You are here: Home » Công Nghệ » Hệ thống gia nhiệt và điều khiển nhiệt độ khuôn nhựa

Hệ thống gia nhiệt và điều khiển nhiệt độ khuôn nhựa

 

Đặc điểm của hệ thống kênh dẫn nóng là dòng nhựa luôn được giữ ở trạng thái chảy loãng nên các kênh dẫn trong hệ thống cần 1 hệ thống gia nhiệt để đảm bảo nhiệt độ cho hệ thống kênh dẫn. Khi thiết kế hệ thống gia nhiệt cho các kênh dẫn ta cần chú ý thiết kế sao để hệ thống có thể gia nhiệt đồng đều các kênh dẫn. Ngoài ra hệ thống gia nhiệt cũng phải dễ dàng lắp đặt trong khi đảm bảo cung cấp đủ nhiệt lượng cần thiết gia nhiệt.

Công suất nung nóng lắp đặt có thể tính theo công thức sau:

Bạc cuống phun thường có cấu trúc hình trụ đơn giản, cũng như có chiều dài ngắn nên thường chỉ sử dụng các băng gia nhiệt (band heaters) để đốt nóng bạc cuống phun. Băng nhiệt có cả loại cách ly bằng mica hay vô cơ. Băng nhiệt gồm các dây đốt nóng quấn trong 1 vỏ chứa tiết diện phẳng dạng ống. Các dây dẫn này được cách ly bằng mica, hoặc chất vô cơ.

Băng nhiệt cách ly bằng mica có giá rẻ, hoạt động ở nhiệt độ tới 37000C và thường giới hạn đến mật độ công suất nhỏ hơn 45 W/in2 (0,07 W/mm2). Để kéo dài tuổi thọ của chúng, điều quan trọng là phải bảo đảm bề mặt băng nhiệt tiếp xúc tốt với bạc cuống phun để tránh điểm quá nóng trên băng nhiệt gây ra hư hỏng các dây đốt nóng. Loại này tốt cho các ứng dụng nhiệt độ thấp nhưng sẽ cần thay thế nhiều hơn so với các loại thiết bị đốt nóng khác.

Hình 2.50 Thiết bị gia nhiệt bạc cuống phun.

 

Băng nhiệt cách ly bằng vô cơ có thể hoạt động ở nhiệt độ đến 7600 C và mật độ công suất có thể tăng đến 100 W/in2 (0,16 W/mm2). Loại này thích hợp cho các loại nhựa nhiệt độ cao và có tuổi thọ dài hơn so với loại trên.

  • Gia nhiệt bộ chia nhựa.

Yêu cầu của thiết bị nung nóng là việc chuyển tiếp nhiệt lượng tốt tới đối tượng được nung nóng. Do đó cần lưu ý dung sai lắp ghép của thiết bị gia nhiệt và tấm manifold. Việc chọn đạn nung nóng là do cách thức gia nhiệt trong hay gia nhiệt ngoài hoặc theo công suất nhiệt yêu cầu và mối quan hệ không gian. Có nhiều vấn đề khi tăng mật độ công suất của thiết bị gia nhiệt, vì có thể xảy ra quá nhiệt gây biến tính vật liệu nhựa và ảnh hưởng đến các bộ phận khác của hệ thống khuôn.

    Bảng 2.5 Mối quan hệ giữa thiết bị gia nhiệt và mật độ công suất.

 

Đường kính(inch) Chiều dài (mm) Mật độ công suất(W/cm2)
1/4 30 35
75 23
3/8 30 27
200 13
1/2 50 20
200 13

 

Đối với các bộ chia nhựa được gia nhiệt ngoài ta thường dùng các loại bộ gia nhiệt vòng. Loại phần tử gia nhiệt này chỉ có 1 dây đốt nóng bên trong, bộ gia nhiệt này thường làm nóng đều bộ chia nhựa. Ta không cần cách ly để tách giữa các đoạn dây như các loại thiết bị gia nhiệt bên trong, do đó loại này cũng bền hơn và có tuổi thọ dài hơn. Hệ thống ống được uốn cong và đặt vào các rãnh chạy dọc đường bao bộ chia nhựa, các rãnh này thường được phay trên bề mặt bộ chia nhựa.  Khi các ống được đặt vào nó được bao bằng cement dẫn nhiệt và có thể giữ chặt bộ gia nhiệt bằng cách lắp chặt vào các rãnh có bề rộng đúng bằng đường kính bộ gia nhiệt hoặc dùng thêm 1 tấm nhôm gắn trên bề mặt bộ chia nhựa để giữ chặt.

Tuy nhiên điểm hạn chế của bộ gia nhiệt này là chúng không tiếp xúc trực tiếp với dòng vật liệu nên công suất gia nhiệt cũng yêu cầu lớn hơn vì nó phải nung nóng đều khối manifold và làm tăng nhiệt độ khuôn.

Hình 2.51 Thiết bị để gia nhiệt ngoài tấm manifold.

