Esilämmityslämpötilan säätö leijukerroskastoprosessissa
Tausta Johdanto
Fluidisoitu petiupotusprosessissa työkappaleen lämpökapasiteettia hyödynnetään termoplastisen jauheen sulattamiseen ja halutun pinnoitteen paksuuden ja laadun saavuttamiseen. Siksi työkappaleen sopivan esilämmityslämpötilan määrittäminen on ratkaisevan tärkeää. Esilämmityslämpötilan tulisi olla hieman korkeampi kuin termoplastisen jauheen sulamislämpötila. Jos se on liian korkea, voi esiintyä virtaushäiriöitä liian paksujen pinnoitteiden tai polymeerihartsin halkeilun vuoksi, mikä johtaa kupliin, kellastumiseen tai palamiseen. Kääntäen, jos se on liian alhainen, riittämätön sulaminen johtaa ohuisiin pinnoitteisiin, joiden pinta on kuoppainen tai epätäydellinen, eivätkä ne täytä upotustavoitteita.
Yleisesti ottaen työkappaleen esikuumennuslämpötilaan vaikuttavat tekijät, kuten sen materiaali, koko, muoto, termoplastisen jauheen suorituskyky, tarvittava pinnoitteen paksuus, kuumennusaika ja upotusaika. Käytännössä työkappaleet kuitenkin vaihtelevat huomattavasti paksuuden, koon ja muodon suhteen, mikä tekee esilämmityslämpötilan kvantitatiivisen määrittämisen haastavaa.
Selvittääksemme työkappaleiden sopivaa esilämmityslämpötilaa leijupetijauheen upotusprosessissa, käytämme itse suunnittelemaamme ja valmistamaamme automaattista leijupetiupotusjärjestelmää. Yhdistämällä tämän kokemukseemme erilaisten tuotteiden, kuten liikenteen eristysaitojen, puutarha- ja kunnallisten rakennusten kaideverkkojen, jääkaappihyllyjen, ostoshyllyjen, siitoshäkkiverkkojen, jousien ja teräsputkien, valmistuksessa käyttäen erilaisia termoplastisia jauheita, kokeet tarjoavat teoreettisen perustan ja menetelmän upotusprosessin optimoinnille.
Kokeelliset menetelmät
1.Näytteen valmistelu
Näytteet koostuvat pääosin sauvamaisesta teräksestä, joista osa on myös kuparia ja alumiinia, halkaisijat 0.8, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, 10.0, 12.0, 14.0, 16.0. , 18.0
2. Termoplastinen jauhe
Kokeessa käytettiin pääasiassa termoplastista LDPE-jauhetta PVC, PA ja muu jauhe testattiin myös.
3. prosessi
Esikäsittely → esilämmitys → kasto jauheeseen → jälkilämmitys (kovetus) → jäähdytys
4. Pinnoitteen laatu
Edellä mainittujen näytteiden upottamiseksi erilaisiin termoplastisiin jauheisiin käytettiin erilaisia esilämmityslämpötiloja; matalassa lämpötilassa suoritettujen kovetus- ja tasoitusprosessien jälkeen pinnoitteen laatu arvioitiin ja kirjattiin taulukkoon 1, taulukkoon 2 ja taulukkoon 3.
Vaikuttavien tekijöiden analyysi
Kokeellisten tulosten perusteella ja yhdessä taulukoissa 1, 2 ja 3 esitettyjen tietojen kanssa piirrettiin käyrä edustamaan kunkin näytteen optimaalista esilämmityslämpötila-arvoa, kuten kuvassa on esitetty.
Termoplastisen jauheen vaikutukset
Työkappaleen lämpökäyrä vaihtelee eri jauhehartseilla, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty. Polyeteenin pehmenemispisteen (80 – 90 ℃) ja sulamispisteen (105 – 130 ℃) välisen laajan alueen ansiosta (PE)300 ℃:n halkeilulämpötilan lisäksi työkappaleelle vaaditaan korkeampi esilämmityslämpötila. Pinnoitteen kellastumista tapahtuu vain kuumennettaessa yli 360 ℃ lämpötilassa pitkään.
Polyvinyylikloridi(PVC) ei ole selkeä sulamispiste, mutta alkaa pehmentyä 130 ℃:ssa ja voi virrata 180 ℃:ssa. Se alkaa hajota yli 200 ℃, vapauttaen kloorivetyä, savua ja nenähajua. Pienet lämpötilan nousut tai pidemmät altistusajat johtavat vähitellen pinnoitteen kellastumiseen ja mustumiseen. Kuten PVCn sulamislämpötila on lähellä sen hajoamislämpötilaa, joten työkappaleen esilämmityslämpötilaa on valvottava tiukemmin.
