Kumin puristuspuristimessa levyn on ensin lämmitettävä kumi sen kovettamiseksi ja jäähdytettävä se sitten nopeasti osan jähmettämiseksi, jotta se voidaan purkaa muotista repeytymättä. Tämän jäähdytysjakson nopeus sanelee koko koneen suorituskyvyn. Satunnaisesti putkitetut jäähdytyslinjat-pitkillä letkuilla, rajoittavilla liittimillä ja epätasaisella virtauksen jakautumisella-ovat resepti hitaaseen, epätasaiseen jäähdytykseen. Oikein määritelty, integroitu jäähdytysvesijakoputkisto, joka on rakennettu suoraan levyn rakenteeseen, on tehokas lämpöputkisto, joka lyhentää jaksoaikoja. Ymmärtää kuinka määritellä ajäähdytysvesijakotukin lämmityslevyn kumilistakokoonpano on välttämätöntä puristussuunnittelijoille ja prosessiinsinööreille, jotka haluavat tasaista osien laatua ja maksimaalisia tuotantomääriä.
Miksi integroitu jakotukki on tehokkaampi kuin perinteinen putkisto
Perinteiset jäähdytysmenetelmät perustuvat keskitettyyn syöttöjohtoon, joka haarautuu yksittäisiin letkuihin tai putkiin, jotka johtavat levyn erillisiin tuloportteihin. Tällä menetelmällä on useita haittoja:
Epätasainen virtauksen jakautuminen– Pidemmät polut saavat vähemmän virtausta, mikä luo kuumia kohtia.
Korkea paineen lasku– Useat liittimet, kulmakappaleet ja pitkät letkut kuluttavat pumpun energiaa.
Hidas vastaus– Suuret vesimäärät ulkoisissa letkuissa viivästävät lämpötilan muutoksia.
Huollon haasteita– Vuodot ovat yleisiä, ja monien letkujen irrottaminen vie aikaa.
Integroitu jäähdytysvesijakoputki poistaa nämä ongelmat. Jakotukki on kompakti, tarkasti työstetty ruostumattomasta teräksestä (korroosionkestävyys) tai messingistä (kustannustehokkuuden vuoksi) valmistettu lohko, joka on asennettu kiinteästi levyyn tai pultattu suoraan kyljelleen. Se vastaanottaa jäähdytetyn veden pääsyötön laitoksen keskusjäähdyttimestä tai erillisestä lämmönsäätöyksiköstä. Jakotukin lohkon sisällä porattujen kanavien verkosto jakaa syötteen useisiin yksilöllisesti ohjattaviin piireihin,{3}}joista jokainen syöttää tiettyä jäähdytyskanavavyöhykettä levyn sisällä. Paluuvesi kerätään samanlaisen jakotukin avulla ja lähetetään takaisin jäähdyttimeen.
Jakotukin tärkeimmät määritysparametrit
Kun määritetään integroitu jäähdytysvesijakoputki nopeasti pyörivälle kumipuristimelle, seuraavat parametrit on määritettävä.
Vyöhykkeiden lukumäärä ja virtausnopeus vyöhykettä kohti
Jäähdytysvyöhykkeiden lukumäärä riippuu levyn koosta ja vaaditusta lämpötilan tasaisuudesta. Pienet levyt (300 × 300 mm) tarvitsevat vain 2–4 vyöhykettä; suuret levyt (1 000 × 1 000 mm tai enemmän) voivat vaatia 8–16 vyöhykettä. Jokaisen vyöhykkeen tulee saada taattu virtausnopeus, tyypillisesti 5–20 l/min jäähdytystehtävästä riippuen. Jakotukin sisäiset syöttö- ja paluukäyrät on mitoitettava siten, että painehäviö tuloaukosta kaukaisimpaan vyöhykkeeseen on alle 0,5 bar mitoitusvirtauksella.
Solenoidiventtiilit yksittäisten vyöhykkeiden ohjaukseen
Jokainen jakotukin vyöhykepiiri on varustettava magneettiventtiilillä, joka on normaalisti suljettu ja jonka vasteaika on nopea (alle 100 millisekuntia) tarkan sekvenssin mahdollistamiseksi. Näitä venttiilejä ohjaa puristimen ohjelmoitava logiikkaohjain (PLC). Eritelmän tulee vaatia:
Pilottiohjatut solenoidiventtiilitsuurempia virtausnopeuksia varten (kelan virrankulutuksen vähentämiseksi).
Suoratoimiset venttiilitpienemmille vyöhykkeille (nopeampaa vastetta varten).
Venttiilin rungon materiaaliyhteensopiva jäähdytetyn veden kanssa (messinki tai ruostumaton teräs; vältä sinkittyjä osia, jotka voivat ruostua).
Sähköluokituksetvastaa PLC-lähtöä (yleensä 24 V DC tai 120 V AC).
