουτί" για αυτούς. Υποψιάζονταν ότι η θερμική διακύμανση επηρέαζε τη συνοχή των διαστάσεων, αλλά δεν μπορούσαν να διαγνώσουν ποια κυκλώματα ήταν προβληματικά. Αυτή είναι η πραγματική αξία της εξελιγμένης τεχνολογίας ελέγχου θερμοκρασίας-της ορατότητας σε μια διαδικασία που οι περισσότερες εγκαταστάσεις αντιμετωπίζουν ως καθορισμένη-και-ξεχνούν.
Το Υλικό Ζήτημα
Μας ρωτούν για τους ελεγκτές θερμοκρασίας νερού έναντι λαδιού περισσότερο από σχεδόν οποιαδήποτε άλλη ερώτηση εξοπλισμού. Η απάντηση είναι βαρετά απλή: χρησιμοποιήστε νερό όποτε είναι δυνατόν, νερό υπό πίεση για μηχανικά θερμοπλαστικά έως περίπου 230 βαθμούς, λάδι μόνο όταν χρειάζεστε πραγματικά επιφάνειες καλουπιού πάνω από αυτό το εύρος. PEEK, PPS, βέβαιοπολυιμίδια υψηλής-θερμοκρασίας-αυτά απαιτούν λάδι. Το PA, το PC, το POM, το ABS, όλα τα βασικά και τυπικά προϊόντα μηχανικής-το νερό το χειρίζονται με καλύτερη θερμική αγωγιμότητα, χαμηλότερο κόστος λειτουργίας και κανέναν από τους πονοκεφάλους μόλυνσης.
Το πιο ενδιαφέρον ερώτημα είναι πώς η επιλογή υλικού επηρεάζει το σχεδιασμό του κυκλώματος ψύξης, το οποίο στη συνέχεια επηρεάζει το τι πρέπει να επιτύχει ο ελεγκτής θερμοκρασίας. Οι ενώσεις γεμάτες{1}}γυαλί μεταφέρουν ουσιαστικά περισσότερη θερμότητα στο καλούπι από ό,τι μη γεμάτες ποιότητες σε ισοδύναμους όγκους βολής. Ένα καλούπι που έχει σχεδιαστεί για μη γεμισμένο PA66 θα δυσκολευτεί θερμικά όταν η παραγωγή αλλάξει σε 30% PA66-γεμάτο από γυαλί. Τα κυκλώματα ψύξης που έχουν μέγεθος για το μη γεμισμένο υλικό δεν μπορούν να εξάγουν θερμότητα αρκετά γρήγορα. Οι χρόνοι του κύκλου επεκτείνονται ή τα μέρη βγαίνουν με υπολειπόμενη τάση από ανεπαρκή ψύξη.
Σχεδιάζουμε για την πιο απαιτητική ποιότητα υλικού που θα επεξεργαστεί το εργαλείο. Εάν υπάρχει πιθανότητα η παραγωγή να μεταναστεύσει από μη γεμάτα σε γεμάτα ενώσεις, το σύστημα ψύξης πρέπει να το προσαρμόσει από την πρώτη μέρα. Οι τροποποιήσεις μετασκευής-που προσθέτουν κυκλώματα, τοποθετούν ομοιόμορφα ένθετα ψύξης-έχουν τιμή από 5.000 $ έως 15.000 $ και απαιτούν την έξοδο του καλουπιού από την παραγωγή. Η δημιουργία επαρκούς θερμικής ικανότητας στον αρχικό σχεδιασμό προσθέτει ίσως 10-15% στο κόστος εργαλείων. Τα μαθηματικά συνήθως ευνοούν να το κάνεις σωστά την πρώτη φορά.
