In che modo le termocoppie a massa termica ridotta migliorano lo stampaggio dei canali caldi a ciclo ultra-rapido

Lo stampaggio a iniezione a parete sottile-a ciclo ultraveloce richiede una velocità di risposta termica ultraelevata della termocoppia e i tipici sensori corazzati-a parete spessa hanno una grande massa termica, che porta a un notevole ritardo di temperatura e non è in grado di soddisfare la regolazione della potenza in-tempo reale del controllo PID ad alta-velocità. Le termocoppie a bassa massa termica utilizzano una guaina a parete ultra-sottile, un filo in lega di micro-diametro e una struttura leggera con cordone esposto, che riduce notevolmente la capacità di accumulo di calore automatico-, realizza un feedback rapido della temperatura a livello di millisecondi-e diventa il sensore di corrispondenza standard per i sistemi a canali caldi a parete sottile-ad alto-ciclo. Questo documento discute i vantaggi strutturali, gli indici di prestazione e i principi di abbinamento applicativo delle termocoppie a bassa massa termica.

Le termocoppie con massa termica ridotta riducono l'accumulo di calore da tre dimensioni grazie a un design costruttivo semplice. La guaina ultrasottile in lega senza saldatura, con uno spessore di parete di soli 0,08–0,12 mm, è molto più sottile dello spessore di parete di 0,25 mm delle tradizionali sonde da 1,0 mm. Il tubo sottile stesso non immagazzina quasi alcun calore ridondante e la temperatura del canale caldo esterno può essere trasmessa istantaneamente al sensore interno. In secondo luogo, filo in lega ultrafine di micro-diametro-, diametro del filo singolo 0,1-0,15 mm, che riduce la capacità termica del conduttore stesso di oltre il 60% rispetto ai fili in lega convenzionali, evitando il ritardo termico causato dalla conservazione della temperatura propria del filo-. In terzo luogo, la testina di rilevamento del cordone è completamente esposta senza avvolgimento metallico ridondante. La giunzione termoelettrica è direttamente esposta alla superficie di misurazione metallica del canale caldo, senza che lo strato isolante e la parete della guaina blocchino il trasferimento di calore, in modo che il tempo di risposta sia inferiore a 0,8 secondi, mentre le termocoppie convenzionali della sonda senza messa a terra impiegano 2,5–4 secondi per raggiungere letture stabili. La struttura leggera complessiva elimina l'isteresi di massa termica. Pertanto, il segnale di temperatura restituito al controller può monitorare in modo sincrono la variazione in tempo reale-della temperatura di fusione all'ingresso nella produzione a ciclo ad alta velocità.

La formula del materiale ottimizzata risolve i limiti della resistenza strutturale a bassa massa termica. Poiché la guaina ultrasottile e i fili in lega micro-fine sono intrinsecamente carenti in termini di resistenza alla compressione meccanica e alla fatica, le termocoppie a bassa massa termica incorporano tracce di elementi in lega ad alta tenacità nelle formule della guaina e del filo. La guaina è realizzata in acciaio inossidabile 316L modificato ad alta-tenacità, che può sostenere piegature ripetute con un angolo minimo senza rompersi. Il filo in lega aggiunge componenti rinforzanti in silicio per evitare rotture in caso di vibrazioni moderate. La polvere isolante interna di ossido di magnesio utilizza un riempimento ad alta densità su scala nano-, che mantiene una buona resistenza di isolamento sotto uno spazio tubolare ultra-sottile e non causerà spazi vuoti dopo ripetuti cicli di freddo e caldo. Per lo stampaggio di pareti sottili-LCP a temperatura ultra-alta-, vengono progettate termocoppie di tipo N-adatte per massa termica bassa con guaine ultrasottili Inconel-, raggiungendo l'equilibrio tra la risposta rapida della massa termica bassa e le prestazioni anti-ossidazione ad-temperatura alta-.

Vantaggi nell'applicazione nella produzione di canali caldi a parete sottile a ciclo ultra rapido. Il riempimento e il raffreddamento vengono completati entro 1-3 s di un ciclo e la temperatura del punto di iniezione cambia drasticamente in breve tempo durante lo stampaggio di pareti sottili-ad alta velocità. Le tradizionali termocoppie a grande massa termica restituiscono le letture finali della temperatura, che causano una regolazione ritardata della potenza di riscaldamento. Il materiale fuso si raffredda e si solidifica rapidamente, causando germogli corti, segni di flusso e spessore delle pareti irregolare. I sensori a bassa massa termica vengono utilizzati per rilevare piccole fluttuazioni della temperatura del punto di iniezione in tempo reale e il controller PID regola in modo sincrono la potenza di riscaldamento in modo che la viscosità del fuso nel punto di iniezione sia mantenuta costante, riducendo notevolmente il tasso di scarto dei prodotti a pareti sottili-. Per i canali caldi a pareti sottili-cavità-più di 30 volte al minuto, le termocoppie multipunto combinate a bassa massa termica possono essere utilizzate per ottenere un controllo sincrono e bilanciato della temperatura di ciascun punto di accesso dell'ugello e quindi evitare la differenza di qualità tra le cavità dovuta al ritardo di reazione.

Requisiti particolari per l'installazione e la manutenzione di termocoppie a bassa massa termica. A causa della guaina ultra-sottile e dei fragili fili interni micro-sottili, l'estrusione forzata, il martellamento e la piegatura forzata ad angolo elevato sono assolutamente vietati durante l'installazione. Pre-formare manualmente il radiante di curvatura necessario con un ampio raggio di arco prima dell'inserimento. Per migliorare l'efficienza del trasferimento di calore, la superficie di contatto deve essere pulita dai depositi di carbonio e ricoperta con un sottile strato di pasta termoconduttiva e qualsiasi isolamento vario aumenterà il ritardo minore originale della struttura sottile. Per la pulizia quotidiana è necessario utilizzare una spazzola morbida in rame e una pistola ad aria compressa a bassa-pressione; una spazzola metallica in acciaio e un raschietto duro potrebbero graffiare la parete ultrasottile della guaina-causando una rapida perforazione da corrosione. Il ciclo di sostituzione regolare è più breve rispetto alle termocoppie convenzionali. I sensori di massa termica bassa devono essere sostituiti ogni due mesi come manutenzione preventiva nelle linee di produzione a-parete sottile a ciclo elevato-per evitare la frattura da fatica del filo causata dalle vibrazioni del ciclo termico-ad alta{14}}frequenza a lungo termine.

Adeguamento del criterio di selezione per termocoppie a bassa massa termica. Le termocoppie con cordone esposto messo a terra con bassa massa termica devono essere abbinate quando il ciclo di stampaggio è inferiore a 10 secondi e lo spessore della parete del prodotto è inferiore a 1 mm. Se l'officina presenta gravi interferenze elettromagnetiche (linea di produzione di parti elettroniche a parete sottile-), scegli sensori con schermatura a doppio strato- a bassa massa termica senza messa a terra, cedendo una piccola parte della velocità di reazione in cambio di prestazioni anti-interferenza stabili. Per stampi a parete sottile a ciclo medio con ciclo di 10-20 secondi, è possibile utilizzare come standard le solite sonde sottili a massa termica media per bilanciare il costo e la velocità di reazione. Il prezzo delle termocoppie a bassa massa termica è maggiore per unità rispetto ai sensori standard. Ma la riduzione degli scarti e il miglioramento dell’efficienza produttiva derivanti da un controllo coerente della temperatura possono compensare completamente i costi di approvvigionamento aggiuntivi nella produzione di massa.