Nima uchun sovutish eng muhim hisoblanadi
Ko'pgina ishlab chiqarish operatsiyalarida sovutish umumiy inyeksion kalıplama aylanish vaqtining taxminan 50-70% ni tashkil qiladi. To'ldirish bir necha soniya davom etadi; sovutish ancha uzoq davom etadi. Agar sizning aylanish vaqtingiz 30 soniya bo'lsa, bu soniyalarning 15 dan 21 gacha bo'lgan qismi qismni buzilmasdan xavfsiz chiqarib olish mumkin bo'lgan haroratgacha sovutishga bag'ishlangan.
Bu nisbat sovutishni aylanish vaqtini qisqartirish uchun yagona eng katta tutqichga aylantiradi. Sovutish samaradorligining 20% ga yaxshilanishi toʻgʻridan-toʻgʻri umumiy aylanish vaqtining 10–14% ga qisqarishiga olib keladi -, bu yuqori ishlab chiqarish hajmlarida sezilarli darajada oʻsadigan unumdorlikni oshiradi.
Tsikl vaqtidan tashqari, yomon sovutish oqibatlari sezilarli. Noto'g'ri sovutish uning qotib qolgan qismi bo'ylab harorat gradyanlarini hosil qiladi. Plastmassa sovigan sari kichrayishi sababli, tezroq sovigan joylar hali ham issiq bo'lgan joylar kompensatsiya qila olishidan oldin tezroq va ko'proq darajada qisqaradi. Bu differensial qisqarish egilish, cho'kish izlari va qoldiq stress - nuqsonlari ortidagi asosiy mexanizm bo'lib, ular sovutish bosqichida paydo bo'ladi, hatto ular sovutish muammolariga o'xshamasa ham.
2019 yilda chop etilgan tadqiqotIshlab chiqarish jarayonlari jurnaliTaxminan 67% hollarda mog'or haroratining notekis taqsimlanishi deformatsiyaga sabab bo'lganini aniqladilar, - boshqa har qanday dizayn o'zgaruvchisiga qaraganda, jumladan, darvoza joylashuvi va qadoqlash bosimi.
Sovutish kanalini loyihalashning asosiy tamoyillari
Kanal diametri va balandligi
Sovutish kanallarining diametri va ularning-markazdan-markazlari orasidagi masofa har qanday sovutish sxemasi dizaynining boshlang'ich nuqtasidir. Sanoat ko'rsatmalari quyidagilarni tavsiya qiladi:
Kanal diametri: standart qoliplar uchun odatda 8–12 mm. Kichikroq diametrlar (6-8 mm) kichik qoliplarga yoki qattiq cheklangan joylarga mos keladi; kattaroq diametrlar (12-16 mm) yirik sanoat yoki avtomobil qoliplarida paydo bo'ladi.
Pitch (markazdan{0}}markazga-boʻsh masofa): Odatda kanal diametridan 2–3 marta. 10 mm kanal odatda 20-30 mm markazlarda joylashgan bo'lishi kerak.
Ushbu nisbatlarning maqsadi bo'shliq yuzasi bo'ylab oqilona bir xil issiqlik chiqarishdir. Kanallar juda keng bo'lganda, ular o'rtasida issiq nuqtalar paydo bo'ladi -, ular atrofdagi bo'shliq devoridan issiqroq bo'lib qoladi va burilishni keltirib chiqaradigan differentsial sovutish gradientlarini yaratadi.
Sovutish kanalidan bo'shliq yuzasigacha bo'lgan masofa
Sovutish kanalining markaziy chizig'idan eng yaqin bo'shliq yuzasigacha bo'lgan masofa issiqlikning plastik qismdan po'latdan sovutish suviga qanchalik samarali oqib ketishini nazorat qiladi. Standart tavsiya shundan iboratki, bu masofa kanal diametrining taxminan 1-1,5 barobariga teng bo'lishi kerak.
