Liejimo formų aušinimas – temperatūros kontrolės sistemos ir optimizavimas 2025

Įvadas – 60-70% ciklo laiko sudaro aušinimas

Liejimo formų aušinimas dažnai yra nepakankamai įvertintas plastiko liejimo proceso elementas. Jis sudaro net 60-70% viso gamybos ciklo laiko, tačiau daugelis įmonių skiria jam minimalų dėmesį optimizuodamos gamybą.

Tipinė liejimo gamykla dėl neefektyvaus aušinimo kasmet patiria didelių nuostolių. Problema iš pirmo žvilgsnio nematoma – mašinos dirba, detalės gaminamos. Tačiau paslėpti kaštai apima:

• Pailgėjęs ciklo laikas – 5-15 s ilgiau per ciklą (prie 50 000 ciklų per mėnesį tai sudaro šimtus prarastų mašinos darbo valandų)
• Terminiai defektai – deformacijos, įtraukos, vidiniai įtempiai – sudaro 25-40% visos brokuotos produkcijos
• Matmenų nestabilumas – didesnės tolerancijos nei reikalauja klientai (pvz., automotive sektoriuje)
• Didesnės energijos sąnaudos – neefektyvios sistemos vartoja iki 30% daugiau energijos

Įmonės, kurios sistemingai optimizavo aušinimą naudodamos Tederic liejimo mašinas, pasiekia ciklo laiko sutrumpėjimą 25-45%. Šiame vadove pateikiame konkrečius parametrus, atvejo analizę ir diagnostikos matricą.

Kas yra liejimo formų aušinimas?

Liejimo formų aušinimas – tai kontroliuojamas šilumos pašalinimas iš plastiko formos ertmėje. Procesas vyksta per aušinimo kanalų tinklą formos plokštėse, kuriais teka aušinimo skystis (vanduo, alyva arba CO₂), sugerianti šilumą iš išlydyto plastiko (180-350°C) ir išsklaidantis ją išorėje.

Pagrindiniai aušinimo parametrai:

• Formos temperatūra – kontroliuojama ±1-2°C tikslumu matmenų pakartojamumui
• Aušalo srautas – 10-60 l/min vienam kontūrui, būtinas turbulentinis srautas (Re > 10 000)
• Temperatūrų skirtumas ΔT – optimaliai 2-4°C tarp padavimo ir grįžimo
• Aušinimo laikas – 50-70% ciklo, priklauso nuo sienelių storio

Aušinimo sistemų tipai

Šiuolaikinėje liejimo pramonėje išskiriami 4 pagrindiniai formų aušinimo sistemų tipai.

Aušinimas vandeniu – 70% visų instaliacijų

Naudojamas demineralizuotas vanduo arba glikolis. Temperatūros diapazonas: 5-90°C.

• Privalumai: didžiausias aušinimo efektyvumas, maži eksploataciniai kaštai, saugumas.
• Trūkumai: temperatūros riba (iki 95°C), korozijos rizika, nuosėdų susidarymas.

Aušinimas alyva – aukštoms temperatūromoms 90-300°C

Naudojama speciali termostatinė alyva. Skirta kristaliniams plastikams, kuriems reikia karštos formos.

• Privalumai: platus temperatūros diapazonas, jokios korozijos.
• Trūkumai: mažesnis efektyvumas nei vandens, didesnė kaina, gaisro rizika.

Pritaikymas: POM (90-120°C), PA6/PA66 (80-110°C), PBT (90-130°C), PPS (130-160°C), PEEK (180-220°C).

Konforminis aušinimas – 20-50% sutrumpėjęs ciklas

Revoliucinė technologija, kur aušinimo kanalai tiksliai atkartoja detalės geometrijos kontūrą, išlaikant pastovų atstumą nuo paviršiaus. Tai pasiekiama 3D metalo spausdinimo būdu.

• Nauda: tolygus šilumos pašalinimas, iki 50% trumpesnis aušinimas, iki 80% mažiau deformacijų.
• Kaštai: 5-10 kartų brangiau nei tradicinis gręžimas, bet atsiperka per 1-2 metus prie didelių gamybos apimčių.

