射出成型 | 8分钟读

快速,简单,低成本的方法揭示了“真实”的熔融温度

长期以来,对于注塑成型商来说,这是一个谜,据说通过一个简单的过程即可揭示进入模具的熔体的实际温度,该过程可重复且耗时不到一分钟。
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加工专家普遍同意,熔融温度控制仍是其中一项。“last frontiers”注塑过程控制。“You can’控制你能做什么’t measure”是一个基本的公理,这里的真正问题是缺乏一种精确,可重复,实用且普遍接受的测量注射机机筒或喷嘴内部熔体温度的方法。

套件随附新的熔体温度测量系统(MTMS)

 

新的熔体温度测量系统(MTMS)作为金属套件提供“purge puck” 和 retainer ring, 50 plastic 绝缘杯s for one-time use each, two thermocouples, 和 peak-hold pyrometer.

过去尝试的方法包括通过喷嘴壁插入传感器。专家说,采用这种方法的传感器读数受喷嘴钢温而不是钢水的绝大多数影响。即使传感器的尖端直接暴露在熔体中,由于塑料的层流行为,它也只会测量最靠近喷嘴壁的较冷,运动较慢的熔体。并且已经证明,由于易碎的传感器上的动态力,将传感器插入流的中心附近是不切实际的。

另一个主要方法是清除一些熔体,然后将探针手动粘贴到清除的斑点中—长期的经验证明,这种方法可以提供对操作员技术敏感的高度可变的结果。据报道,使用红外扫描仪对这种方法进行的变化还需要谨慎的技术,并且仅测量被吹扫材料的表面。

一些公司正在使用尚未被广泛采用的新技术来解决这个问题。 (我们有 已报告 来自这样的技术 Md塑料双叶株式会社)此方法刚于今年春天投放市场,这是一种由退休的模具制造专家开发并获得专利的方法,据说该方法克服了传统方法的局限性。

消除神秘感

Rich 布莱克 spent 38 years in plastics, most of that as a mold technician, tooling buyer 和 主管,项目经理,成型工艺工程师和R&全球医疗注射成型商Phillips Plastics(现为Phillips Medisize,Molex的一部分)的D工程师,并与 RJG Inc 和我的John Bozzelli射出成型解决方案/科学成型。 2010年退休后,他从事Procon培训&威斯康星州菲利普斯的咨询公司。

布莱克’他的职业为他提供了丰富的熔体温度传感经验。“我花了三万或四万美元购买了不同的红外和常规高温计,探头 和菲利普斯(Phillips)的预热器试图解决这个问题,” he says. “熔融温度一直是个谜,因为很难准确测量。很少有处理器有时间,知识或设备来应对。当他们遇到处理问题时,服务技术人员首先要提出的问题之一是,‘What’您的熔融温度?’成型者回答,‘我的枪管被这样固定。除此之外,我不’t know.’

“请不要误以为控制器屏幕上显示的温度是实际熔体温度。这些热电偶正在读取机筒上的钢温度, 熔体温度。”

您可以’控制你能做什么’t measure.

And why is melt temperature so important? Answers 布莱克, “熔体温度影响塑料’粘度或抗流动性,这对于获得最佳零件尺寸控制至关重要。一致的粘度允许在一致的型腔压力下重复填充模具。”

That is what led 布莱克 in 2015 to start developing his patented Melt Temperature Measurement System (MTMS). It involves an adaptation of the purge measurement concept, but with an important difference. The shot is purged into an insulated cup fitted with a thermocouple. 布莱克 不es that such an approach has been tried in the past, but says it is very difficult to use with small shots, because it requires multiple shots to fill the cup. This 不 only takes additional time, but ignores the effects of screw rpm, backpressure 和 residence time on the melt temperature.

PP“绝缘杯”小于顶针。

 

PP “insulator cup”比顶针还小在吹扫过程中,熔体连续流过热电偶(通过侧面的孔插入)并从侧面出口流出。杯子只使用一次,价格低至50英镑。由于没有压力产生,据报道它可以承受高达650 F的熔融温度。

布莱克’的MTMS通过清除和限制来避免此类限制 通过 an insulated cup, which has a large exit channel on the side. This can measure almost any size shot, from 0.5 oz to 10 lb, 布莱克 says. The way it works is as follows:

 1. 建立稳定的流程—运行至少10分钟或大约20张照片。

 2. 将机器切换为手动控制。

 3.  Retract the barrel.

 4. 设置加工好的金属“将圆盘吹入压盘上的定位环,并用磁铁将其固定到位。

 5.在放入定位环之前,吹扫器的小塑料盖“insulator cup” pressed into place, 和 a thermocouple probe inserted 通过 the side of the 吹气 和 通过 the 绝缘杯. The probe is connected to a simple handheld pyrometer readout device.

