گرم کن قالب

گرم کن قالب برای پیش ‌گرم کردن و همینطور حفظ و تنظیم دمای یک سری قالبهای خاص استفاده می‌شود و می‌تواند در زمینه های مختلف مانند دستگاه تزریق پلاستیک، اکستروژن، قالب‌گیری بادی، آهنگری و صنعت کفش استفاده شود. به طور کلی گرم کن های قالب در دو نوع گرم کن های آبی و روغن خلاصه می شوند. گرم کن های قالب آبی و روغن،  دارای ویژگی‌های جداگانه‌ای هستند که آن‌ها را برای برخی کاربردها نسبت به سایرین مناسب‌تر می‌سازد.

سرمایش و گرمایش قالب به طور ثابت و مناسب، کلید تضمین عملکرد صحیح دستگاه تزریق پلاستیک، اکستروژن و خروجی‌های تولید است. این دستگاه به دلیل دقت بالا، پایداری کار، بهبود ویژگی های محصول نهایی و افزایش کلی بهره وری به فرآیند تولید کمک می کند. به همین دلیل یکی از مهم ترین لوازم جانبی دستگاه تزریق پلاستیک، گرم کن قالب می باشد.

انواع گرم کن قالب

• گرم کن قالب آبی:

  گرم کن قالب آبی، وظیفه تنظیم دمای قالب را بر عهده دارد و مایعی که در این دستگاه استفاده می شود، آب می باشد. همچنین این دستگاه می تواند قالب را گرم و یا اینکه دما را حفظ کند.

• گرم کن قالب روغن:

  گرم کن قالب روغن، دستگاهی است که توانایی گرم کردن، حفظ و تنظیم دمای قالب را دارا می باشد. این نوع گرم کن با روغن کار می کند.

مزایای گرم کن قالب

• پایداری: گرم کن قالب از فناوری پیشرفته کنترل دما استفاده می کند که می تواند ثبات دمای قالب را حفظ کند و به طور موثر از نقص محصولات ناشی از نوسانات دما جلوگیری کند و در نتیجه کیفیت محصول را بهبود ببخشد.
• دقت: گرم کن قالب دارای دقت کنترل دمای بالایی است که می تواند نیاز های دستگاه تزریق پلاستیک را در زمینه کنترل دما بر آورده کند. در عین حال، دقت کنترل دما گرم کن قالب نیز می تواند راندمان تولید دستگاه تزریق پلاستیک را بالا ببرد.
• محدوده کنترل دما: گرم‌کن قالب با ارائه قابلیت کنترل دقیق دما، به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که با مواد و الزامات تولید مختلف سازگار شوند و در عین حال به فرآیندی پایدار و قابل کنترل دست پیدا کنند.

عملکرد گرم کن قالب

• بهبود راندمان قالب گیری محصول
• کاهش تولید محصولات معیوب
• بهبود ظاهر محصول و رفع عیوب محصول
• افزایش سرعت تولید
• کاهش مصرف انرژی و صرفه جویی در مصرف انرژی

طرز کار گرم کن قالب

به طور کلی، پمپ در سیستم انتقال نیرو، سیال داغ را از مخزن آب به داخل قالب منتقل می کند و سپس از داخل قالب به مخزن آب بر می گردد. سنسور دما، دمای سیال داغ را اندازه گیری می کند و داده ها را به پنل کنترل ارسال می کند. گرم کن قالب، دمای سیال داغ را تنظیم می کند و نیز به طور غیر مستقیم دمای قالب را هم تنظیم می کند. در حین تولید، اگر دمای قالب از مقدار تنظیم شده گرم کن، بیشتر شود، شیر برقی برای اتصال لوله ورودی باز می شود تا زمانی که دمای سیال داغ یعنی دمای قالب به مقدار تنظیم شده بازگردد. اگر دمای قالب کمتر از مقدار تنظیم شده باشد، سیستم گرمایشی دستگاه روشن می شود و دما را به حالت تنظیم شده بر می گرداند.

