Схема оптимизации контроля температуры пресс-формы для экструзионной линии по производству профилей ДПК

(Совместимость с линиями экструзии профилей WPC Yongte, обеспечивающими «точный контроль температуры + равномерную теплопередачу + динамическую адаптацию» для решения таких проблем, как неравномерность потока и поверхностные дефекты в материалах WPC (переработанный ПП/ПЭ с 60-70% древесной муки), при этом обеспечивая баланс между качеством продукции и эффективностью производства)

I. Основное значение контроля температуры пресс-формы

Форма для профиля ДПК является важнейшим компонентом при формовке материалов, где контроль температуры напрямую влияет на:

Текучесть композиционного материала из древесного порошка и переработанного пластика плохая. Низкая температура формы приведет к недостаточному заполнению материала и закупорке проточных каналов. Высокая температура приведет к карбонизации древесного порошка, пожелтению поверхности изделия и неравномерной усадке размеров.

Качество формования продукции: неравномерность температуры может вызвать такие дефекты, как отклонение толщины стенок, шероховатость поверхности, пузыри и коробление профилей, что особенно влияет на плоскостность и несущую способность строительных профилей (например, полов и стеновых панелей).

Производительность: разумная температура пресс-формы может сократить время охлаждения и схватывания материала, согласовать ритм экструдера и тяговой машины, а также избежать остановок и доработок, вызванных плохой настройкой.

Основная цель – поддерживать колебания температуры пресс-формы в пределах±2℃, тем самым создавая систему с замкнутым контуром, которая обеспечивает равномерное распределение температуры по каналу потока, стабильный поток материала и быстрое и точное затвердевание материала.

II. Схема оптимизации температуры пресс-формы по различным сценариям

1. Базовая настройка температуры: точное соответствие характеристикам сырья и продукции.

Температура внутренней совместимости материалов ДПК должна определяться путем уравновешивания температуры плавления переработанного ПП/ПЭ (130–170°С).°В) с максимальной термостойкостью древесного порошка (≤180°С). Это требует оптимизации структуры продукта для предотвращения карбонизации древесного порошка или недостаточной пластификации материала.

сценарии применения	Оптимальный температурный диапазон для работы пресс-формы	Исходные настройки по умолчанию	логика оптимизации	точка улучшения качества/эффективности
Стандартное сечение (простое сечение, например, плоская пластина, квадратная труба)	170-175℃	160-170℃	Температура несколько выше, чем у задней части экструдера (175-180°С).℃), что снижает сопротивление потоку, вызванное внезапным охлаждением материала у отверстия матрицы.	Скорость разгрузки увеличивается на 10%, а гладкость поверхности улучшается на 20%.
Сложные профили (многополые, тонкостенные, с множеством углов, например декоративные молдинги)	175-180℃	165-170℃	Увеличьте температуру в полости, чтобы обеспечить полное заполнение материала и предотвратить нехватку материала или следы сварных швов.	Пропускная способность продукции увеличилась на 15%, а доля переделок из-за нехватки материалов упала ниже 1%.
Высокое содержание древесины (≥65%)	172-178℃	165-170℃	Древесный порошок имеет плохую текучесть, а вязкость материала снижается при умеренном нагревании, избегая при этом чрезмерной температуры, приводящей к карбонизации древесного порошка.	Частота закупорки каналов потока снижается на 80%, а колебания нагрузки экструдера уменьшаются на 10%.
Переработанный ПП/ПЭ имеет низкую температуру плавления (≤140℃)	165-170℃	160-170℃	Подберите температуру плавления сырья, чтобы предотвратить преждевременное охлаждение или чрезмерную пластификацию.	Уменьшите степень усадки с 3% до менее 1,5%.
высокая скорость производства (≥Скорость тяги 2 м/мин)	173-177℃	165-170℃	После ускорения время пребывания материала в форме сокращается, а повышение температуры компенсирует текучесть.	Увеличение производительности на 20%, отсутствие дефектов шероховатости поверхности

2. Оптимизация однородности температуры: устранение дефектов формования, вызванных локальной разницей температур.

Колебания температуры (≥5℃) часто возникают в зоне подачи, полости, выпускном отверстии и углах форм для профилей ДПК. Чтобы обеспечить равномерную температуру по всей форме, требуется сочетание зонального контроля температуры и оптимизации конструкции.

(1) Модернизация отопления и контроля температуры в зоне

План реконструкции: Кольцо нагрева формы будет разделено на 3-4 независимые зоны (зона подачи, средняя часть полости, конец полости и выпускное отверстие), каждая из которых будет оснащена автономным ПИД-регулятором температуры (±0.5℃ точность), заменяя традиционную интегрированную систему отопления.