10 mm kanal uchun bo'shliq yuzasi kanalning markaziy chizig'idan 10-15 mm masofada bo'lishi kerak. Yaqinroq joylashtirish sovutish tezligini oshiradi, lekin kanal va bo'shliq orasidagi po'latning strukturaviy yaxlitligini pasaytiradi; uzoqroq joylashtirish sovutish samaradorligini pasaytiradi va termal gradyanlarni yaratadi.
Bu muvozanatda ayniqsa muhimdirDvigatel tishli qarshi qolipidizaynlar, bu erda tishli tishlarning murakkab geometriyasi va markaziy markaz yadro va bo'shliq yuzalaridan turli masofalarda sovutishni talab qiladigan hududlarni yaratadi.
Sovutish suvi oqimi tezligi, turbulentlik va Reynolds soni
Bu ko'pincha e'tibordan chetda qoladigan nuqta: kanallarni to'g'ri joylashtirishning o'zi etarli emas - sovutish suvi turbulent oqim hosil qilish uchun ular orqali etarli tezlikda oqib o'tishi kerak.
Reynolds soni 4 dan yuqori bo'lgan turbulent oqim 000 - issiqlikni bir xil hajmli oqim tezligida laminar oqimga qaraganda taxminan 3-5 baravar samaraliroq uzatadi. Ko'pgina sovutish kanallari konstruktsiyalari turbulent oqimni nazarda tutadi, lekin amalda juda uzun, juda tor yoki past o'lchamdagi ta'minot liniyalari bilan oziqlanadigan kanallar ko'pincha laminar yoki o'tish oqimi rejimlarida ishlaydi va ularning samaradorligini sezilarli darajada kamaytiradi.
Har bir sovutish davri umumiy bosimning pasayishi va oqim tezligini hisobga olgan holda ishlab chiqilishi kerak. Oqim cheklovchilari, ketma-ket va parallel konfiguratsiyalar va kirish/chiqish manifoltlarining o'lchamlari kanallar haqiqatda issiqlik uzatish hisob-kitoblarida nazarda tutilgan turbulentlikka erishadimi yoki yo'qmi, ta'sir qiladi.
Kirish va chiqish harorati farqi
Sovutgichning kontaktlarning zanglashiga kirishi va chiqishi o'rtasidagi harorat farqi qancha issiqlik olinayotganining bevosita ko'rsatkichidir. Sanoat amaliyoti 3-5 darajali farqni ko'zlaydi. Bundan sezilarli darajada yuqori bo'lgan differensial sovutish suyuqligi - zanjir bo'ylab harakatlanayotganda juda qizib ketayotganini bildiradi, chunki kanalning oxirgi qismlari qolipga sezilarli darajada issiqroq sovutish suvi etkazib beradi va bu oqim yo'li bo'ylab harorat gradientini hosil qiladi, bu qismda yo'nalishli egilish sifatida namoyon bo'ladi.
Agar kirish{0}}chiqish differensiali doimiy ravishda 8–10 darajadan oshsa, oqim tezligini oshiring yoki kontaktlarning zanglashiga olib, qisqaroq parallel yoʻllarga boʻling.
Murakkab qismlarda sovutish muammolari
Dvigatel tishli qarshi qolipi
Tishli mexanizmlar sovutish uchun o'ziga xos qiyinchilik tug'diradi: tishli tishlar nozik, bir-biriga yaqin joylashgan, ularning hajmiga nisbatan yuqori sirt maydoniga ega, uya va tarmoq qismlari qalinroq va issiqlikni uzoqroq ushlab turadi. Agar sovutish bir xilda qo'llanilsa, tishlar markazga qaraganda tezroq soviydi - differensial qisqarish hosil qilib, tish oralig'i va qadam diametrini buzadi.
Quduqda{0}loyihalanganDvigatel tishli qarshi qolipi, yadro va bo'shliq tomonlaridagi sovutish kanallari issiqlikni markazdan va tarmoq mintaqalaridan agressivroq chiqarish uchun joylashtirilgan, shuning uchun bu qalinroq qismlar ingichka tishlarga yaqinroq mos keladigan tezlikda soviydi. Bunga odatda markaz maydoniga yaqin joylashgan kanallar va yadroning muayyan hududlariga yo'naltirilgan to'siqlar yoki pufakchalar kombinatsiyasi orqali erishiladi.