Aušinimo problemų diagnostika

1 problema: Pailgėjęs ciklo laikas
Sprendimas: Sumažinkite formos temperatūrą 10-15°C, padidinkite srautą 20-30%.

2 problema: Deformacijos (warpage)
Sprendimas: Subalansuokite temperatūras abiejose formos pusėse, pailginkite palaikymo laiką.

3 problema: Įtraukos (sink marks)
Sprendimas: Padidinkite formos temperatūrą 10°C (kad geriau perduotų slėgį), padidinkite palaikymo slėgį.

4 problema: Matmenų nestabilumas
Sprendimas: Patikrinkite termostatą (turi laikyti ±1°C), išvalykite filtrus.

Parametrų optimizavimas ant Tederic mašinų

1. Auditas: Išmatuokite formos temperatūrą keliuose taškuose, užfiksuokite ΔT.
2. Srauto optimizavimas: ΔT turi būti 2-4°C. Jei daugiau – didinkite srautą.
3. Medžiagos atitikimas: Naudokite integruotus Tederic profilius (pvz., "PP Standard").
4. Zonų valdymas: Naudokite nepriklausomus kontūrus formos šerdžiai ir ertmei.

8 pagrindinių plastikų aušinimo parametrai

• PP: 40-80°C (tipiškai 55°C). Didelis susitraukimas, būtinas tolygus aušinimas.
• HDPE/LDPE: 20-50°C. Trumpiausias ciklas dėl žemos temperatūros.
• ABS: 50-80°C. Svarbu paviršiaus kokybei.
• PC: 80-120°C. Griežta ±1°C kontrolė vidiniams įtempiams išvengti.
• PA6/PA66: 80-110°C. Aukštesnė temp = didesnis stiprumas.
• POM: 90-120°C. Labai jautrus netolygumui – gali įskilti.
• PEEK: 180-220°C. Tik sintetine alyva, aerospace/medical programos.

Atvejo analizė: 43% trumpesnis ciklas (Gamykla Lenkijoje)

Gaminys: PP indelis kosmetikai. Pradinė būklė: Ciklas 28 s, brokas 4,2%.
Pokyčiai: Išvalytos kalkių nuosėdos kanaluose, padidintas srautas nuo 12 iki 28 l/min, sumažinta formos temp nuo 45 iki 38°C.
Rezultatas: Ciklas sutrumpėjo iki 16 s, brokas sumažėjo iki 0,8%.
Investicija: ~7,5 tūkst. PLN. Metinė nauda: virš 500 tūkst. PLN. Atsipirkimas: 5 dienos.

Kaip pasirinkti aušinimo sistemą?

• Temp < 90°C: Vandens termostatas (standardas).
• Temp 90-300°C: Alyvos termostatas.
• Didelės serijos (>100k detalių): Verta svarstyti konforminį aušinimą.
• Tikslios detalės (±0,05 mm): Būtinas PID valdymas ir ±1°C stabilumas.

Priežiūra ir eksploatacija

Kasdien: sandarumo patikra, lygio bake tikrinimas.
Kas mėnesį: mechaninių filtrų keitimas/valymas, pH matavimas (turi būti 7,0-8,5).
Kasmet: pilnas aušalo keitimas, kanalų plovimas citrinos rūgštimi (nuosėdų šalinimas).

Aušinimo optimizavimo ROI

Aušinimo optimizavimas yra viena pelningiausių investicijų:

• Priežiūra/Auditas: Atsiperka per 1-2 mėnesius.
• Naujas termostatas: Atsiperka per 3-6 mėnesius.
• Konforminis aušinimas: Atsiperka per 12-24 mėnesius.

Apibendrinimas

Liejimo formų aušinimas sudaro 60-70% ciklo laiko – tai didžiausias gamybos našumo rezervas. Teisingai parinkta sistema ir sisteminga priežiūra leidžia dramatiškai padidinti įmonės pelningumą.

Mes, TEDESolutions, kaip įgaliotas Tederic partneris, siūlome nemokamą aušinimo sistemų auditą savo klientams, termostatų parinkimą ir pagalbą diegiant pažangias technologijas.

Skaitykite taip pat apie liejimo defektus ir jų šalinimą bei tikslaus liejimo formas.