Конфигурация температурного градиента: зона подачи (175-180°С).℃) → средняя полость (172-175℃) → конец полости (170-172℃) → разгрузочное отверстие (168-170℃Разница температур в каждой области формы велика; или распределение системы охлаждения неравномерное

Результаты: Разница температур каждой области формы составляет менее 2℃, отклонение толщины стенки профиля уменьшается от±от 0,3 мм до±0,1 мм, а степень плоскостности поверхности увеличивается на 95%.

(2) Оптимизация расположения нагревательных элементов

Замените традиционное одноконтурное нагревательное кольцо полугерметичной керамической нагревательной плиткой, которая прилегает к поверхности формы (увеличивая площадь контакта на 60%) и снижает тепловые потери.

Добавьте вспомогательные нагревательные стержни (мощностью 50-100 Вт) по углам формы и узкие каналы потока, чтобы компенсировать быстрое рассеивание тепла и низкую температуру в этих местах.

Между нагревательным элементом и формой помещается высокотемпературная изоляционная вата (толщиной 5-8 мм), чтобы предотвратить передачу тепла к раме, тем самым уменьшая температурную реакцию формы на условия окружающей среды.

(3) Адаптация структуры канала потока

Если в бегунке формы имеется мертвая зона (материал легко держится), внутреннюю стенку бегунка следует отполировать (шероховатость Ra≤0.8μм) и площадь поперечного сечения мертвой зоны должна быть увеличена. Кроме того, локальное отопление (+3-5℃) следует применять во избежание удержания материала и карбонизации.

Древесный порошок имеет плохую текучесть, а вязкость материала снижается при умеренном нагревании, избегая при этом чрезмерной температуры, приводящей к карбонизации древесного порошка.±2℃) для соответствующих зон.

3. Модернизация оборудования для контроля температуры: повышение стабильности температуры и скорости реагирования.

(1) Модернизация системы контроля температуры

Замените стандартные термостаты интеллектуальными термостатами ПИД (±0.1℃ точность), которые автоматически регулируют мощность нагрева, чтобы предотвратить превышение температуры (внезапное падение после быстрого повышения температуры).

Датчик обратной связи по температуре (платиновое сопротивление PT100, время отклика≤0,5 с) устанавливается на внутренней стенке полости формы (не на поверхности нагревательного кольца) для сбора данных о температуре в режиме реального времени из зоны контакта с материалом, предотвращая ошибочную оценку «температура поверхности соответствует стандарту, но температура полости недостаточна».

(2) Система охлаждения точно подобрана.

Форма должна быть оборудована разделительной охлаждающей водой: канал охлаждающей воды (диаметром 8-10 мм) устанавливается на выходе и в конце полости, а скорость потока охлаждающей воды (0,5-1,5 м/с) контролируется электромагнитным клапаном для достижения баланса «нагрев и формование + местное охлаждение»;

Температура охлаждающей воды строго контролируется на уровне 15-20°С.℃ (в соответствии с предыдущей оптимизацией системы охлаждения производственной линии), предотвращающей замедление схватывания формы из-за чрезмерной температуры или из-за недостаточной температуры, вызывающей чрезмерные колебания температуры формы.

Для сложных профилей с острыми углами или неравномерной толщиной стенок применяется конструкция «точечного охлаждения» (с использованием форсунок микроохлаждения) для точного снижения локальных температур и предотвращения коробления профиля.

4. Стратегия динамической корректировки: адаптация к изменениям в сценариях производства.

Температура пресс-формы не является фиксированной величиной и должна динамически регулироваться в зависимости от переменных во время производства, чтобы обеспечить стабильность.

Переменный сценарий	Направление регулировки температуры	диапазон регулировки	База корректировки
Переработанный ПП/ПЭ имеет +5℃ повышение температуры плавления	Синхронно повышайте температуру формы.	+3-5℃	Предотвращайте слишком быстрое охлаждение материалов в форме, что увеличивает сопротивление текучести.
Увеличенная скорость производства (с 1,5 м/мин.→2,5 м/мин)	умеренное повышение температуры	+2-3℃	Компенсирует сокращение времени пребывания материала в форме для обеспечения полного заполнения.
Увеличилось содержание древесной пудры (с 60% до 70%).	Повысить температуру	+5℃	Высокое содержание древесного порошка снижает текучесть, что требует повышения температуры для уменьшения вязкости материала.
Обновление продукта (от простого раздела до сложного)	Повысить температуру	+5-8℃	Сложная полость требует более высокой текучести, чтобы избежать нехватки материала и следов сварки.
Температура окружающей среды падает до≤10℃	Повысить температуру	+3-4℃	Уменьшение влияния теплопередачи окружающей среды на температуру пресс-формы

5. Техническое обслуживание и калибровка: обеспечение долгосрочной точности контроля температуры.