- tish profilidagi - odatda ±0,02-0,05 mm bo'lgan funktsional tishli uzatmalar uchun o'lchovli bardoshlik talablari sovutishning bir xilligini juda muhim qiladi, shuning uchun sof kosmetik qismlar talab qilmaydi.
Sichqoncha qobig'i qarshi qolipi
Sichqoncha qobig'i va shunga o'xshash iste'molchi elektronikasi korpuslari nisbatan yupqa, bir xil devorlarga ega, ammo sovutish uchun raqobatdosh talablarni keltirib chiqaradigan qattiq sirt talablari. Haddan tashqari agressiv sovutish, oqim belgilarini ko'proq ko'rsatadigan sirt hosil qilishi mumkin. Etarlicha sovib ketmaslik differensial qisqarishni keltirib chiqaradi, bu kosmetik yuzalarda, ayniqsa ichki qovurg'alar va bosslarda cho'kish belgilari sifatida namoyon bo'ladi.
a.daSichqoncha qobig'i qarshi qolipi,sovutish strategiyasi odatda oʻrtacha kanal zichligini oʻz ichiga oladi, ayniqsa kosmetik yuzalar orqasidagi joylarga alohida eʼtibor beradi, bu esa koʻrinadigan A{0}}sirtning orqasida nima sodir boʻlishidan qatʼiy nazar, barqaror tezlikda sovishini taʼminlaydi.
O'yinchoq avtomobil plastik qismlari
O'yinchoq komponentlari odatda devor qalinligi 1,5–3 mm bo'lgan ABS yoki PPdan foydalanadi, g'ildirak o'rnatish joylarida, o'q korpuslarida va dekorativ korpus detallarida bir nechta qalin{2}}yu{3}}o'tishlar mavjud. PP ABS ga qaraganda pastroq issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va teng devor qalinligi uchun bir oz ko'proq sovutish vaqtini talab qiladi.
InO'yinchoq avtomobili plastik qarshi qolipidizaynlarda, sovutish tizimi yuqori{2}}xarajatli{3}}hajmli ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan sikl vaqtlarini saqlab, qalin{0}}yu{1}}o'tishlarni boshqarishi kerak. Qalin qismlardagi maqsadli to'siqlar keng tarqalgan yechimdir.
Konformal sovutish va an'anaviy tekis-Burg'ulangan kanallar
Konformal sovutish kanallari to'g'ri chiziqlarda emas, balki bo'shliq yuzasining konturini kuzatib boradi. Qolib qo'shimchasini metall qo'shimchalar ishlab chiqarish (3D bosib chiqarish) yordamida ishlab chiqarilgan, ular hatto tekis burg'ulash imkonsiz bo'lgan joylarda ham bo'shliq yuzasidan doimiy masofani saqlab turishi mumkin.
Ishlash ma'lumotlari jozibali:
2020 yilda o'qishPolimerlarKonformal sovutish murakkab geometriyali qismlarda aylanish vaqtlarini o'rtacha 20-40% ga qisqartirishini va bir vaqtning o'zida egrilikni 30-60% ga kamaytirishini aniqladi.
Plastmassa muhandislari jamiyati (SPE) tomonidan olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, chuqur{0}}chizilgan qismlarda mos sovutish komponentlarning aylanish vaqtini 52% ga qisqartiradi, shu bilan birga quyi oqimdagi tekshirish bosqichini bartaraf etish uchun o'lchov aniqligini yetarli darajada yaxshilaydi.
Biroq, konformal sovutish qo'shimchalarini ishlab chiqarish sezilarli darajada qimmatroq -, odatda sovutilgan qismlar uchun asbob-uskunalar narxi 30-80% yuqori. Iqtisodiyot ishlab chiqarish hajmiga, aylanish vaqti qiymatiga va qismning geometriyasi haqiqatan ham buni talab qiladimi-yo'qligiga bog'liq.