کاربرد های گرم کن قالب

کاربرد های گرم کن قالب در دستگاه تزریق پلاستیک بسیار گسترده است. در اینجا چند نمونه آورده شده است:

• قالب گیری محفظه های محصولات الکترونیکی: محفظه های محصولات الکترونیکی به قالب گیری بسیار دقیق نیاز دارند. استفاده از گرم کن قالب می تواند دمای قالب را پایدارتر کند تا جریان و سرعت انجماد مواد در طول قالب گیری کنترل شود.
• قالب گیری قطعات خودرو: قطعات خودرو نیاز به استفاده از مواد پلاستیکی با کارایی بالا دارند که بتوانند دما و فشار بالا را تحمل کنند. با استفاده از گرم کن قالب می توان دمای قالب را کنترل کرد، به طوری که مواد پلاستیکی می توانند در طول فرایند قالب گیری به عملکرد مطلوب دست پیدا کنند.
• قالب گیری دستگاه های پزشکی: دستگاه های پزشکی نیاز به دقت بالا دارند و باید قابل اطمینان باشند. استفاده از گرم کن قالب می تواند دمای قالب را پایدارتر کند، در نتیجه تغییرات ظریف در طول فرایند قالب گیری را کنترل می کند تا از کیفیت محصول نهایی اطمینان حاصل شود.
• قالب گیری قطعات لوازم خانگی: قطعات لوازم خانگی نیاز به استفاده از مواد پلاستیکی با کارایی بالا دارند که می توانند دما و فشار بالا را تحمل کنند. با استفاده از گرم کن قالب می توان دمای قالب را کنترل کرد، به طوری که مواد پلاستیکی می توانند در طول فرایند قالب گیری به عملکرد مطلوب دست پیدا کنند.

چگونه گرم کن قالب مناسب را انتخاب کنیم؟

هنگام انتخاب یک گرم کن قالب، مهم است که تجهیزاتی را انتخاب کنید که برای نیاز های تولید و مقیاس مجموعه شما مناسب باشد. عواملی که باید در نظر گرفته شوند عبارت اند از اندازه قالب، مواد تولید، حجم تولید و دقت کنترل دمای مورد نیاز.

اما جدا از این موارد، مسائل دیگری هم وجود دارد که باید به آن توجه کنید:

• ماده انتقال دهنده گرما: ماده رسانایی گرما با توجه به نیازهای ما می توانند آب یا روغن باشند. به عنوان مثال گرم کن قالب آبی امکان کنترل دقیق بر دما را فراهم می کند، اما دما فقط می تواند تا 180 درجه سانتی گراد برسد. در حالی که اگر از سیستمی با روغن به عنوان واسطه رسانای گرما استفاده کنید، می توانید به دمای بسیار بالاتری برسید، تا 350 درجه سانتیگراد، که برای تولید محصولی که از ترکیباتی با نقطه ذوب بالاتر استفاده می کند، مناسب تر است.
• نوع سیستم کنترل: نوع سیستم کنترل می تواند آنالوگ یا دیجیتال باشد. با کنترلرهای دیجیتال، می توانید از یک صفحه نمایش دیجیتال بصری برای تنظیم دمای خود و روشن یا خاموش کردن کنترلر استفاده کنید. این ساده ترین روش است. هر دو سیستم دقیق هستند و با این حال، اگر مشتری یک سیستم PLC دار را انتخاب کند، اتصال و ارتباط با سایر ماشین‌ها و افزودن حسگرهای اضافی برای جمع‌آوری داده‌ها آسان‌تر است.
• محیط کاری: محیط های کاری می توانند بر عملکرد گرم کن قالب تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، سیستم‌های کنترل آنالوگ برای محیط‌های تولید پر تنش مناسب هستند زیرا می‌توانند نویز الکترونیکی قابل توجهی را بدون ایجاد اختلال در فرآیند تحمل کنند. این به دلیل کنترل های آنالوگ است که به صفحه الکترونیکی متکی نیستند. از سوی دیگر، اینکه تولید در اتاق تمیز انجام شود یا نه نیز مهم است. زیرا گرم کن قالب روغن با بخار روغن کار می کنند. اگر نشت روغن وجود داشته باشد، تمیز کردن محیط می تواند چالش برانگیز باشد. بنابراین، معمولاً یک مدل گرم کن قالب روغن برای محیط های تمیز توصیه نمی شود.

در فرایند دستگاه تزریق پلاستیک، معمولاً قالب در دمای ثابتی با جریان دادن مداوم مایع خنک‌کننده درون خود کنترل می شود. اگر جریان مایع خنک‌کننده کافی نباشد، یا دمای مایع خنک‌کننده مطابق انتظار نباشد، دمای قالب نمی‌تواند در محدوده تعیین‌شده باقی بماند. سازندگان گرم کن قالب، مشخصات آن را با توجه به اندازه قالب و قطعه محاسبه می کنند. با این حال، برای مهندسان و تحلیلگرانی که از نرم‌افزار شبیه‌سازی استفاده می‌کنند، برای ارزیابی عملکرد یک گرم کن قالب می‌تواند چالشی باشد.

