L'aspetto chiave dello stampaggio a iniezione a specchio è il sistema di controllo della temperatura dello stampo. A differenza dello stampaggio a iniezione generale, la differenza principale risiede nel controllo della temperatura dello stampo piuttosto che nei requisiti delle macchine per lo stampaggio a iniezione. Il sistema di controllo della temperatura dello stampo per lo stampaggio a iniezione a specchio viene comunemente chiamato termoregolatore dello stampo a specchio. Questo sistema funziona in tandem con le macchine generali per lo stampaggio a iniezione per sincronizzare le azioni durante il riempimento, il mantenimento della pressione, il raffreddamento e l'apertura e chiusura dello stampaggio a iniezione.
La tecnologia chiave del sistema di controllo della temperatura è il metodo di riscaldamento della superficie dello stampo e la superficie lucida dello stampo ottiene calore principalmente nei seguenti modi:
1. Metodo di riscaldamento basato sulla conduzione del calore:Il calore viene condotto alla superficie dello stampo attraverso tubi interni dello stampo utilizzando elementi riscaldanti a olio, acqua, vapore ed elettrici.
2. Metodo di riscaldamento basato sulla radiazione termica:Il calore è ottenuto attraverso la radiazione diretta di energia solare, raggio laser, raggio di elettroni, luce infrarossa, fiamma, gas e altre superfici dello stampo.
3. Riscaldamento della superficie dello stampo attraverso il proprio campo termico: Ciò può essere ottenuto tramite resistenza, riscaldamento a induzione elettromagnetica, ecc.
Attualmente, i sistemi di riscaldamento pratici includono una macchina per la temperatura dell'olio per il trasferimento di calore dell'olio ad alta temperatura, una macchina per la temperatura dell'acqua ad alta pressione per il trasferimento di calore dell'acqua ad alta temperatura e ad alta pressione, una macchina per la temperatura dello stampo a vapore per il trasferimento di calore del vapore, una macchina per la temperatura dello stampo a riscaldamento elettrico macchina per il trasferimento di calore del tubo di calore elettrico, nonché sistema di riscaldamento a induzione elettromagnetica e sistema di riscaldamento a radiazione infrarossa.
(l) Macchina per la temperatura dell'olio per il trasferimento di calore dell'olio ad alta temperatura
Lo stampo è progettato con canali di riscaldamento o raffreddamento uniformi, ottenuti tramite un sistema di riscaldamento dell'olio. Il sistema di riscaldamento dell'olio consente sia il preriscaldamento dello stampo che il raffreddamento durante il processo di iniezione, con una temperatura massima di 350°C. Tuttavia, la bassa conduttività termica dell'olio si traduce in una bassa efficienza e il petrolio e il gas generati possono influire sulla qualità dello stampaggio ad alta brillantezza. Nonostante questi inconvenienti, l’azienda utilizza comunemente macchine per la temperatura dell’olio e ha una significativa esperienza con il loro utilizzo.
(2) Macchina per la temperatura dell'acqua ad alta pressione per il trasferimento di calore dell'acqua ad alta temperatura e ad alta pressione
Lo stampo è progettato con tubi ben bilanciati all'interno e vengono utilizzate diverse temperature dell'acqua in diverse fasi. Durante il riscaldamento viene utilizzata acqua ad alta temperatura e surriscaldata, mentre durante il raffreddamento viene utilizzata acqua di raffreddamento a bassa temperatura per regolare la temperatura della superficie dello stampo. L'acqua pressurizzata può aumentare rapidamente la temperatura fino a 140-180 °C. Il sistema GWS di Aode è la scelta migliore per i produttori di sistemi di controllo della temperatura dell'acqua ad alta temperatura e alta pressione perché consente il riciclo dell'acqua calda, con conseguenti bassi costi operativi. Attualmente è il sistema più utilizzato nel mercato domestico ed è considerata la migliore alternativa al vapore.
(3) Macchina per la temperatura dello stampo a vapore per il trasferimento di calore a vapore
Lo stampo è progettato con tubazioni bilanciate per consentire l'introduzione di vapore durante il riscaldamento e il passaggio ad acqua a bassa temperatura durante il raffreddamento. Questo processo aiuta a raggiungere la temperatura ottimale della superficie dello stampo. Tuttavia, l'utilizzo di sistemi di riscaldamento a vapore ad alta temperatura e alta pressione può comportare costi operativi elevati poiché richiede l'installazione di apparecchiature per caldaie e la posa di condutture. Inoltre, poiché il vapore non è riciclabile nel processo produttivo, ha un tempo relativo di riscaldamento più lungo rispetto all’acqua. Per raggiungere una temperatura superficiale dello stampo di 150°C sono necessari circa 300°C di vapore.
(4) Macchina per la temperatura dello stampo a riscaldamento elettrico per il trasferimento di calore dei tubi del riscaldamento elettrico
Gli elementi riscaldanti a resistenza come piastre riscaldanti elettriche, telai e anelli utilizzano tubi di riscaldamento elettrici, di cui il tubo di riscaldamento elettrico è il più comunemente utilizzato. È costituito da un guscio di tubo metallico (tipicamente acciaio inossidabile o rame) con un filo a spirale in lega riscaldante elettrica (realizzato in lega di nichel-cromo o ferro-cromo) distribuito uniformemente lungo l'asse centrale del tubo. Il vuoto viene riempito e compattato con magnesia, che ha un buon isolamento e conduttività termica, e le due estremità del tubo sono sigillate con gel di silice. Gli elementi riscaldanti elettrici vengono utilizzati per riscaldare aria, solidi e vari liquidi.