Το Τυφλό Σημείο Συντήρησης
Κανείς δεν προϋπολογίζει τη συντήρηση του συστήματος ψύξης μέχρι να σπάσει κάτι. Τριμηνιαία αφαίρεση αλάτων, επαλήθευση του ρυθμού ροής, επιθεώρηση σφραγίδων-αυτές οι εργασίες προωθούνται επειδή τα χρονοδιαγράμματα παραγωγής είναι αυστηρά και τα καλούπια "τρέχουν μια χαρά". Στη συνέχεια, σταδιακά, σε διάστημα έξι έως δώδεκα μηνών, οι χρόνοι του κύκλου μετακινούνται προς τα πάνω. Δελτίο μετρήσεων ποιότητας. Κάποιος τελικά τραβάει το εργαλείο και βρίσκει κανάλια που μοιάζουν με το εσωτερικό ενός παλιού θερμοσίφωνα.
Ένα στρώμα κλίμακας 1/16 ίντσας προσθέτει περίπου 15% στο χρόνο ψύξης. Αυτό συσσωρεύεται αρκετά αργά ώστε οι χειριστές να αποδίδουν τους μεγαλύτερους κύκλους σε διακύμανση παρτίδας υλικού, αλλαγές θερμοκρασίας περιβάλλοντος ή φθορά του μηχανήματος. Μέχρι να γίνει εμφανής η σύνδεση με την υποβάθμιση του συστήματος ψύξης, έχετε καταναλώσει την ποινή του χρόνου κύκλου σε χιλιάδες ώρες παραγωγής.
Οι εγκαταστάσεις που αποφεύγουν αυτήν την παγίδα αντιμετωπίζουν τη συντήρηση του συστήματος ψύξης με τον τρόπο που αντιμετωπίζουν την προληπτική συντήρηση στις ίδιες τις μηχανές έγχυσης-προγραμματισμένη, τεκμηριωμένη, μη-διαπραγματεύσιμη. Δοκιμή ροής κάθε τρίμηνο. Αφαλάτωση ετησίως ή όταν οι ρυθμοί ροής πέφτουν κάτω από τη βασική τιμή. Βαθμονόμηση αισθητήρα σε πραγματικό χρονοδιάγραμμα και όχι όταν οι μετρήσεις αρχίζουν να φαίνονται ύποπτες. Δεν είναι ακριβές δραστηριότητες. Απλώς απαιτούν από κάποιον να έχει την ευθύνη.
Όπου Μπαίνουμε
Στην Abis Mould, οι προδιαγραφές του συστήματος ψύξης αποτελούν μέρος τουΕύρος DFMσε κάθε πρόγραμμα. Μοντελοποιούμε την κατανομή ροής θερμότητας, τα κανάλια μεγέθους για τους στόχους του υλικού και του χρόνου κύκλου και διαμορφώνουμε τη δρομολόγηση κυκλώματος για να αποφύγουμε τις νεκρές ζώνες και τους περιορισμούς ροής που δημιουργούν προβλήματα στην παραγωγή. Η επιλογή του ελεγκτή θερμοκρασίας γίνεται κατάντη-αφού μάθουμε ποιες θερμικές συνθήκες μπορεί πραγματικά να υποστηρίξει το καλούπι.
Για υπάρχοντα καλούπια με ζητήματα ποιότητας-που σχετίζονται με τη θερμοκρασία, μπορούμε να αξιολογήσουμε εάν ο περιορισμός είναι εξοπλισμός ή γεωμετρία. Μερικές φορές η αναβάθμιση του ελεγκτή έχει νόημα. Τις περισσότερες φορές, το πρόβλημα είναι ένα κύκλωμα ψύξης που χρειάζεται τροποποίηση ή συντήρηση που έχει καθυστερήσει πολύ. Είτε έτσι είτε αλλιώς, η διάγνωση ξεκινά από το καλούπι και όχι από το φύλλο προδιαγραφών σε μια νέα μονάδα ελέγχου θερμοκρασίας.
Εάν σχεδιάζετε έναπρόγραμμα καλουπιώνμε αυστηρές θερμικές απαιτήσεις ή με προβλήματα θερμοκρασίας στα υπάρχοντα εργαλεία, η ομάδα μηχανικών μας μπορεί να διερευνήσει τις ιδιαιτερότητες. Η συζήτηση του συστήματος ψύξης είναι πιο παραγωγική όταν συμβαίνει νωρίς-αλλά ποτέ δεν είναι αργά για να καταλάβουμε τι περιορίζει την απόδοση.