در اینجا چند اصل برای استفاده از نرم افزار CAE برای ارزیابی بهتر عملکرد گرم کن قالب آورده شده است:

• در تنظیمات تحلیل جریان Moldex3D، کاربران می توانند دو نوع از شرایط را برای کانال های خنک کننده اعمال کنند: سرعت جریان و فشار. هنگامی که مایع خنک کننده از کانال خنک کننده عبور می کند، سرعت جریان در ورودی و خروجی برابر است. کاربران فقط باید دبی را در یک طرف کانال خنک کننده اندازه گیری کنند و سرعت جریان در طرف دیگر قابل دستیابی است. از نظر فشار، فشار ورودی بیشتر از فشار خروجی است و جریان، ناشی از این اختلاف فشار است. مقدار پیش فرض فشار خروجی صفر است. کاربران فقط باید مرز فشار را در ورودی تعیین کنند و این مقدار برابر با اختلاف فشار بین ورودی و خروجی خواهد بود. اگر نموداری برای نشان دادن رابطه بین دبی کانال خنک کننده و فشار ایجاد کنیم، می بینیم که با بیشتر شدن اختلاف فشار، دبی بیشتر می شود. این دو پارامتر تقریباً متناسب هستند.

• جدای از اختلاف فشار، مقاومت جریان عامل دیگری است که بر جریان تأثیر می گذارد. مقاومت جریان با برخی شرایط مانند قطر کانال خنک کننده، طول کانال، صافی دیواره کانال، خواص خنک کننده و سرعت جریان متفاوت است. معادله دارسی ویسباخ روابط بین این پارامترها را نشان می دهد.

• عملکرد یک گرم کن قالب فشار دادن مایع خنک کننده به سمت جریان و تثبیت دمای خنک کننده است. وظیفه اصلی پمپ در گرم کن قالب، هل دادن مایع خنک کننده به سمت جریان است. هنگامی که فشار پمپ افزایش می یابد، سرعت جریان کاهش می یابد. هنگامی که دبی افزایش می یابد، فشار پمپ کاهش می یابد. ما می توانیم حداکثر نرخ جریان و مقادیر حداکثر فشار را در مشخصات گرم کن قالب ببینیم، اما باید توجه داشته باشیم که این دو شرایط هرگز به طور همزمان وجود ندارند. می بینیم که فشار گرم کن قالب با جریان در شکل زیر نسبت معکوس دارد.

• کاربران می توانند نرخ جریان و اختلاف فشار هر کانال خنک کننده را از طریق تجزیه و تحلیل آن به دست آورند. نرخ جریان کل کانال های خنک کننده جریانی است که گرم کن قالب باید ارائه دهد. حداکثر فشار در کانال خنک کننده حداقل فشاری است که گرم کن قالب باید ایجاد کند. کاربران می توانند مختصات نقطه کل نرخ جریان و حداکثر اختلاف فشار را در نمودار خطی وارد کنند. اگر نقطه مختصات زیر خط باشد، به این معنی است که گرم کن قالب قادر به ارائه سرعت جریان و فشار کافی است. اگر نقطه مختصات بالاتر از خط باشد، به این معنی است که گرم کن قالب قادر به ارائه سرعت جریان و فشار کافی نیست. آخرین نسخه Moldex3D، R17، اکنون قادر است داده های حداکثر افت فشار، سرعت جریان کل و اتلاف گرما را ارائه دهد.

کلام آخر

کدام نوع گرم کن قالب برای اهداف تجاری شما منطقی است؟ برای پاسخ به این سوال، باید نیازهای تولیدی خود را در نظر بگیرید و ویژگی های کلیدی هر واحد را ارزیابی کنید تا مشخص کنید کدام مدل مناسب ترین است. به عنوان مثال، اگر شما نیاز به رسیدن به دمای بالا دارید، یک گرم کن قالب روغن مناسب تر خواهد بود. در مقابل، یک واسطه گرمایشی مبتنی بر آب برای مدیریت دمای پایین تر ترجیح داده می شود.

از میان طیف وسیعی از گرم کن های بهداد صنعت، از جمله دو نوع آبی و روغن و لوازم جانبی دستگاه تزریق پلاستیک با کیفیت بالا را می توانید از بهداد صنعت تهیه کنید و پروسه تولید خود را بهبود ببخشید.