Què són els termoparells?
Fa 22 anys que construeixo motlles d'injecció, principalment sistemes de corredors i eines-crítiques per a la temperatura. Els termoparells apareixen en gairebé totes les discussions del projecte, però encara veig que els enginyers especifiquen el tipus equivocat o els posen en llocs dolents. Vaig pensar que anotaria el que realment importa quan es tracta de TC en el treball del motlle.
Conceptes bàsics Ningú explica bé
Un termopar són dos cables metàl·lics diferents soldats entre si a la punta. Aquesta unió produeix una petita tensió quan s'escalfa. El vostre controlador llegeix aquest voltatge i el converteix en temperatura. Prou senzill.
La part que enganxa la gent: el voltatge és petit. Estem parlant de milivolts. El tipus K a 200 graus apaga potser 8 mil·livolts. El soroll dels variadors de freqüència, els servomotors, el cablejat de l'escalfador - tot això pot afectar el vostre senyal si la vostra instal·lació és descuidada. He vist que els nous sistemes Husky llegeixen 15 graus perquè algú va fer passar els cables TC al costat dels cables de l'escalfador al mateix conducte.
Tipus J vs Tipus K - La diferència real
A Amèrica del Nord, la majoria de les botigues de motlles són de tipus J. És un fil de ferro i constantà que funciona bé fins a uns 400 graus abans que el ferro comenci a oxidar-se malament. Costa menys que el tipus K. Si feu servir PP, PE, ABS, PS - el tipus J ho gestiona.
El tipus K utilitza chromel-alumel. Va més amunt, més estable a llarg-terme, però això és el que ningú esmenta: el tipus K es desplaça de manera diferent que el tipus J quan envelleix. El tipus K tendeix a llegir baix a mesura que es desgasta. El tipus J pot anar en qualsevol direcció. Si la finestra del vostre procés és ajustada a una part mèdica o a un component òptic, aquest patró de deriva importa quan configureu la vostra programació de PM.
Les eines europees solen venir amb el tipus K instal·lat. Quan us proveu d'un fabricant de motlles d'injecció de plàstic a l'estranger, comproveu què hi han posat. He tingut eines que apareixen amb el tipus K a tot arreu i, a continuació, el client intenta connectar-se als seus controladors de tipus J existents. Les lectures estan molt lluny perquè el controlador està fent les matemàtiques de conversió incorrectes.
Els sistemes de canal calent de motlle-Master i Synventive s'envien amb l'estàndard de tipus J per al mercat dels EUA. Husky passa al tipus K amb les seves coses Ultra Helix. Sapigueu què rebeu abans que l'eina arribi al vostre sòl.
On posar-los realment
Els llibres de text diuen que 3-5 mm de la superfície de la cavitat. El món real és més desordenat que això.
En un broquet de canal calent, el TC normalment es troba en un forat perforat al cos del broquet, potser a 10-15 mm enrere de la porta. Això és mesurar la temperatura de l'acer del broquet, no la temperatura de fusió. La fusió al canal de flux s'escalfa més - de vegades 20-30 graus més en funció de l'escalfament de cisalla. El vostre punt de consigna de 220 graus al controlador pot significar 245 graus a la porta. És molt important per als materials sensibles a la cisalla com el POM.
La detecció de la superfície de la cavitat és més complicada. Perforeu un petit forat des de la part posterior del nucli o del bloc de la cavitat, atureu-vos a 2-3 mm de la superfície de modelat. Massa a prop i creeu una pujada d'estrès: he vist nuclis trencar-se just al forat del TC després d'uns quants centenars de milers de trets. Massa enrere i esteu mesurant la temperatura de l'acer, no el que veu realment el plàstic.
Per a un treball de-tolerància estreta, alguns dels millors proveïdors d'eines d'emmotllament per injecció posaran diversos TC en una cavitat - un prop de la porta, un al final de l'ompliment, potser un en una secció gruixuda. És car, però en realitat saps què passa durant el cicle.
Cruïlla amb connexió a terra vs sense terra
La unió a terra significa que els cables TC es solden directament a l'interior de la funda metàl·lica. Resposta ràpida, potser 50-100 mil·lisegons. Sense posar a terra té la unió aïllada de la funda. Resposta més lenta, més aviat 200-500 mil·lisegons.
Sembla que la terra sempre és millor, oi? No del tot.
Els TC connectats a terra capten el soroll elèctric a través de la funda. Si feu servir un canal calent amb escalfadors SCR-i un TC connectat a terra, veureu que la lectura de temperatura rebota. Alguns controladors filtren bé això. Els controladors més barats o les unitats PID més antigues lluiten amb això.
Sense posar a terra costa una mica més, respon més lentament, però us ofereix un senyal més net. A les zones múltiples on la massa tèrmica és gran i el temps de resposta no és crític, no té sentit. A les puntes de broquets on necessiteu una resposta ràpida per a la temporització de la porta de la vàlvula, la connexió a terra funciona millor malgrat els problemes de soroll.