PLC voi sitten toteuttaa jaksotetun jäähdytyksen (esim. ulkovyöhykkeet jäähtyvät ensin, sitten sisävyöhykkeet) tai kaikkien vyöhykkeiden samanaikaisen jäähdytyksen kumisekoituksesta ja osan geometriasta riippuen.
Painetestaus ja vuotojen eheys
Koottu jakotukki-mukaan lukien kaikki sisäiset kanavat, venttiilin istukat ja liittimet-on painetestattava ennen levyn lähettämistä. Testipaine on tyypillisesti 1,5 kertaa suurin käyttöpaine (esim. testaa 9 baariin 6 baarin järjestelmässä). Erittelyn tulee edellyttää vähintään 15 minuutin pitoaikaa ilman mitattavissa olevaa painehäviötä. Lisäksi kaikki kierreliitokset tulee tiivistää anaerobisella kierretiivisteellä (ei PTFE-teipillä, joka voi löystyä tärinän vaikutuksesta). Vuodonilmaisuportti voidaan lisätä jakotukin ja levypinnan väliin tiivisteen vian paljastamiseksi.
Sileät, vähän rajoittuvat sisäiset kanavat
Jakotukin sisäinen geometria on suunniteltava niin, että virtausvastus on mahdollisimman pieni. Terävät kulmat, äkilliset laajennukset ja karkeat poratut pinnat lisäävät painehäviötä ja vähentävät jäähdytystehoa. Eritelmän tulee vaatia:
Poratut ja kalvatut tai pallon kokoiset kanavatjonka pintakäsittely on Ra pienempi tai yhtä suuri kuin 1,6 µm.
Suuret, laajasäteiset käännöksetjoissa käytävät muuttavat suuntaa.
Ei poikkiporattuja risteyksiä, joissa on purseet– kaikki risteykset tulee poistaa ja mahdollisuuksien mukaan tasoittaa virtausilmastointityökalulla.
Käytännössä laskennallista nestedynamiikkaa (CFD) voidaan käyttää jakotukin sisäisen layoutin optimointiin tasaisen virtauksen jakautumiseksi kaikille vyöhykkeille.
Pikaliittimet huoltoa varten
Muovauspuristimet vaativat säännöllistä huoltoa, ja levy saattaa olla tarpeen poistaa tai kallistaa. Kylmävesiliitäntöjen ulkoiseen syöttöön tulee siksi olla helposti irrotettavissa. Eritelmän tulee sisältää:
Tasaiset, kuivakatkoiset pikaliittimetpääsyöttö- ja paluujohdoissa. Nämä estävät veden roiskumisen, kun ne on irrotettu, ja ne kestävät satoja jaksoja.
Liittimet ruostumattomasta teräksestäestämään kondensaatiosta tai satunnaisesta kemiallisesta kosketuksesta johtuvaa korroosiota.
Toiminta kahdella kädellä tai kierrelukon avullaestääksesi vahingossa tapahtuvan yhteyden katkeamisen painalluksen aikana.
Koodatut tai värikoodatut liittimet(sininen syöttöä varten, punainen paluua varten) ristikytkennän välttämiseksi.
Jakotukin puolella tulee olla kiinteät uros- tai naarasliitännät, kun taas jäähdyttimen joustavissa letkuissa on liitäntäpuolikkaat.
Levyn jäähdytyskanavien lämpösuunnittelu
Jakotukki on vain puolet jäähdytysjärjestelmästä. Itse levyn sisäiset jäähdytyskanavat on sijoitettava tasaista jäähdytystä varten. Tämä saavutetaan parhaiten käyttämällä termistä elementtianalyysiä (FEA). FEA-malli simuloi lämmön poistumista kumiosasta levyteräksen läpi jäähdytettyyn veteen. Analyysin tärkeimmät tulokset ovat:
Kanavavälit– tyypillisesti 1,5–2 kertaa levyn pinnan alapuolella olevan kanavan syvyys.
Kanavan halkaisija– usein 8–12 mm, tasapainossa virtauskapasiteetin ja koneistuksen käytännöllisyyden välillä.
Etäisyys levyn pinnasta– yleensä 15–25 mm, riippuen tarvittavasta jäähdytysnopeudesta ja levyn paksuudesta.
Vyöhykeeristys– Jokaisella vyöhykkeellä tulee olla oma sisään- ja ulostuloaukko ilman ristivirtausta vyöhykkeiden välillä.
Jakotukin ulostuloportit yhdistetään sitten suoraan näihin yksittäisiin kanavan tuloportteihin.
Ohjausstrategia nopeaan pyöräilyyn
Integroitu jäähdytysvesijakoputki mahdollistaa kehittyneitä ohjausstrategioita, jotka lyhentävät jaksoaikaa dramaattisesti. Tyypillisiä sarjoja ovat:
Lämmitysvaihe– Solenoidiventtiilit kiinni; levyä lämmitetään sisäisillä sähköpatruunoilla tai höyryllä. Jäähdytetty vesi on paikallaan kanavissa, mutta ei virtaa.