Ko'pgina standart ishlab chiqarish qoliplari uchun,{0}}yaxshi ishlab chiqilgan, to'siqlar va pufakchalar bilan jihozlangan an'anaviy kanallar an'anaviy asbob narxida ajoyib natijalarga erishadi. Konformal sovutish chuqur{2}}chizilgan, murakkab-kontur qismlari uchun to'g'ri keladi, bunda to'g'ri burg'ulash haqiqatan ham muhim joylarga etib bormaydi.
Sovutish dizaynidagi keng tarqalgan xatolar va ulardan qanday qochish kerak
Bir nechta dizayn qarorlari ishlab chiqarishdagi-sovutish bilan bog'liq ko'pgina kamchiliklarni hisobga oladi:
Qalin boʻlaklarda yetarlicha qoplama: har bir qovurgʻa, bosh va mahalliy qalin hududga yaqin atrofdagi sovutish kanali - kerak boʻladi, faqat boʻshliq hududini umumiy qamrab olmaydi.
Ketma-ket bo'lgan juda uzun sovutish davrlari: Ko'p kanal bo'limlari bo'ylab ishlaydigan bitta sxema kirishdan chiqishgacha haddan tashqari harorat ko'tarilishiga olib keladi. Uzoq zanjirlarni parallel qisqaroq yo'llarga ajrating.
Yadroga e'tibor bermaslik: yadro{0}}tomonidan sovutish ko'pincha ikkinchi darajali deb hisoblanadi, ammo har qanday muhim yadro geometriyasiga ega qismlar uchun yadro muammoga aylanadi. Yadrolar to'siqlar yoki spiral kanallar orqali o'zlarining maxsus sovutishlariga muhtoj.
Nosimmetrik qismlarda assimetrik sovutish: Agar geometrik nosimmetrik qism faqat bir tomondan xususiyat atrofida qayta yo'naltirilgan sovutishga ega bo'lsa, natijada paydo bo'lgan termal assimetriya material yoki jarayon muammosiga o'xshab ko'rinishi mumkin bo'lgan barqaror burilish chizig'ini yaratadi.
Tadqiqot nimani ko'rsatadi
TheIlg'or ishlab chiqarish texnologiyasi xalqaro jurnali(2021) simulyatsiya{1}}boshqariladigan sovutish kanali tartibini optimallashtirish iste'molchi mahsuloti qismlarida deformatsiyani o'rtacha 43% ga qisqartirishini aniqladi, bunda tomonlar nisbati 5:1 dan yuqori bo'lgan qismlarda eng sezilarli yaxshilanishlar kuzatildi.
Polimer muhandisligi va fan(2020) Reynolds sovutish suvi sonini 8000 dan ortiq ushlab turish laminar oqimda ishlaydigan bir xil kanallarga nisbatan sovutish vaqtini 28% ga qisqartirishini hujjatlashtirdi - bu turbulent oqimning amaliy ahamiyatini tasdiqlaydi.
SPE benchmark ma'lumotlari shuni ko'rsatdiki, sovutish vaqti ishlab chiqarish operatsiyalarining keng ko'lamli tadqiqoti bo'yicha umumiy aylanish vaqtining o'rtacha 58% ni tashkil qiladi va sovutishni optimallashtirish belgilangan dasturlarda aylanish vaqtini qisqartirish uchun yagona eng yuqori -qaytariladigan muhandislik investitsiyasidir.
Dvigatel tishli qolipi uchun sovutish tizimini qayta loyihalash
Yevropalik avtomobil komponentlari yetkazib beruvchisi aktuator yig‘ilishida foydalaniladigan kichik motorli uzatmada - o‘lchovli muammolarga duch keldi, xususan, pitch diametrining mos kelmasligi yakuniy yig‘ishda tishli to‘rning shovqiniga sabab bo‘ldi. Qism POMda devor qalinligi 2,8 mm va tish qismi 1,4 mm bo'lgan holda ishlangan.
