Всеки инструмент на пресата показва, че плочата е на перфектните 180 градуса, но композитните части постоянно излизат недостатъчно втвърдени в определена зона. Термодвойката не лъже, но измерва температурата на плочата, а не на детайла. Решаващата липсваща връзка е термичният контакт между плочата и формата. Този разочароващ сценарий-подтвърдени части правилна плоча за отчитане на температуратаусловия-е един от най-често срещаните и погрешно диагностицирани проблеми при операциите на нагрята преса. Добрата новина е, че основната причина почти винаги е механична, а не термична и може да бъде разрешена чрез системно отстраняване на неизправности.
Скритият спад на температурата: защо частта е по-студена от сензора
Вградената термодвойка или температурен детектор на съпротивление (RTD) вътре в плочата отчита температурата на самото тяло на плочата. Това четене обикновено е точно. Въпреки това, топлината трябва да тече от плочата, през интерфейса, през матрицата и в детайла. Всеки интерфейс въвежда термично съпротивление.
Две чисти, плоски метални повърхности, притиснати една към друга, все още се докосват само в най-високите върхове на тяхната микроскопична грапавост. Останалата част се състои от-запълнени с въздух празнини. Въздухът е много лош топлопроводник (приблизително 0,026 W/m·K). Резултатът е атермично контактно съпротивление-измерим спад на температурата през интерфейса.
Например, ако плочата показва 180 градуса, повърхността на матрицата в контакт с плочата може да бъде само 165 градуса, а лицето на кухината на матрицата, която докосва частта, може да бъде 150 градуса. Този спад от 30 градуса или повече е достатъчен за производство на недостатъчно втвърдени части, особено в термореактивни композити, епоксиди или процеси на формоване на каучук, където кинетиката на втвърдяване е силно -чувствителна към температура (спад от 10 градуса може да удвои или утрои необходимото време за втвърдяване).
Защо една зона се държи зле, докато други са добре
Проблемът често е локализиран в една зона или една област на плочата. Възможни са няколко основни причини:
Леко изкривена форма или валяка– С течение на времето плесените могат да развият дъга или усукване. Хлабина от само 0,05 mm на разстояние от 200 mm може да създаде значителен въздушен слой. Равнината трябва да бъде в рамките на 0,025 mm на 300 mm за критични приложения.
Отломки между повърхностите– Единична частица втвърдена смола, метален ръб или парче освобождаващ филм, уловен между плочата и матрицата, локално предотвратява контакта. Дори частица с дебелина 0,1 мм може да повдигне матрицата, създавайки празнина около нея.
Неравномерен тонаж на пресата– Много{0}}точковите хидравлични преси може да не разпределят силата равномерно. Зона с ниско -налягане в единия ъгъл или по дължината на един ръб означава по-малка контактна сила, по-високо термично контактно съпротивление и следователно по-нисък пренос на топлина в тази област на формата.
Износени или неправилно подравнени плочи– В продължение на много цикли самата повърхност на плочата може да стане неравна поради термично циклично пълзене, корозия или механична повреда.
Процедура-по-отстраняване на неизправности стъпка
Стъпка 1: Проверете отчитането на температурата с независими сензори
Преди да приемете проблем с интерфейса, потвърдете, че вграденият сензор функционира правилно. Повърхностна сонда (термодвойка или инфрачервен термометър) трябва да се постави директно върху повърхността на плочата в съмнителната зона, а не във вграденото гнездо. Сравнете с известна-добра зона. Ако самата повърхност на плочата е студена, проблемът е неизправен нагревател или сензор, а не проблем с интерфейса.
Стъпка 2: Проверете и почистете контактните повърхности
Валята и задната страна на матрицата трябва да бъдат добре почистени. Всички остатъци, ръжда или отломки трябва да бъдат отстранени с помощта на не-абразивен разтворител и фина стъргалка или пластмасова шпатула. Абразивните тампони (напр. Scotch-Brite) могат да се използват с повишено внимание, за да се избегне промяна на профила на повърхността. След почистване повърхностите трябва да се огледат визуално на силна светлина. Всички останали тъмни петна или повдигнати частици са съмнителни.
Стъпка 3: Проверете плоскостта с прав ръб и щуп
За проверка на плоскостта както на плочата, така и на задната страна на матрицата се използват машинистки прави ръбове и калибрирани измервателни уреди. Правият ръб се поставя диагонално и по централните линии. Пропуските се измерват. Всяка празнина, надвишаваща 0,05 mm, показва проблем с плоскостта. Изкривената форма може да бъде направена отново на фреза или шлифовъчна машина. Изкривената плоча може да изисква професионално повторно шлайфане или подмяна.