Регулярная калибровка: Ежемесячная калибровка датчиков PT100 и ПИД-термостатов с использованием стандартных термометров с немедленной регулировкой или заменой, если погрешность превышает±0.5℃.

Очистка и уход: Очищайте нагревательные элементы и изоляционную вату на поверхности формы каждые 3 дня, удаляя остатки пластика и нагар от древесной пыли (которые могут вызвать неравномерную теплопроводность); еженедельно проверяйте контур охлаждающей воды и удаляйте накипь (которая снижает эффективность охлаждения и вызывает колебания температуры).

Замените нагревательные элементы: Когда мощность нагревательной спирали падает на≥10% (как показывает индикатор мощности термостата) или нагрев становится неравномерным, немедленно замените грелку или нагревательный стержень (рекомендуется сохранять запасные части с теми же характеристиками).

Протокол предварительного нагрева пресс-формы: перед запуском выполните последовательность «сегментированного предварительного нагрева» (комнатная температура).→ 120°C (поддерживать 30 минут)→ 150°C (поддерживать 20 минут)→ целевая температура (поддерживать 15 минут)), чтобы предотвратить деформацию формы из-за внезапного нагрева и обеспечить равномерное распределение температуры.

III. Устранение неполадок и решения распространенных проблем

Дефекты форм, связанные с температурой	Возможная причина	Меры по оптимизации
(2) Система охлаждения точно подобрана.	Температура формы слишком низкая, что приводит к недостаточной пластификации материала или плохой текучести материала из-за локальных низких температур.	Повысить температуру в 3-5 раз.℃; Проверьте, не поврежден ли нагревательный элемент, и дополните местный обогрев.
Поверхность профиля желтая с прожженными пятнами.	Температура формы слишком высока, что приводит к карбонизации древесного порошка; или задержка материала в мертвой зоне рабочего колеса приводит к карбонизации.	Остыть минут на 5-8.℃; отполировать мертвую зону проточного канала и очистить от нагара в форме
Поверхность профиля желтая с прожженными пятнами.	Разница температур в каждой области формы велика; или распределение системы охлаждения неравномерное	Отрегулируйте температуру зоны, чтобы уменьшить разницу температур до≤2℃; оптимизировать контур охлаждающей воды для улучшения локализованного охлаждения.
Отклонение толщины стенок профиля существенное.	Несоответствие температуры в ветвях полости формы приводит к неравномерности скорости потока материала.	Температура ответвления с низкой скоростью потока повышалась в 2-3 раза.℃.
Форма не выгружается плавно и часто засоряется.	Температура формы слишком низкая, что приводит к охлаждению и затвердеванию материала; или древесный порошок имеет слишком высокое содержание влаги (из-за проблем с температурой смешивания).	Повышение температуры на 5-10℃; Между тем, содержание влаги в древесном порошке следует контролировать на уровне≤3% (оптимизация процесса предварительной обработки сырья)

IV. Ожидаемые эффекты после оптимизации

метрика	До оптимизации	постоптимальность	амплитуда подъема
Диапазон температурных колебаний формы	±5℃	±2℃	Уменьшить на 60 %
Степень квалификации поверхности профилей	85%	98%	Увеличение на 13 процентных пунктов
отключение из-за температуры	6%	Менее 1%	Снизить на 83%
верхний предел производственной скорости	1,5-2 м/мин	2,5-3 м/мин	Увеличение на 50%
срок службы формы	12-18 месяцев	24-30 месяцев	Расширить на 100%

Краткое содержание

Суть контроля температуры пресс-формы профиля ДПК заключается в «точном согласовании + равномерной теплопередаче + динамической адаптации». Используя композитные свойства переработанного ПП/ПЭ и древесного порошка, система обеспечивает однородность температуры по всей площади за счет «зонального контроля температуры + интеллектуального ПИД-регулирования температуры + структурной оптимизации». Параметры динамически настраиваются в соответствии со сценариями производства (сырье, скорость, продукт), чтобы избежать дефектов, вызванных фиксированными значениями. Регулярное техническое обслуживание и калибровка обеспечивают долгосрочную точность контроля температуры. Оптимизированное решение не только решает распространенные проблемы, такие как шероховатость поверхности, коробление и засорение, но также повышает эффективность производства и продлевает срок службы пресс-форм, обеспечивая критически важную поддержку для стабильной работы линий по производству профилей ДПК.

Редактируйте и делитесь