ברבעון האחרון השתלטנו על העברת עובש מספק אירופאי-דיפוני פנים לרכב, PA66-GF30, סובלנות של ±0.08 מ"מ. צוות הייצור של הלקוח נלחם בחוסר יציבות ממדי במשך חודשים. הם כבר שדרגו ליחידת מים בלחץ של $12,000 עם דיוק שליטה של ±0.2 מעלות. הבעיה נמשכה.
משכנו את התבנית והרצנו צבע דרך מעגלי הקירור. שניים מתוך ששת הערוצים הראו הגבלת זרימה של 60% מקנה המידה. מעגל אחד בצד הליבה עבר 32 מ"מ ממשטח החלל באזור השער -כמעט פי שלושה מהמרחק המומלץ עבור ניילון מלא- בזכוכית. בקר הטמפרטורה עשה בדיוק מה שהוא היה אמור לעשות. התבנית לא נתנה לו שום דבר לעבוד איתו.
זו השיחה שאנו מנהלים לעתים קרובות יותר ממה שהיינו רוצים. בחירת בקר טמפרטורת העובש מקבלת התייחסות כהחלטת רכש המנותקת מתכנון כלי העבודה. רכישה מעריכה קצבי זרימה, יכולת חימום, דיוק בקרה. הנדסה חותמת. הייצור מתקין את היחידה ומצפה שהיא תפתור ניהול תרמי עבור כל עובש שנמצא במכונה. לא כך פועלת העברת חום.
התקרה שאף אחד לא מדבר עליה
בקר טמפרטורת עובש יכול להסיר חום רק מהר ככל שמעגל הקירור מאפשר. קוטר התעלה, המרחק ממשטח החלל, ניתוב המעגל, מערבולת הזרימה-אלה קובעים את קצב החילוץ התרמי. הבקר מווסת את טמפרטורת האספקה והזרימה. אם הגיאומטריה מגבילה כמה חום מגיע לנוזל הקירור, לבקר אין מה לווסת.
קבוצת בקרת הטמפרטורה של ENGEL מציבה את המספר על כ-20% של יציקות הדחיות בעקבות שגיאות בקרת טמפרטורה (engelglobal.com). מה שהנתון הזה לא מתפרץ הוא כמה מאותן "שגיאות" הן למעשה מגבלות עיצוביות. בתבניות שבדקנו במהלך השנתיים האחרונות, תקלה בציוד אחראית אולי לאחד מכל חמש בעיות איכות הקשורות לטמפרטורה-. השאר מסתכמים במעגלי קירור שהיו בגודל נמוך, ממוקמים בצורה גרועה או התקלקלו בגלל הזנחה.
היה לנו אתבנית מחבר רפואיבשנה שעברה-POM, שמונה חללים, דרישות קוסמטיות קפדניות על משטחי ההזדווגות. הלקוח ציין בקר מבוסס שמן- מכיוון שבגליון הנתונים של ספק החומרים שלו המליץ על טמפרטורת תבנית של 95 מעלות. יחידות הנפט פועלות בשקט יותר וצוות התחזוקה העדיף אותן. עָדִין. אבל POM לא צריך בקרת טמפרטורה מבוססת שמן- ב-95 מעלות. מערכת מים בלחץ מטפלת בטווח זה עם תגובה תרמית טובה יותר וצריכת אנרגיה נמוכה בכ-40%. הבעיה האמיתית הייתה שלעיצוב התבנית המקורי היו תעלות קירור מנותבות סביב פיני המפלט באופן שיצר אזורים מתים בצד החלל. מעבר מנפט למים לא היה מתקן את זה. עיצוב מחדש של פריסת המעגל עשה.