Attualmente il sistema di riscaldamento tramite riscaldatori elettrici installati direttamente negli stampi è costoso e occorre pagare i brevetti per la progettazione degli stampi. Tuttavia, i tubi del riscaldamento elettrico si riscaldano rapidamente e l'intervallo di temperatura può essere controllato fino a 350°C. Con questo sistema la temperatura dello stampo può essere riscaldata a 300°C in 15 secondi e poi raffreddata a 20°C in 15 secondi. Questo sistema è adatto per prodotti più piccoli, ma a causa della temperatura più elevata del filo riscaldante che si riscalda direttamente, la durata relativa dello stampo è ridotta.
(5) Il sistema di riscaldamento a induzione elettromagnetica ad alta frequenza aumenta la temperatura del pezzo secondo il principio dell'induzione elettromagnetica.
L'effetto pelle provoca la formazione di correnti parassite più forti sulla superficie delparti di lavorazione, mentre sono più deboli all’interno e si avvicinano allo zero al centro. Di conseguenza, questo metodo può riscaldare la superficie del pezzo solo a una profondità limitata, rendendo l’area di riscaldamento piccola e la velocità di riscaldamento elevata, superiore a 14 °C/s. Ad esempio, un sistema sviluppato dall’Università Chung Yuan di Taiwan ha raggiunto una temperatura di oltre 20 °C/s. Una volta completato il riscaldamento della superficie, può essere combinato con apparecchiature di raffreddamento rapido a bassa temperatura per ottenere un riscaldamento e un raffreddamento rapidi della superficie dello stampo, consentendo il controllo variabile della temperatura dello stampo.
(6) Sistema di riscaldamento a radiazione infrarossa I ricercatori stanno sviluppando un metodo che utilizza la radiazione infrarossa per riscaldare direttamente la cavità.
La forma di trasferimento di calore associata agli infrarossi è il trasferimento di calore per radiazione. Questo metodo trasmette energia attraverso onde elettromagnetiche, non richiede un mezzo di trasferimento del calore e possiede una certa capacità di penetrazione. Rispetto ad altri metodi offre vantaggi quali risparmio energetico, sicurezza, attrezzature semplici e facilità di promozione. Tuttavia, a causa della debole capacità di assorbimento della fiamma del metallo lucido, la velocità di riscaldamento potrebbe essere maggiore.
(7) Sistema di ricezione del gas
L'iniezione di gas ad alta temperatura nella cavità dello stampo prima della fase di riempimento può aumentare in modo rapido e preciso la temperatura della superficie dello stampo fino a circa 200°C. Questa zona ad alta temperatura vicino alla superficie dello stampo previene problemi di compatibilità dovuti a forti differenze di temperatura. Questa tecnologia richiede modifiche minime agli stampi esistenti e ha bassi costi di produzione, ma richiede elevati requisiti di tenuta.
Tuttavia, ci sono ancora alcune sfide con il sistema di controllo della temperatura. I metodi pratici di riscaldamento come il vapore e il riscaldamento dell'acqua ad alta temperatura sono limitati e lo stampaggio a iniezione ad alta lucentezza richiede un sistema di controllo della temperatura dello stampo separato utilizzato insieme alla macchina per lo stampaggio a iniezione. Inoltre, le attrezzature e i costi operativi sono elevati. L’obiettivo è sviluppare e implementare una produzione su larga scala economicamente sostenibile di tecnologia di controllo della temperatura variabile dello stampo senza influenzare il ciclo di stampaggio. Sono necessari ricerca e sviluppo futuri, in particolare nei metodi pratici ed economici di riscaldamento rapido e nelle macchine integrate per lo stampaggio a iniezione ad alta brillantezza.
Lo stampaggio a iniezione ad alta lucentezza è un metodo comune utilizzato dalle aziende di stampaggio a iniezione, che produce prodotti lucidi. Aumentando la temperatura dell'interfaccia del fronte del flusso di fusione e del punto di contatto della superficie dello stampo, è possibile replicare facilmente parti complesse dello stampo. Combinando stampi con superfici lucide con speciali tecnopolimeri, è possibile ottenere prodotti di stampaggio a iniezione lucidi in un unico passaggio. Questoprocesso del tornioè noto anche come stampaggio a iniezione a ciclo termico rapido (RHCM) a causa del riscaldamento e raffreddamento rapidi, della temperatura variabile dello stampo, della temperatura dinamica dello stampo e della tecnologia di controllo della temperatura dello stampo alternato freddo e caldo. Viene anche definito stampaggio a iniezione senza spray, senza segni di saldatura e stampaggio a iniezione senza tracce per eliminare la necessità di post-elaborazione.
I metodi di riscaldamento includono vapore, elettrico, acqua calda, temperatura dell'olio elevata e tecnologia di controllo della temperatura dello stampo con riscaldamento a induzione. Le macchine per il controllo della temperatura dello stampo sono disponibili in vari tipi come macchine per la temperatura dello stampo a vapore, surriscaldate, elettriche, ad acqua, ad olio e ad induzione elettromagnetica.
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Orario di pubblicazione: 02 settembre 2024