Polyamidipinnoitteiden (PA) (tyypillisesti nailon 1010, nylon 11, nylon12) sulamispiste on 180-230 ℃ ja lämpöhajoamislämpötila yli 300 ℃; niiden sulamis- ja hajoamislämpötilojen välinen alue on kuitenkin kapea. Nailonkasto vaatii usein nopeaa jäähdytystä, ja esilämmityslämpötilan säätäminen on haastavaa.
Työkappaleen paksuuden vaikutus
Teoriassa työkappaleen esilämmityslämpötilan tulisi olla hieman korkeampi kuin jauheen sulamislämpötila jauheen kovettumisen ja metallipinnalle laskeutumisen helpottamiseksi. Kokeelliset tulokset osoittavat kuitenkin merkittäviä vaihteluita esilämmityslämpötiloissa halkaisijaltaan ja paksuudeltaan erilaisten työkappaleiden osalta. Tämä johtuu paksumpien työkappaleiden suuremmasta lämpökapasiteetista, mikä estää tehokkaan lämmön haihtumisen kuumentamisen jälkeen ja johtaa minimaalisiin lämpötilan muutoksiin siirrettäessä uunista jauhesäiliöön. Tästä syystä korkeaa esilämmityslämpötilaa ei voida soveltaa paksumpiin työkappaleisiin; sen sijaan niitä on lämmitettävä alemmissa lämpötiloissa pidempään. Sitä vastoin pienemmillä työkappaleilla on pienempi lämpökapasiteetti ja ne haihduttavat lämpöä nopeasti, mikä edellyttää "lämpöshokkivaikutuksen" hyödyntämistä korkeampien esilämmityslämpötilojen kautta tehokkaan jauhehartsin sulamisen aikaansaamiseksi. Ultraohuilla työkappaleilla on minimaalinen lämpökapasiteetti, ja jopa korkeissa lämpötiloissa on haastavaa saavuttaa täydellinen pinnoitteen tarttuvuus.
Halkaisijaltaan tai paksuudeltaan vaihtelevista materiaaleista valmistetuissa työkappaleissa esilämmityslämpötiloja määritettäessä on otettava huomioon perusteellinen huomio – varmistamalla, että alhaisin lämpötila takaa täydellisen pinnoitteen peiton ohuimmilla alueilla ja välttäen kellastumista paksummissa osissa valitsemalla sopiva yläraja.
Työkappaleen materiaalin vaikutus
Suurin osa yllä mainituista testikappaleista on valmistettu vähähiilisestä teräksestä. Erityyppisillä teräksillä, olipa kyseessä hiiliteräs tai seosteräs, esilämmityslämpötilalla on minimaalinen vaikutus. Kuparin esilämmityslämpötila on samanlainen kuin teräksen, mutta hieman korkeampi. Alumiinilla on nopea lämmönjohtavuus ja hajoaminen, joten esilämmityslämpötilan tulisi olla korkeampi.
Työkappaleen muodon vaikutus
Kokeita tehtiin myös erimuotoisilla työkappaleilla, mikä paljasti, että kiinteillä osilla on hitaampi lämmön varastointi ja haihtuminen, kun taas suljetut ontot osat, kuten putkimaiset komponentit, osoittavat myös vähentynyttä lämmönpoistoa. Sitä vastoin verkko ja ohuet osat kokevat nopeimman lämpöhäviön. Lämmön varastoinnin ja haihtumisen nopeus määräytyy ensisijaisesti työkappaleen tilavuuden ja pinta-alan suhteen perusteella. Siksi esilämmityslämpötilaa on säädettävä sopivan työkappaleen muotoa vastaavan kertoimen perusteella. Tällä alalla tarvitaan lisätutkimuksia.
Yhteenveto
- Työkappaleen esilämmityslämpötila on kriittisin tekijä pinnoitteen laadun määrittämisessä leijukerroskaston aikana.
- Työkappaleen esilämmityslämpötila määräytyy ensisijaisesti sen halkaisijan tai paksuuden perusteella, ja se voidaan määrittää katsomalla ohjetta kuvaa 1.
- Eri jauhehartseilla on vaihtelevat sulamispisteet ja hajoamispisteet, jotka tulee ottaa täysin huomioon kastoprosessia määritettäessä.
- Myös työkappaleen materiaali ja muoto vaikuttavat vaadittavaan esilämmityslämpötilaan, jota voidaan kompensoida korjauskertoimella.