מה בעצם מניע את ההחזר
Regloplas מתעד הפחתת אנרגיית משאבה של 50% עם בקרת ∆T בתדר משתנה בהפחתת מהירות של 20% (regloplas.com). זה מספר אמיתי מיצרן מכובד. זה גם מספר שמניח שמעגל הקירור שלך יכול לנצל את קצבי הזרימה שהמשאבה מספקת. הצטברות אבנית, תעלות בגודל נמוך, אורך מעגל מופרז עם יותר מדי עיקולים-כל אחד מהאילוצים הללו פירושו שהמשאבה מתקשה יותר לדחוף נוזל קירור דרך מגבלות שלא אמורות להתקיים.
ההחזר המהיר ביותר שראינו באופטימיזציה של בקרת טמפרטורה לא כלל קניית ציוד חדש. לקוח אריזות קוסמטיקה בפולין קיצץ את זמן המחזור מ-28 שניות ל-16 שניות על ידי הסרת אבנית של שלושה מעגלים, החלפת חיישן PT100 נסחף ואיזון מחדש של הזרימה בין צד החלל לצידי הליבה. ההוצאה הכוללת הייתה מתחת ל-2,000 אירו. הפחתת זמן מחזור ב-2.4 מיליון חלקים שנתיים יצרה חיסכון שהחזיר את ההשקעה תוך פחות משבוע. בקרי הטמפרטורה שבהם הם השתמשו-בשום דבר מיוחד, יחידות מים סטנדרטיות מספק סיני{10}}עבדו מצוין ברגע שמערכת הקירור פעלה בפועל.
מתקן בראון של P&G נקט בגישה הפוכה, והשקיע רבות בניטור זרימה אלקטרוני בכל מעגל קירור בתבניות Oral-B רכיבים שלהם. הם השיגו שיעורי דחייה מתועדים מתחת ל-0.05% (ptonline.com). אבל צוות בראון גם הודה שלפני יישום ניטור-לכל מעגל, בקרת הטמפרטורה הייתה "קופסה שחורה" עבורם. הם חשדו ששונות תרמית משפיעה על עקביות הממדים, אך לא הצליחו לאבחן אילו מעגלים היו בעייתיים. זה הערך האמיתי של טכנולוגיית בקרת טמפרטורה מתוחכמת-נראות לתהליך שרוב המתקנים מתייחסים אליו כמוגדר-ו-שוכחים אותו.
השאלה החומרית
אנחנו נשאל על בקרי טמפרטורת מים לעומת שמן יותר כמעט מכל שאלת ציוד אחרת. התשובה היא פשוטה באופן משעמם: השתמש במים במידת האפשר, במים בלחץ עבור תרמופלסטיות הנדסיות עד כ-230 מעלות, בשמן רק כאשר אתה באמת צריך משטחי עובש מעל הטווח הזה. הצצה, PPS, בטוחפוליאמידים-בטמפרטורה גבוהה-אלה דורשים שמן. PA, PC, POM, ABS, כל מה שנמצא בטווח הסחורות וההנדסה הסטנדרטית-מים מתמודדים עם מוליכות תרמית טובה יותר, עלות תפעול נמוכה יותר, וללא כאבי ראש של זיהום.
השאלה המעניינת יותר היא כיצד בחירת החומר משפיעה על עיצוב מעגל הקירור, אשר לאחר מכן משפיעה על מה שבקר הטמפרטורה צריך להשיג. תרכובות מלאות בזכוכית-מעבירות לתבנית יותר חום באופן משמעותי מאשר ציונים לא מלאים בנפחי זריקה מקבילים. תבנית המיועדת ל-PA66 ללא מילוי תתקשה מבחינה תרמית כאשר הייצור יעבור ל-30% PA66 במילוי זכוכית-. מעגלי הקירור בגודל של החומר הלא מלא אינם יכולים לחלץ חום מהר מספיק. זמני המחזור מתארכים או שחלקים יוצאים עם לחץ שיורי כתוצאה מקירור לא מספיק.
