Prošlo tromjesečje preuzeli smo prijenos kalupa od europskog dobavljača-unutarnjih obloga automobila, PA66-GF30, tolerancije od ±0,08 mm. Klijentov proizvodni tim mjesecima se borio s dimenzionalnom nestabilnošću. Već su nadogradili na jedinicu za vodu pod pritiskom od 12.000 dolara s kontrolom točnosti od ±0,2 stupnja. Problem je ostao.
Izvukli smo kalup i pustili boju kroz rashladne krugove. Dva od šest kanala pokazala su ograničenje protoka od 60% od skale. Jedan krug na strani jezgre prošao je 32 mm od površine šupljine u području vrata-što je gotovo trostruko više od preporučene udaljenosti za najlon ispunjen staklom-. Regulator temperature je radio točno ono što je trebao. Plijesan mu nije davala ništa za rad.
Ovo je razgovor koji na kraju vodimo češće nego što bismo željeli. Odabir regulatora temperature kalupa tretira se kao odluka o nabavi koja nije povezana s dizajnom alata. Pri kupnji se ocjenjuju protoki, kapacitet grijanja, preciznost upravljanja. Inženjering se odjavljuje. Proizvodnja instalira jedinicu i očekuje da ona riješi upravljanje toplinom za svaku plijesan koja se nađe u stroju. Prijenos topline ne funkcionira tako.
Strop o kojem nitko ne govori
Regulator temperature kalupa može ukloniti toplinu onoliko brzo koliko dopušta krug hlađenja. Promjer kanala, udaljenost od površine šupljine, usmjeravanje kruga, turbulencija protoka-oni određuju brzinu toplinske ekstrakcije. Regulator regulira dovodnu temperaturu i protok. Ako geometrija ograničava koliko topline dolazi do rashladnog sredstva, regulator nema što regulirati.
ENGEL-ova grupa za kontrolu temperature navodi brojku od otprilike 20% otpadnih kalupa koji se povezuju s greškama u kontroli temperature (engelglobal.com). Ono što ta statistika ne otkriva jest koliko je od tih "pogrešaka" zapravo ograničenja dizajna. U kalupima koje smo revidirali u posljednje dvije godine, kvar opreme odgovoran je za možda jedan od pet problema s kvalitetom-povezanih s temperaturom. Ostatak se svodi na rashladne krugove koji su bili premali, loše postavljeni ili degradirani zanemarivanjem.
Imali smo amedicinski spojni kalupprošle godine-POM, osam šupljina, strogi kozmetički zahtjevi na spojnim površinama. Klijent je odredio upravljač-na bazi ulja jer je u podatkovnoj tablici njihovog dobavljača materijala preporučena temperatura kalupa od 95 stupnjeva. Jedinice za ulje rade tiše i tim za održavanje ih je preferirao. Fino. Ali POM ne treba kontrolu temperature-na bazi ulja na 95 stupnjeva. Sustav vode pod tlakom nosi taj raspon s boljim toplinskim odzivom i oko 40% manjom potrošnjom energije. Pravi problem bio je u tome što je izvorni dizajn kalupa imao kanale za hlađenje usmjerene oko klinova za izbacivanje na način da su stvarale mrtve zone na strani šupljine. Prelazak s ulja na vodu to ne bi riješio. Redizajniranje rasporeda krugova je uspjelo.
Što zapravo pokreće povrat
Regloplas dokumentira smanjenje energije crpke od 50% s kontrolom ∆T promjenjive frekvencije pri smanjenju brzine od 20% (regloplas.com). To je pravi broj renomiranog proizvođača. To je također broj koji pretpostavlja da vaš rashladni krug može iskoristiti protoke koje isporučuje pumpa. Nakupljanje kamenca, premali kanali, prekomjerna duljina kruga s previše zavoja-bilo koje od ovih ograničenja znači da crpka radi teže da gura rashladnu tekućinu kroz ograničenja koja ne bi trebala postojati.
Najbrži povrat koji smo vidjeli kod optimizacije kontrole temperature nije uključivao kupnju nove opreme. Klijent koji se bavi pakiranjem kozmetičkih proizvoda u Poljskoj skratio je vrijeme ciklusa s 28 sekundi na 16 sekundi uklanjanjem kamenca iz tri kruga, zamjenom pomaknutog senzora PT100 i rebalansom protoka između šupljine i strane jezgre. Ukupna potrošnja bila je ispod 2000 eura. Smanjenje vremena ciklusa na 2,4 milijuna godišnjih dijelova stvorilo je uštede koje su povratile investiciju za manje od tjedan dana. Regulatori temperature koje su koristili-ništa posebno, standardne jedinice za vodu od kineskog dobavljača-radile su dobro kada je rashladni sustav stvarno funkcionirao.
P&G-ov pogon u Braunu zauzeo je suprotan pristup, ulažući velika sredstva u elektronički nadzor protoka u svakom rashladnom krugu na njihovim kalupima za komponente Oral-B. Postigli su dokumentirane stope odbijanja ispod 0,05% (ptonline.com). Ali Braunov tim također je priznao da je prije implementacije nadzora po-krugu, kontrola temperature za njih bila "crna kutija". Sumnjali su da toplinska varijacija utječe na konzistentnost dimenzija, ali nisu mogli dijagnosticirati koji su krugovi problematični. To je stvarna vrijednost sofisticirane tehnologije kontrole temperature-uvid u proces koji većina objekata tretira kao postavljen-i-zaboravlja.