Asl qolipda boʻshliq atrofida nosimmetrik tarzda joylashtirilgan toʻgʻridan-toʻgʻri -burgʻulangan kanallar boʻlib, uyadan{1}}tishning{2}} qalinligi farqiga alohida eʼtibor berilmagan. Mog'orning harorati o'lchovlari, uya bo'limi chiqarilish paytida tish qismlariga qaraganda 12 daraja issiqroq ishlayotganligini tasdiqladi.
Sunhingstones-yadro tomonidagi sovutgichni qayta loyihalashtirdi: yadro uchidagi markaziy pufakchalar markaz hududidan issiqlikni chiqarib, tarmoq hududida joylashgan ikkita to‘siq bilan birlashtirildi. Bu markaz va tish qismlari orasidagi harorat farqini 3 darajaga tushirdi.
Ishlab chiqarishni ishga tushirish natijalari:
To‘rli shovqinni bartaraf etish uchun talab qilinadigan tolerantlik doirasida pitch diametrining o‘zgarishi ±0,04 mm dan ± 0,015 mm - gacha kamaydi.
Tsikl vaqti 8% ga qisqardi, chunki markazdan samaraliroq sovutishning ikkinchi foydasi
O'lchovli rad etish darajasi taxminan 4% dan 0,5% gacha kamaydi
Buyurtmachining sifat muhandisi qayta loyihalash uch oy davomida materialning o‘zgarishiga noto‘g‘ri bog‘langan muammoni hal qilganini ta’kidladi.
TSS
Savol: Po'latni kesishdan oldin sovutish tizimining dizayni mos yoki yo'qligini qanday bilsam bo'ladi?
Javob: Qolib oqimi simulyatsiyasi (Moldex3D, Autodesk Moldflow yoki ekvivalenti) sovutish paytida bo'shliq bo'ylab termal taqsimotni modellashtiradi va har qanday ishlov berishdan oldin issiq joylarni aniqlaydi. Ko'pgina professional inyeksion qolip ishlab chiqaruvchilari standart dizayn bosqichi sifatida qolib oqimi tahlilini amalga oshiradilar. Simulyatsiya-boshqarishli sovutish dizayni kanalni joylashtirish qoidasi- bilan solishtirganda birinchi{4}}kameraning nuqsonlari tezligini doimiy ravishda kamaytiradi.
Savol: Sovutish kanali yaxshi ko‘rinsa ham,-cho‘kish belgilariga nima sabab bo‘ladi?
Javob: Qovurg‘alar va bosslar ustidagi cho‘kish izlari deyarli har doim mahalliy sovutish muammosi bo‘lib qoladi - chizmada kanal qamrovi yetarli ko‘rinadi, lekin aniq qalin qismga yaqin kanal yo‘q. Ichki qismi hali ham suyuq bo'lsa, tashqi teri qotib qoladi; keyin ichki qismi soviganida teridan qisqaradi. Tuzatish - bu nafaqat umumiy hududni qamrab olish uchun emas, balki qalin qismga murojaat qilish uchun maxsus joylashtirilgan kanal.
Savol: Qolib o'zgarishlarini emas, balki jarayonni sozlash bilan buzilishlarni tuzatsam bo'ladimi?
Javob: Qisman. Differentsial qolip harorati zonasi boshqariladigan suv zanjirlari va ushlab turish bosimini optimallashtirish-sovutish kanalining noto‘g‘ri joylashishi natijasida yuzaga keladigan buzilishlarni kamaytirishi mumkin, lekin kamdan-kam hollarda yo‘q qiladi. Jarayonni sozlash sababni bartaraf etishdan ko'ra, sovutish dizayni muammosining alomatlarini boshqaradi.
Savol: Inyeksion qoliplar uchun standart sovutish suvi harorati qanday?