 6.  Bring barrel forward 和 purge a full shot 通过 the 绝缘杯. Read melt temperature on the pyrometer. (Watch this in action at http://short.20wuye.com/MTMS2


布莱克 says the procedure involves less than a minute of total cycle interruption—短至35秒。它 ’从操作员安全的角度来看,这也是可取的,因为在测量过程中应使用封闭的吹扫防护装置保护人员。

绝缘杯由PP注塑成型,但是据报道它可以用于温度高达650 F的几乎任何材料,因为它的热暴露很快,并且“我们在杯子上没有压力,” 布莱克 不es. He concedes that the cup is 不 suitable for use with highly filled materials. The cup itself is “小于顶针尺寸”体积仅为0.8盎司。它仅使用一次。

The thermocouple probe is deployed in a manner so that melt flows first over 和 surrounds the body of the probe before it flows past the sensing tip. This prevents the body of the probe from being a heat sink that distorts the temperature measurement. 什么’s more, 布莱克 points out that the probe can be removed cleanly from the cup 和 吹气, because at the 恩d of the test, material in the center of the purge is still molten. “进行常规吹扫测量时,’ll typically find a ‘skin’的塑料在传感探头周围固化。不适用于此系统。”

布莱克 不es that this method requires minimal training—“这样地板上的任何人都可以使用它”—并具有出色的重复性(±1% or typically ±4-5°F)运营商之间。

MTMS由Procon生产和销售, 施密特原型,是威斯康星州Menomonie的快速原型制作服务(schmitprototypes.com)。它以套件($ 899)的形式提供在一个手提箱中,该手提箱中装有吹扫冰球,一包50个绝缘杯,一个将杯固定在适当位置的金属环,两个热电偶探头和一个高温计,该温度计每秒测量3次,显示吹扫期间测得的峰值温度。额外的杯子每件低至50ȼ。

自4月中旬开始可购买到的商品,在最初的两周内共运送了15套工具包,其中有一套运往奥地利。并有来自新加坡的询问。“响应最大的是医疗模塑商,” says 布莱克.

Andy Gruber, a process 恩gineer at Phillips Medisize in Phillips, Wis., worked with 布莱克 when he was on staff there 和 since last November has helped with prototyping the MTMS. He describes the new system as “ground breaking” 和 “a huge advance” because it’s “用户之间可以重复,”所需的停机时间更少,比典型的吹扫测量更安全,并且“给出比我更多的真实温度数字’ve ever seen.”

“我们需要更好地了解熔融温度,以减少零件之间的差异。”

格鲁伯(Gruber)认为,更准确的温度测量是获得更一致的零件尺寸并克服翘曲,飞边和短射的关键。“如果我们可以重复我们的过程,那么我们可以一次又一次地,逐批地,每周地制作相同的零件。”他的计划是最终为该地点的两家工厂购买少量的MTMS套件。“我有一个用于故障排除的工具,我希望试生产的人员能够使用它们。一世’d希望有足够的工具包在每次启动,每次重新启动和每次关闭时都使用它们。”

为什么重要

“有五个影响熔体温度的变量,” says 布莱克. “它们是外部加热带,螺杆转速,背压,螺杆设计和停留时间。但是80%的影响来自螺杆转速和背压。”他说,借助MTMS,模塑商可以进行DOE材料表征研究,以确定哪种输入对特定材料的温度影响最大。“For example, what happens to melt temperature 和 cavity pressure when you turn up the rpm? 什么 happens to gate blush, orange peel, degradation 和 outgassing?”

他的主要总体观点是:“我们需要更好地了解熔融温度,以减少零件之间的差异并缩小贝尔曲线—特别是在将模具移至其他压机时。如果可以的话,我们将如何致力于持续改进’无法衡量我们在机器内部所做的事情?”

John Bozzelli, a well-known injection molding trainer 和 consultant (and a columnist for this magazine), confirms 布莱克’s message: “机器温度’s控制器的屏幕可能会偏离-50° to 100° F—由于多种原因,从所使用的热电偶的类型到将其放置在枪管孔中等,不同的机器可能设置为相同的温度,但它们很少达到相同的实际结果。这将更改过程和零件。大多数加工商会在其温度范围的上限运行树脂,这通常会导致树脂不知道降解的情况。”

他对MTMS的看法: “我更喜欢有一种方法可以在每次制造零件时提供熔融温度。这就是我一直在努力的。还没有运气。但是丰富’s系统是迄今为止我测试过或在行业中看到的最佳的吹扫方法。这将为您带来良好的结果,并且您只需进行少量培训即可获得不同人的重复性。它也不会长时间中断该过程。”

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