 

Kênh dẫn lắp hệ thống gia nhiệt ngoài thường được yêu cầu về dung sai để truyền nhiệt tốt qua tấm chia nhựa, thường sử dụng mối lắp chặt để cho tăng khả năng truyền nhiệt tiếp xúc đồng thời giúp giữ chặt thiết bị gia nhiệt trong bộ chia nhựa mà không cần phải thêm thiết bị để kẹp chặt.

Hình 2.52 Khe chứa thiết bị gia nhiệt vòng.

Trong trường hợp cần gia nhiệt trong tấm manifold người ta thường sử dụng thiết bị gia nhiệt hình ống. Ống gia nhiệt cấu tạo từ dây điện trở quấn bên trong vỏ ống. Các vòng dây này được cách ly bằng MgO và được đặt trong ống thép chống rỉ và mài mòn. Nó thường có dạng thẳng không thể bẻ cong và thường đặt trong các lỗ khoan trên bộ chia nhựa. Phân bố nhiệt của ống gia nhiệt có thể thay đổi bằng cách thay đổi mật độ vòng dây quấn trong vỏ bọc. Thông thường mật độ dây quấn tăng tại 2 đầu ống. Khi gắn trong các lỗ khoan phải bảo đảm để tiếp xúc tốt, thường dùng thêm keo dẫn nhiệt để tránh làm quá nhiệt độ đốt nóng và giảm tuổi thọ.

Hình 2.53 Phân bố nhiệt trong ống gia nhiệt

 

Loại này có cả mật độ công suất thấp và cao, loại cao thường ở những nơi không gian hạn chế, thường có tuổi thọ thấp hơn loại công suất thấp. Công suất loại này có thể đạt đến 200W/cm2 và nhiệt độ làm việc 6500 C.

Hình 2.54 Thiết bị gia nhiệt dạng ống và dạng tấm.

  • Gia nhiệt đầu phun.

Có 3 cách để gia nhiệt đầu đầu phun trong bộ chia nhựa nóng :

  • Đầu phun được gia nhiệt gián tiếp.
  • Đầu phun được gia nhiệt trong.
  • Đầu phun được gia nhiệt ngoài.

Với đầu phun được gia nhiệt gián tiếp thì chỉ cần lựa chọn bộ gia nhiệt thích hợp cho bộ chia nhựa như đã nói ở trên. Nhiệt lượng sẽ được dẫn trực tiếp từ bộ chia nhựa đến các đầu phun làm bằng vật liệu có độ dẫn nhiệt cao.

Với các đầu phun được gia nhiệt ngoài, ta dùng các băng nhiệt hay các cuộn dây xoắn (coil heater). Do đó kích thước lớn hơn nhưng công suất thấp chỉ khoảng 4 W/cm2 nên thường hạn chế sử dụng loại băng nhiệt.

Hình 2.55 Các cuộn dây gia nhiệt xoắn.

 

Dây đốt nóng của cuộn dây xoắn được bọc với bọc bảo vệ. Các dây có dạng thẳng hay xoắn thành vòng trong ống bảo vệ, có 2 dây dẫn điện ở phía đầu ống. Chúng được cách điện bằng chất vô cơ (thường là MgO). Vỏ bảo vệ bền và có thể quấn thành dạng ống xoắn quanh thân đầu phun hình trụ. Các phần tử đốt nóng này có độ bền và tuổi thọ rất tốt. Mặt cắt của cuộn dây có tiết diện tròn và đôi khi tiết diện chữ nhật. Với tiết diện chữ nhật sẽ tăng cường khả năng tiếp xúc khi quấn quanh đầu phun và có thể tăng cường dẫn nhiệt đáng kể. Mật độ năng lượng của cuộn đất nóng cao khoảng 100 W/in2 và đạt đến nhiệt độ 10000 C. Phân bố nhiệt dọc đầu phun có thể thay đổi bằng các thay đổi quấn số vòng dây ở đầu phun. Mật độ của vòng dây có thể tăng tại những chỗ mất mát nhiệt lớn, như tại đầu đầu phun và tại nơi đầu phun tiếp xúc với khuôn. Cuộn dây đốt nóng có thể quấn ngoài quanh đầu phun hoặc đúc vào ngoài thân đầu phun hay có thể chứa trong ống vỏ bọc. Ống này thường làm bằng đồng kết hợp thép không ghỉ. Đồng đỏ tăng cường phân bố nhiệt độ dọc đầu phun còn thép không gỉ thì cách ly việc mất mát nhiệt ra môi trường xung quanh.

Còn đối với các đầu phun gia nhiệt từ bên trong thì các ống gia nhiệt (catridge heaters) là sự lựa chọn tốt nhất.

Hình 2.56 Thiết bị gia nhiệt đầu phun

Incoming search terms:

  • cách tạo nhiệt để ép nhựa
  • gia nhiệt 4 dây khuôn nhựa
  • Bo gia nhiet la gi
  • dây tăng nhiệt khuôn đúc nhựa
  • hệ thống gia nhiệt
  • kết cấu vòng cách nhiệt trong ép nhựa

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>