Javob: Sovutish suvi harorati materialga qarab farq qiladi. Umumiy boshlang'ich nuqtalari: ABS 40-60 daraja, PP 20-40 daraja, POM 60-90 daraja, neylon 60-80 daraja, PC 80-100 daraja. Sovutish suvi harorati aylanish vaqti bilan oʻzaro taʼsir qiladi - pastroq haroratlar, odatda, qisqaroq sovutish vaqtini beradi, lekin baʼzi ilovalarda sirt qoplamasiga taʼsir qilishi mumkin.
Savol: Konformal sovutish yuqori hajmli iste'molchi mahsuloti qolipi uchun qo'shimcha xarajatga arziydimi-?
Javob: Yuqori ishlab chiqarish hajmlarida an'anaviy kanallar bilan etarli darajada sovutib bo'lmaydigan murakkab konturli qismlar uchun konformal sovutish odatda ishlab chiqarilgandan keyin 3-12 oy ichida qo'shimcha asbob narxini to'laydi. Oddiy kanallar bir tekis sovutishga erisha oladigan oddiy geometriyalar uchun qo'shimcha sarmoya odatda oqlanmaydi.
Savol: Sovutish talablarini belgilashda qarshi qoliplari zavodiga qanday ma'lumotlarni taqdim etishim kerak?
Javob: Maqsadli aylanish vaqti, kritik o'lchovli toleranslar, ko'rinadigan sirtlarda sirtni tugatish talablari, ma'lumotlar varag'i bilan material va yillik ishlab chiqarish hajmi. Tajribali inyeksion qolip ishlab chiqaruvchisi bundan sizning talablaringiz va iqtisodingizga mos sovutish tizimini loyihalash uchun foydalanadi.
Nosozliklarni tuzatishda emas, balki dizaynda sovib turing
Qolib qurilganidan keyin sovutish tizimining dizayni samarali tarzda qayta jihozlanishi mumkin emas. Kanal pozitsiyalari, diametrlari va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan konfiguratsiyalari asbob po'latiga ishlov beriladi va ularni haqiqatdan keyin o'zgartirish qimmatga tushadi. Buni to'g'ri bajarish uchun sovutishni loyihalash jarayonining boshidanoq asosiy muhandislik qarori sifatida ko'rib chiqish kerak.
Sunhingstones da bizning qoliplarni loyihalash jarayoni-barcha asbob-uskunalar - uchun moslashtirilgan sovutish tahlilini o‘z ichiga oladi. Bu aniq Dvigatelli injection qolipi ilovalaridan tortib-hajmli iste'molchi mahsuloti korpuslarigacha. Biz sovutish pallasining ishlash xususiyatlarini hujjatlashtiramiz va ishlab chiqarishga kirishishdan oldin ularni qolip sinovlari paytida tasdiqlaymiz.
Adabiyotlar va qo'shimcha o'qish
Xu, X. va Sachs, E. "Koformal sovutish kanalini ishlab chiqarish uchun optimal sovutish tizimining dizaynlarini moslashtirish." Ishlab chiqarish jarayonlari jurnali, . 38 jild, 2019 yil.
Fernandes, A. va boshqalar. "Inyeksion qoliplar uchun konformal sovutish kanallarida issiqlik uzatishni eksperimental va raqamli tahlil qilish". Polimerlar, jild. 12, 5-son, 2020-yil.
Vang, Y. va boshqalar. "Sovutish kanali tartibining burilish va inyeksion kalıplamada aylanish vaqtiga ta'siri." Ilg'or ishlab chiqarish texnologiyasi xalqaro jurnali, . 112 jild, 2021 yil.
Nian, SC va boshqalar. "Yupqa devorli inyeksion kalıplama-parchalanish omillarini o'rganish." Polimer muhandisligi va ilmi, . 60 jild, 6-son, 2020-yil.
Plastmassa muhandislari jamiyati (SPE). Inyeksion kalıplama bo'limi - sikl vaqti tarkibi bo'yicha benchmark tadqiqoti. SPE Technical Paper, 2020.
Dang, XP "Plastik qarshi kalıplama jarayoni parametrlarini optimallashtirish uchun umumiy asoslar." Simulyatsiya modellashtirish amaliyoti va nazariyasi, . 41 jild, 2014 yil.