Nopea jäähdytys käynnistyy– Kun kovettuminen on valmis, kaikki solenoidiventtiilit avautuvat samanaikaisesti, jolloin kaikki vyöhykkeet täyttyvät kylmällä vedellä. Suuri virtausnopeus poistaa lämmön nopeasti.
Suhteellinen tai peräkkäinen jäähdytys– Paksuissa kumiosissa ulkovyöhykkeet voidaan sulkea muutaman sekunnin kuluttua reunojen ylijäähtymisen estämiseksi, kun taas keskivyöhykkeet jatkavat jäähtymistä. Tämä välttää lämpöjännityksen ja vääntymisen.
Muotinpoistolämpötilan saavuttaminen– Kun levyn pinnan lämpötila laskee turvalliseen muotinpoistolämpötilaan (yleensä 40–60 astetta), venttiilit sulkeutuvat ja muotti avautuu.
PLC:ssä on oltava riittävästi analogisia tuloja lämpöpareille, jotka on upotettu levyn jokaiseen vyöhykkeeseen. Ohjauslogiikan tulee olla ohjelmoitavissa siten, että jäähdytysprofiilit voidaan virittää erilaisille kumiyhdisteille.
Mekaaninen suojaus ja tiiviys
Jakotukki ja sen venttiilipankki on suojattava mekaanisilta vaurioilta puristustoiminnan aikana. Eritelmän tulee sisältää:
Suojakuori tai suojusvalmistettu rei'itetystä metallilevystä tai polykarbonaatista, mikä mahdollistaa silmämääräisen tarkastuksen ja estää käyttäjän kosketuksen.
Tippaallasjakotukin alle vähäisen kondenssiveden tai vuotojen keräämiseksi.
Asennussuunta– Pystyasennus on suositeltavaa, jotta estetään kondenssiveden kerääntyminen venttiilin käämiin.
Selkeä merkintäkunkin vyöhykkeen (esim. "Vyöhyke 1 – Vasen etu") ja virtaussuuntanuolet.
Koko kokoonpanon tulee olla kompakti, tyypillisesti korkeintaan 200 mm levypinnasta, jotta se ei häiritse muotin kuormitusta tai turvavaloverhoja.
Yleiset määrittelyvirheet vältettävät
Kentällä havaitaan usein useita sudenkuoppia:
Alimittaiset jakotukkigalleriat– aiheuttaa paineen laskun ja epätasaisen virtauksen. Laske aina vaadittu virtausala kokonaisvirtausnopeuden perusteella (peukalosääntö: gallerian poikkileikkaus Suurempi tai yhtä suuri kuin vyöhykkeen portin poikkileikkausten summa).
Käytä tavallisia PVC-letkuja– nämä voivat pehmentyä ja räjähtää lämpimän paluuveden alla (jos jäähdytysvesi lämpenee 50-60 asteeseen). Määritä vahvistetut kumi- tai PTFE-vuoratut letkut.
Manuaaliset eristysventtiilit unohtamatta– Jokaisella vyöhykkeellä tulee olla manuaalinen palloventtiili ennen magneettiventtiiliä huoltoa varten. Muussa tapauksessa yhden solenoidin vaihtaminen edellyttää koko levyn tyhjentämistä.
Kondensaatiohallinnan laiminlyönti– kosteina päivinä kylmät jakoputket tippuvat vettä. Määritä eristysvaahtokääre tai kondenssiveden poistokanava.
Hitaat solenoidiventtiilit– tavalliset 1 sekunnin venttiilit ovat liian hitaita nopeaan pyöräilyyn. Määritä venttiilit<100 ms response time.
Johtopäätös: Nopeimmissa koneissa on älykkäin sisäinen putkisto
Integroitu jäähdytysvesijakotukki yksittäisillä vyöhykesäätöventtiileillä on olennainen, suorituskykyinen putkisto nopeasti pyörivälle kumivalulevylle. Mahdollistaa tarkan, nopean ja tasaisen jäähdytyksen, se lyhentää aikaa kuumasta, tahmeasta kovettumisesta kylmään, puhtaaseen vapautumiseen. Eritelmissä on käsiteltävä vyöhykkeiden lukumäärää, virtausnopeuksia, nopeavasteisia solenoidiventtiilejä, painetestausta, sileitä sisäisiä kanavia ja pikaliittimiä. Oikein suunniteltuna ja integroituna jakoputkesta tulee levyn viileä, hydraulinen sydän-tarkka putkiston napa, joka parantaa suoraan suorituskykyä, parempaa osien laatua ja vähentää romua. Nopeassa kumivalussa nopeimmat koneet eivät ole ne, joissa on suurimmat lämmittimet, vaan ne, joissa on älykkäin sisäinen putkisto. Jäähdytetyn veden jakoputkisto on paikka, jossa tämä äly on.