אנו מתכננים לדרגת החומר התובענית ביותר שהכלי יעבד. אם יש סיכוי שהייצור יעבור מתרכובות לא מלאות לתרכובות מלאות, מערכת הקירור צריכה להכיל את זה מהיום הראשון. שינויים בשינויים מחדש-הוספת מעגלים, התקנת תוספות קירור תואמות-מגיעים ל-$5,000 עד $15,000 ומחייבים הוצאת התבנית מייצור. בניית קיבולת תרמית נאותה לתוך התכנון המקורי מוסיפה אולי 10-15% לעלות הכלים. המתמטיקה בדרך כלל מעדיפה לעשות את זה נכון בפעם הראשונה.
הנקודה העיוורת התחזוקה
אף אחד לא מתקצב לתחזוקת מערכת הקירור עד שמשהו נשבר. הסרת אבנית רבעונית, אימות קצב זרימה, בדיקת איטום-משימות אלו נדחפות מכיוון שתזמני הייצור צפופים והתבניות "פועלות בסדר". ואז בהדרגה, במשך שישה עד שנים עשר חודשים, זמני המחזור גולשים כלפי מעלה. מדדי איכות מחליקים. מישהו בסופו של דבר מושך את הכלי ומוצא תעלות שנראות כמו החלק הפנימי של דוד מים ישן.
שכבת קנה מידה בגודל 1/16 אינץ' מוסיפה בערך 15% לזמן הקירור. זה מצטבר לאט מספיק כדי שהמפעילים מייחסים את המחזורים הארוכים יותר לשונות אצווה חומרים, שינויים בטמפרטורת הסביבה או בלאי מכונות. עד שהקשר להתדרדרות מערכת הקירור מתגלה, אכלת את עונש זמן המחזור על פני אלפי שעות ייצור.
המתקנים שנמנעים ממלכודת זו מתייחסים לתחזוקת מערכת הקירור כפי שהם מתייחסים לתחזוקה מונעת במכונות ההזרקה עצמן-מתוזמנת, מתועדת, בלתי-ניתנת למשא ומתן. בדיקות זרימה כל רבעון. הסרת אבנית מדי שנה או כאשר קצבי הזרימה יורדים מתחת לקו הבסיס. כיול חיישן לפי לוח זמנים אמיתי ולא כאשר קריאות מתחילות להיראות חשודות. אלה לא פעילויות יקרות. הם רק דורשים שמישהו יהיה בעל האחריות.
איפה אנחנו נכנסים
ב-Abis Mould, מפרט מערכת הקירור הוא חלק מה-היקף DFMבכל תוכנית. אנו מדגמים חלוקת שטף חום, ערוצי גודל עבור יעדי החומר וזמן המחזור, ומגדירים ניתוב מעגלים כדי למנוע את השטחים המתים ומגבלות הזרימה שיוצרות בעיות בייצור. בחירת בקר הטמפרטורה מתרחשת במורד הזרם-ברגע שנדע באילו תנאים תרמיים התבנית יכולה באמת לתמוך.
עבור תבניות קיימות עם בעיות איכות הקשורות-לטמפרטורה, אנו יכולים להעריך אם המגבלה היא ציוד או גיאומטריה. לפעמים שדרוג הבקר הגיוני. לעתים קרובות יותר, הבעיה היא מעגל קירור שדורש שינוי או תחזוקה שנדחה יותר מדי זמן. כך או כך, האבחנה מתחילה בתבנית, לא בגיליון המפרט של יחידת בקרת טמפרטורה חדשה.
אם אתה מתכנן אתוכנית עובשעם דרישות תרמיות קפדניות, או מאבק בבעיות טמפרטורה בכלים קיימים, צוות ההנדסה שלנו יכול לעבור על הפרטים הספציפיים. שיחת מערכת הקירור פרודוקטיבית יותר כשהיא מתרחשת מוקדם-אבל אף פעם לא מאוחר מדי להבין מה בעצם מגביל את הביצועים.