Przydatność regulatorów temperatury formy i kanałów chłodzących
Sposób kontrolowania temperatury formy w procesie formowania wtryskowego zazwyczaj obejmuje przepływ chłodziwa przez formę, zapewniany przez regulator temperatury formy, wykorzystujący chłodziwo do utrzymania formy w zadanej temperaturze procesu. Jednakże konstrukcja kanałów chłodzących każdej formy jest inna, a zakup regulatora temperatury formy dla każdego układu kanału chłodzącego może generować znaczne koszty. Jak zatem upewnić się, że istniejący regulator temperatury formy jest kompatybilny z kanałami chłodzącymi?
Zanim odpowiemy na to pytanie, przyjrzyjmy się najpierw, czym jest system kanałów chłodzących.
System kanałów chłodzących
Jak pokazano na rys. 1, kanały chłodzące w formie rozprowadzają chłodziwo ze sterownika temperatury formy do wnętrza formy. Po przejściu przez formę chłodziwo zostanie skierowane z powrotem do regulatora temperatury formy.
Rys. 1. Kanały chłodzące
Po wejściu chłodziwa do wnętrza regulatora temperatury formy przechodzi ono przez wymiennik ciepła. W oparciu o ustawioną przez użytkownika temperaturę formy, wymiennik ciepła reguluje temperaturę chłodziwa. Na koniec chłodziwo jest wysyłane z regulatora temperatury formy za pomocą pompy.
Wiemy, że przepływ w sposób naturalny przemieszcza się od wyższego ciśnienia do niższego. Na całej drodze przepływu chłodziwo osiąga maksymalne ciśnienie w miejscu opuszczenia pompy. Następnie ciśnienie płynu stopniowo maleje na drodze przepływu i osiąga wartość minimalną po powrocie do pompy.
Zależność pomiędzy kanałami pompy i chłodzenia
W specyfikacjach dostarczanych przez producentów regulatorów temperatury form często można znaleźć krzywą wydajności pompy. Krzywa ta pokazuje, że wraz ze wzrostem ciśnienia wyjściowego natężenie przepływu maleje i odwrotnie. Jednak w oparciu o teorię przepływu, przy stałej średnicy kanału, większe natężenie przepływu odpowiada większemu spadkowi ciśnienia w kanale. Połączenie pompy i kanałów chłodzących zapewnia równowagę ciśnień, wówczas można uzyskać wartość rzeczywistego ciśnienia i natężenia przepływu, jak pokazano na rysunku 2
Rys. 2. Zależność regulatora temperatury formy od kanałów chłodzących formy
Jakie funkcje oferuje Moldex3D?
Moldex3D umożliwia użytkownikom zdefiniowanie regulatora temperatury formy dla wlotu kanału chłodzącego (jak pokazano na rysunku 3). Użytkownicy mogą zaprojektować i zweryfikować odpowiednie układy kanałów chłodzących w oparciu o specyfikacje istniejącego regulatora temperatury formy. Symulacja ta umożliwia użytkownikom poznanie zależności między kanałami chłodzącymi a regulatorem temperatury formy (patrz rysunek 4), zapewniając odpowiednie warunki na wlocie kanału chłodzącego bez konieczności dostosowania natężenia przepływu lub ciśnienia na wlocie w kolejnych próbach.
Rys. 3. Interfejs Moldex3D do ustawiania warunków brzegowych kanału chłodzącego
Rys. 4. Analiza Moldex3D zależności natężenia przepływu i ciśnienia
Wniosek
W przypadku producentów regulatorów temperatury form, dostosowanie regulatora do konstrukcji konkretnej formy jest niepraktyczne. Podobnie w przypadku każdego klienta zakup różnych regulatorów temperatury do każdej formy nie jest opłacalny. Dlatego w większości przypadków zgodność projektu formy z regulatorem temperatury ocenia się na podstawie konstrukcji formy, rozmiarów części i wymagań temperaturowych. Następnie przeprowadza się precyzyjne dostrojenie regulatora temperatury formy co pozwala na bardziej precyzyjną regulację. Jednakże niektóre konstrukcje kanałów chłodzących są specjalne, zwłaszcza konstrukcje z chłodzeniem konformalnym. Konstrukcje te często nie są prostym, długim, cylindrycznym kanałem, co utrudnia ocenę kompatybilności regulatorów temperatury formy na podstawie doświadczenia.