Стъпка 4: Оценете разпределението на контактното налягане
Контактното налягане може да се визуализира с-чувствителен на натиск филм (напр. Fujifilm Prescale или подобен). Фолиото се поставя между плочата и матрицата и пресата се затваря до нормален тонаж. Получената плътност на цвета разкрива зони с високо- и ниско-налягане. Като алтернатива се извършва тест за подложка: тънки ленти от месинг или пластмаса (0,05 mm, 0,10 mm, 0,15 mm) се поставят по краищата. Пресата се затваря и се оценява устойчивостта на издърпване на всяка подложка. Лесно издърпана подложка показва недостатъчно контактно налягане в тази област.
Ако цяла зона показва ниско налягане, тонажът на пресата може да се наложи да се коригира или формата да се подложи (напр. чрез използване на тънки подложки от неръждаема стомана, поставени под зоната с ниско-налягане върху опорната плоча на формата). За хидравлични преси с няколко цилиндъра отделните налягания в цилиндъра могат да бъдат балансирани.
Стъпка 5: Нанесете термичен интерфейсен материал (TIM)
Когато плоскостта и налягането са оптимизирани, но спадът на температурата остава, между плочата и матрицата се въвежда тънък, податлив и високопроводим термичен интерфейсен материал. Има два ефективни варианта:
Графитно фолио– Гъвкав лист от ексфолиран графит, обикновено с дебелина 0,2–0,5 mm. Графитът има -равнинна топлопроводимост от 150–300 W/m·K и-проводимост по дебелина от 5–15 W/m·K. Фолиото се компресира под налягане, приспособявайки се към повърхностните неравности и измествайки въздушните междини. Графитното фолио може да намали спада на температурата на интерфейса с 50–80% в сравнение със сух контакт метал-към-метала. Стабилен е до 400 градуса в инертна атмосфера и до 300 градуса във въздуха (окисляването ограничава живота).
Мека медна подложка– Тънък (0,1–0,3 mm) закален меден лист. Медта има много висока топлопроводимост (приблизително . 400 W/m·K), но е по-малко съвместима от графита. Работи най-добре, когато повърхностите вече са относително плоски. Медните подложки могат да се използват многократно, но могат да се-втвърдят при многократни цикли.
Бележка за приложението:TIM трябва да покрива цялата площ на съмнителната зона, като се простира малко отвъд нагрятата област. Не трябва да се използват лепила или грес, тъй като те могат да се разградят при повишени температури и да внесат замърсяване.
Пример за процес: Преди и след подобряване на интерфейса
Преса за формоване чрез компресия за епоксидна смола, подсилена със стъклени влакна, произвеждаше недостатъчно втвърдени части в задния ляв квадрант. Термодвойката на плочата отчита 185 градуса, но частите показват непълно омрежване. Разкрито отстраняване на неизправности:
Проверка на плоскостта: 0,15 mm празнина под задния ляв ъгъл на формата
Филм под налягане: практически няма контактно налягане в този квадрант
Основна причина: изкривена основа на матрицата и частица отломки, уловени по време на предишния монтаж
След почистване, възстановяване на повърхността на основата на матрицата и инсталиране на 0,3 mm графитно фолио между плочата и формата, спадът на температурата през интерфейса падна от приблизително 25 градуса до по-малко от 5 градуса. Частите се втвърдяват напълно и последователно.
Кога да отхвърлите формата или плочата
Ако корекцията на плоскостта (чрез подложки или повторно напластяване) и прилагането на TIM не успеят да разрешат недостатъчното втвърдяване, матрицата или плочата може да са извън икономичния ремонт. Пукнатини, силна корозия или голяма деформация (повече от 0,5 mm) обикновено изискват подмяна. Производствена загуба дори от един ден често оправдава цената на нова прецизно-шлифована плоча или повторно-произведена форма.
Заключение: Болен интерфейс, а не болен нагревател
Недостатъчно втвърдена част въпреки правилното отчитане на температурата е класически признак за болен интерфейс, а не за болен нагревател. Лечението е да направите валяка и формата наистина интимни, термично казано. Чисти повърхности, проверена плоскост, подходящо и равномерно контактно налягане и-където е необходимо-съвместим термичен интерфейсен материал възстановяват пътя на топлинния поток. Топлината протича през перфектното докосване, а несъвършеното докосване може да спре целия процес. Като следват описаните по-горе систематични стъпки за отстраняване на неизправности, операторите могат да трансформират разочароващ, периодичен проблем с качеството в предвидим, контролиран процес. Валицата е гореща; мухълът вече не трябва да е гладен за топлина.