Materijalno pitanje
Pitaju nas o regulatorima temperature vode u odnosu na ulje više nego o bilo kojoj drugoj opremi. Odgovor je dosadno jednostavan: koristite vodu kad god je to moguće, vodu pod pritiskom za inženjersku termoplastiku do oko 230 stupnjeva, ulje samo kada stvarno trebate površine kalupa iznad tog raspona. PEEK, PPS, sigurnovisoko{0}}temperaturni poliimidi-za njih je potrebno ulje. PA, PC, POM, ABS, sve u širokom i standardnom inženjerskom asortimanu-voda to podnosi s boljom toplinskom vodljivošću, nižim operativnim troškovima i bez glavobolja od kontaminacije.
Zanimljivije je pitanje kako odabir materijala utječe na dizajn kruga hlađenja, što zatim utječe na ono što regulator temperature treba postići. Spojevi punjeni-staklom prenose znatno više topline u kalup od vrsta bez punila pri ekvivalentnim količinama mlaznice. Kalup dizajniran za neispunjeni PA66 imat će problema s toplinom kada se proizvodnja prebaci na 30% staklo-punjenog PA66. Krugovi hlađenja dimenzionirani za neispunjeni materijal ne mogu dovoljno brzo izvući toplinu. Vremena ciklusa se produljuju ili dijelovi izlaze s zaostalim naprezanjem zbog nedovoljnog hlađenja.
Dizajniramo za najzahtjevnije materijale koje će alat obraditi. Ako postoji ikakva šansa da će proizvodnja migrirati s nepunjenih na punjene spojeve, rashladni sustav mora to prihvatiti od prvog dana. Naknadne izmjene-dodavanje krugova, ugradnja konformnih umetaka za hlađenje-koštaju 5000 do 15 000 USD i zahtijevaju povlačenje kalupa iz proizvodnje. Ugradnja odgovarajućeg toplinskog kapaciteta u izvorni dizajn dodaje možda 10-15% trošku alata. Matematika obično daje prednost tome da to učinite ispravno prvi put.
Slijepa točka održavanja
Nitko ne planira održavanje rashladnog sustava dok se nešto ne pokvari. Tromjesečno uklanjanje kamenca, provjera protoka, inspekcija brtvi-ovi se zadaci guraju jer su planovi proizvodnje tijesni i kalupi "dobro rade". Zatim se postupno, tijekom šest do dvanaest mjeseci, vrijeme ciklusa povećava. Pogreška u metrici kvalitete. Netko na kraju potegne alat i pronađe kanale koji izgledaju kao unutrašnjost starog bojlera.
Sloj kamenca od 1/16 inča dodaje otprilike 15% vremenu hlađenja. To se nakuplja dovoljno sporo da operateri dulje cikluse pripisuju varijacijama u šarži materijala, promjenama temperature okoline ili istrošenosti stroja. Dok veza s degradacijom rashladnog sustava postane očigledna, potrošili ste kaznu u trajanju ciklusa tijekom tisuća sati proizvodnje.
Objekti koji izbjegnu ovu zamku tretiraju održavanje sustava hlađenja na način na koji tretiraju preventivno održavanje na samim strojevima za ubrizgavanje-planirano, dokumentirano, bez-pregovaranja. Ispitivanje protoka svakog kvartala. Uklanjanje kamenca godišnje ili kada protok padne ispod osnovne vrijednosti. Kalibracija senzora prema stvarnom rasporedu, a ne kada očitanja počnu izgledati sumnjivo. To nisu skupe aktivnosti. Samo zahtijevaju da netko preuzme odgovornost.
Gdje dolazimo
U Abis Mouldu specifikacija rashladnog sustava dio jeopseg DFMna svakom programu. Modeliramo distribuciju toplinskog toka, dimenzioniramo kanale za ciljno vrijeme materijala i ciklusa te konfiguriramo usmjeravanje kruga kako bismo izbjegli mrtve zone i ograničenja protoka koja stvaraju probleme u proizvodnji. Odabir regulatora temperature događa se nizvodno-kada znamo koje toplinske uvjete kalup zapravo može podnijeti.
Za postojeće kalupe s problemima-kvalitete povezanim s temperaturom, možemo procijeniti je li ograničenje oprema ili geometrija. Ponekad nadogradnja kontrolera ima smisla. Češće je problem krug hlađenja koji treba modificirati ili održavanje koje je predugo odgađano. U svakom slučaju, dijagnoza počinje s kalupom, a ne tehničkim podacima na novoj jedinici za kontrolu temperature.
Ako planirate aprogram kalupauz stroge toplinske zahtjeve ili probleme s temperaturom na postojećem alatu, naš inženjerski tim može proći kroz pojedinosti. Razgovor o sustavu hlađenja je produktivniji kada se dogodi rano-ali nikad nije prekasno da se otkrije što zapravo ograničava performanse.