La fabricarea prin injecție a pieselor din materiale plastice, temperatura matriței are o influență decisivă asupra calității pieselor și a duratei ciclului. Prin urmare, controlul optim al temperaturii în timpul prelucrării termoplasticelor are o influență directă asupra eficienței producției. Acest articol explică modul în care funcționează sistemele de control al temperaturii și ce beneficii oferă acestea.

Controlul temperaturii matrițelor: principii și avantaje

Calitatea pieselor turnate prin injecție depinde, în esență, de cât de bine sunt controlate condițiile termice din mașină. Acestea includ echilibrul termic al matriței de injecție, precum și temperatura cilindrului și a șnecului. Controlul temperaturii matriței îndeplinește două sarcini:

• încălzirea matriței până la temperatura de funcționare
• menținerea matriței la temperatura de funcționare

Echilibrul termic al matriței

Matrița este încălzită ciclic de materialul injectat. Căldura este disipată prin conducție termică în materialul matriței către suprafața canalului de termoreglare, unde căldura este transferată către agentul termic circulant (apă sau ulei). Unitatea de control al temperaturii disipează căldura agentului de transfer termic și returnează agentul răcit în circuit.

Influența controlului temperaturii asupra pieselor injectate

Un bun control al proceselor termice este direct perceptibil din calitatea constant ridicată a pieselor turnate prin injecție și din timpul de ciclu optimizat, deoarece temperatura matriței influențează calitatea suprafeței piesei, contracția, deformarea și fluiditatea materialului. Iată câteva exemple pentru ilustrare:

• Deformarea sau diferențele de luciu al pieselor este o problemă tipică matrițelor în care temperatura este prea ridicată
• Deformarea poate apărea și în cazul distribuției neuniforme a temperaturii în matriță sau al diferențelor mari de temperatură între material și matriță
• Jetting-ul poate apărea în cazul în care temperatura matriței este prea scăzută

Controlul echilibrat și adaptat al temperaturii matriței limitează la minimum astfel de erori de injectare.

Configurarea controlului optim al temperaturii matriței

Un sistem de termoreglare este format din trei componente: matrița, unitatea de termoreglare și un mediu de transfer termic. Pentru ca acestea să poată funcționa optim împreună, trebuie să fie îndeplinite anumite condiții.

Matrița în sine are nevoie de o suprafață adecvată a canalului de termoreglare și de o secțiune transversală a canalului corect dimensionată. Secțiunile transversale prea mici conduc la o scădere semnificativă a presiunii în matriță. Acest lucru necesită unități de termoreglare cu pompe scumpe care pot furniza o presiune mai mare. Aici există un potențial considerabil de reducere a costurilor. De asemenea, este important ca mediul de transfer termic să prezinte diferențe minime de temperatură între intrarea și ieșirea din matriță. În mod ideal, diferența maximă este de 3 °C.

O configurație optimă reduce la minimum numărul erorilor de injecție. În același timp, se pot obține timpi de ciclu mai scurți și, astfel, o productivitate îmbunătățită. De exemplu, pentru fiecare grad Celsius cu care crește temperatura în matriță, timpul de răcire se prelungește în medie cu aproximativ 2 procente.

Ambele efecte scad considerabil costurile de producție.

Răcirea cu apă este rentabilă

Întrucât apa are proprietăți termoconductoare mai bune decât uleiul, este preferabil să se utilizeze astfel de sisteme de control al temperaturii, atâta timp cât niciun motiv particular nu o contraindică. Unitățile cu apă sub presiune pot fi utilizate între 90 și 250 °C. 

Alegerea unității optime de control al temperaturii

În momentul alegerii unității de control al temperaturii, profilul de performanță al sistemului este definit de următoarele criterii:

• Material prelucrat
• Greutatea matriței și timpul de încălzire
• Cantitatea prelucrată pe unitate de timp
• Pierderea de temperatură în interiorul matriței
• Presiunea de refulare a pompei

Rolul unității de reglare a temperaturii

Temperaturile din matriță diferă la nivel local. În plus, acestea variază periodic odată cu ciclul de injecție. Pentru asigurarea calității piesei injectate, este foarte important ca nivelul temperaturii să rămână constant în întreaga cavitate a matriței.

În timpul producției, unitatea de control al temperaturii asigură menținerea temperaturilor minime și maxime ale matriței într-un interval constant, prevenind variațiile de temperatură. Pentru aceasta sunt disponibile trei sisteme de control:

• Controlul temperaturii mediului. Această metodă este utilizată cel mai frecvent. Precizia controlului este suficientă în multe cazuri.
• Controlul temperaturii matriței. Pentru aceasta se instalează o sondă de temperatură. Această metodă este necesară în cazul în care constanța temperaturii matriței trebuie să fie controlată în limite foarte restrânse.
• Controlul în cascadă. Această metodă combină sistemele de control descrise mai sus și îmbunătățește suplimentar controlul temperaturii în matriță.

Cum economisesc bani unitățile de control al temperaturii?

Cei care utilizează corect unitățile de control al temperaturii folosesc la maximum avantajele tehnologice și lucrează economic în fiecare fază a procesului de producție:

• La începutul procesului, matrița se află deja la temperatura de producție, ceea ce reduce pierderile (rebuturile) specifice fazei de pornire.
• Controlul corect al temperaturii în timpul producției reduce cantitatea de piese neconforme care altfel ar apărea, de exemplu, din cauza deformării, a golurilor sau a umplerii necorespunzătoare a matriței.
• În urma întreruperilor de proces, ritmul normal de producție este restabilit mai rapid.

În general, procesatorul beneficiază de o calitate superioară a pieselor injectate. Pierderile minimizate în acest mod reduc costurile cu achiziția materialelor și costurile de reprelucrare.

REGLOPLAS  |  în România, prin Plastics Bavaria

Regloplas asigură o gamă largă de produse pentru controlul temperaturii în domeniul prelucrării maselor plastice: sisteme de temperare, aparate de temperare matrițe de înaltă performanță care folosesc apa sau uleiul termic, opțiuni și unități de comandă petru aplicații speciale și numeroase accesorii pentru un plus de flexibilitate.

Plastics Bavaria, partener și reprezentant Regloplas în România, vă pune la dispoziție întreaga serie de echipamente și sisteme auxiliare pentru industria de injecție mase plastice, iar specialiștii noștri sunt întotdeauna pregătiți pentru a oferi soluții adaptate eficient cerințelor dumneavoastră.
 

Sursa: regloplas.com