El problema de la deriva
Cada TC deriva amb el temps. Els cables s'oxiden, la unió es degrada, el calibratge es desplaça. La velocitat depèn de la temperatura i de quants cicles de calor hi poses.
Amb PEEK a 380 graus, un tipus K pot derivar entre 3 i 5 graus en sis mesos d'ús de producció. Funcionant polipropilè a 210 graus, aquest mateix TC podria mantenir el calibratge durant dos anys.
Això és el que atrapa la gent: la deriva és gradual. El vostre procés no falla de sobte. En canvi, les teves peces empitjoren a poc a poc - comença a aparèixer el flaix, les marques d'enfonsament es fan més profundes, el temps de cicle s'amplia perquè el refredament triga més. Quan algú pensa comprovar el calibratge del TC, el problema s'ha anat acumulant durant mesos.
Qualsevol operació de serveis de fabricació de motlles personalitzada decent verifica el calibratge del TC durant la tarda programada. Hauria de ser com a mínim anual, més sovint en eines-d'alta temperatura. Un calibrador de mà bàsic de Fluke o Omega costa uns quants centenars de dòlars. No hi ha excusa per no tenir-ne una.
Detalls de la instal·lació que importen
L'estil de baioneta amb molla-és estàndard ara. La sonda llisca en un forat perforat, la molla la manté pressionada contra la part inferior. El connector de la cara del motlle us permet intercanviar sensors sense separar l'eina.
Vigileu la profunditat del vostre forat. Massa poc profund i la sonda toca fons abans que la molla comprimi - sense pressió de contacte, lectures erràtiques. Massa profund i no hi ha prou compressió de molla per mantenir el contacte quan el motlle s'escalfa i l'acer s'expandeix. En general, voleu 1-2 mm de recorregut de la primavera després dels seients de la sonda.
El diàmetre del forat ha de coincidir amb el diàmetre de la funda de la sonda amb un espai mínim. Un ajustament descuidado significa que la sonda es pot moure i la pressió de contacte varia. La majoria de botigues estandarditzen sondes de 3 mm o 1/8".
Els circuits de cablejat s'han d'allunyar del cablejat d'alimentació de l'escalfador. Utilitzeu un cable d'extensió TC apantallat, només poseu a terra l'escut a l'extrem del controlador. Sé que és temptador agrupar-ho tot en una safata de cables. No ho facis.
Quan les coses van malament
El circuit obert és la fallada evident - cable trencat, el controlador llegeix la temperatura màxima o llança un codi d'error. Fàcil de diagnosticar.
Els errors furtius són el contacte parcial i la deriva lenta. El contacte parcial es produeix quan la sonda no està ben col·locada o la molla perd tensió. La lectura de la temperatura va endarrerida amb la realitat, podria estar entre 10 i 20 graus. El controlador creu que està al punt de consigna, la temperatura real de l'acer és diferent. Les peces surten malament, però les temperatures es veuen bé.
Les males connexions a l'endoll són més freqüents que les fallades reals del sensor. Les agulles es corroeixen, especialment a les eines que refreden l'aigua i veuen condensació. Els contactes es dobleguen quan algú força el connector. Estimaria que el 60% de les trucades de "TC dolentes" que he vist al llarg dels anys eren en realitat problemes de connector.
Compra de sensors de recanvi
Els reemplaçaments d'OEM del vostre proveïdor de canal calent costen 3-4 vegades el que funcionen els equivalents genèrics. El TC de marca Mold-Masters o Husky sol ser el mateix sensor Watlow o Omega amb el seu número de peça estampat.
No hi ha res de dolent amb anar al mercat de recanvi sempre que coincideixi amb les especificacions: diàmetre de la sonda, longitud de la funda, tipus d'unió (connectada a terra/sense terra), tipus TC (J/K), estil de connector. Un proveïdor de components de motlle de precisió o un distribuïdor de sensors industrials com Grainger o MSC té configuracions estàndard.
On importa el OEM: la calibració real del controlador. Els controladors de canal calent de vegades tenen corbes de compensació programades per al seu TC específic. El sensor genèric pot llegir uns quants graus diferent. Normalment no importa. En processos crítics podria.
Línia de fons
Els TC són dispositius senzills que fan una feina crítica. El sensor en si mateix rarament falla catastròficament - són la instal·lació, el cablejat i el manteniment els que causen problemes. Obteniu la ubicació correcta, mantingueu el cablejat net, comproveu el calibratge periòdicament i us donaran comentaris de temperatura fiables durant anys.
La majoria dels problemes que soluciono provenen de l'etapa de disseny - algú va especificar el tipus incorrecte, va posar el TC en un lloc dolent o no va pensar en la immunitat al soroll. Val la pena dedicar temps per endavant amb el vostre soci de disseny de motlles d'injecció per obtenir la col·locació i el tipus de TC abans que es talli l'acer. Molt més barat que arreglar-ho més tard.
Teniu preguntes sobre problemes de termoparell a les vostres eines? Deixa un comentari o posa't en contacte. He estat tractant amb aquestes coses prou temps que probablement he vist qualsevol problema que tingueu.