Controllo della temperatura di preriscaldamento nel processo di immersione a letto fluidizzato

Introduzione allo sfondo

Nel processo di immersione in letto fluidizzato , la capacità termica del pezzo viene utilizzata per fondere la polvere termoplastica e ottenere lo spessore e la qualità di rivestimento desiderati. Pertanto, è fondamentale determinare la temperatura di preriscaldamento appropriata del pezzo. La temperatura di preriscaldamento dovrebbe essere leggermente superiore alla temperatura di fusione della polvere termoplastica. Se è troppo alta, possono verificarsi difetti di flusso dovuti a rivestimenti eccessivamente spessi o alla fessurazione della resina polimerica, con conseguente formazione di bolle, ingiallimento o bruciatura. Al contrario, se è troppo bassa, una fusione insufficiente porterà a rivestimenti sottili con porosità superficiali o incompletezza, che non soddisfano gli obiettivi di immersione.

In generale, la temperatura di preriscaldamento del pezzo è influenzata da fattori quali materiale, dimensioni, forma, prestazioni della polvere termoplastica, spessore del rivestimento richiesto, tempo di riscaldamento e durata di immersione. Tuttavia, nelle operazioni pratiche, i pezzi variano notevolmente in termini di spessore, dimensione e forma, rendendo difficile determinare quantitativamente la temperatura di preriscaldamento.

Al fine di individuare la temperatura di preriscaldamento ottimale per i pezzi da lavorare durante il processo di immersione in polvere a letto fluido , utilizziamo il nostro sistema automatico di immersione a letto fluido, progettato e realizzato internamente. Combinando questa tecnologia con la nostra esperienza nella produzione di diversi prodotti, come barriere di separazione del traffico, reti di protezione per giardini ed edifici pubblici, ripiani per frigoriferi, scaffali per negozi, reti per gabbie di allevamento, molle e tubi in acciaio, utilizzando diverse polveri termoplastiche, gli esperimenti condotti forniscono una base teorica e una metodologia per ottimizzare il processo di immersione.

Metodi sperimentali

1. Preparazione del campione

I campioni sono costituiti principalmente da acciaio a forma di bastoncino, alcuni anche in rame e alluminio, con diametri 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 , 20.0

2. Polvere termoplastica

Nell'esperimento sono state utilizzate prevalentemente polveri termoplastiche LDPE, mentre PVCAnche , PA e altre polveri sono state sottoposte a test.

3.Processo

Pretrattamento → preriscaldamento → immersione in polvere → post-riscaldamento (indurimento) → raffreddamento

4. Qualità del rivestimento

Sono state impiegate diverse temperature di preriscaldamento per immergere i campioni sopra menzionati in varie polveri termoplastiche; dopo i processi di polimerizzazione e livellamento a bassa temperatura, la qualità del rivestimento è stata valutata e registrata nelle Tabelle 1, 2 e 3.

Analisi dei fattori che influenzano

Sulla base dei risultati sperimentali e insieme ai dati presentati nella Tabella 1, Tabella 2 e Tabella 3, è stata tracciata una curva per rappresentare il valore ottimale della temperatura di preriscaldamento per ciascun campione, come illustrato nella figura.

Impatti della polvere termoplastica

La curva di riscaldamento del pezzo varia a seconda delle diverse resine in polvere, come illustrato nella figura sopra. A causa dell'ampio intervallo tra il punto di rammollimento (80 – 90 ℃) e il punto di fusione (105 – 130 ℃) del polietilene (PE)Oltre ad una temperatura di cracking di 300 ℃, è necessaria una temperatura di preriscaldamento più elevata per il pezzo. Solo se riscaldato a temperature superiori a 360 ℃ per un periodo prolungato si verifica un ingiallimento del rivestimento.

Cloruro di polivinile(PVC) non ha un punto di fusione distinto ma inizia ad ammorbidirsi a 130 ℃ e può scorrere a 180 ℃. Inizia a decomporsi sopra i 200 ℃, rilasciando acido cloridrico, fumo ed emettendo un odore nasale. Lievi aumenti di temperatura o tempi di esposizione più lunghi provocano gradualmente l'ingiallimento e l'annerimento del rivestimento. COME PVCPoiché la temperatura di fusione è vicina alla temperatura di decomposizione, è necessario un controllo più rigoroso sulla temperatura di preriscaldamento del pezzo.

I rivestimenti in poliammide (PA) (tipicamente nylon 1010, nylon 11, nylon 12) hanno un punto di fusione compreso tra 180 e 230 ℃ e temperature di decomposizione termica superiori a 300 ℃; tuttavia, l'intervallo tra le temperature di fusione e di decomposizione rimane ristretto. L'immersione del nylon spesso richiede un raffreddamento immediato e il controllo della temperatura di preriscaldamento risulta impegnativo.

Influenza dello spessore del pezzo

In teoria, la temperatura di preriscaldamento del pezzo dovrebbe essere leggermente superiore alla temperatura di fusione della polvere per facilitare la polimerizzazione e la deposizione della polvere sulla superficie metallica. Tuttavia, i risultati sperimentali indicano variazioni significative nelle temperature di preriscaldamento per pezzi con diametri e spessori diversi. Ciò è attribuito alla maggiore capacità termica dei pezzi più spessi, che ostacola un'efficiente dissipazione del calore dopo il riscaldamento e porta a variazioni di temperatura minime durante il trasferimento dal forno al serbatoio della polvere. Di conseguenza, un'elevata temperatura di preriscaldamento non può essere applicata a pezzi più spessi; invece, devono essere riscaldati a temperature più basse per periodi più lunghi. Al contrario, i pezzi più piccoli possiedono capacità termiche inferiori e dissipano rapidamente il calore, rendendo necessario l'utilizzo dell'"effetto shock termico" tramite temperature di preriscaldamento più elevate per un'efficace fusione della resina in polvere. I pezzi ultrasottili hanno una capacità termica minima e anche con temperature elevate diventa difficile ottenere un'adesione completa del rivestimento.

Per i pezzi realizzati con materiali con diametri o spessori variabili, è necessario prestare una considerazione approfondita nel determinare le temperature di preriscaldamento, assicurando che la temperatura più bassa garantisca una copertura completa del rivestimento nelle aree più sottili evitando l'ingiallimento sulle sezioni più spesse selezionando un limite superiore appropriato.

Influenza del materiale del pezzo

La maggior parte dei pezzi di prova sopra menzionati sono realizzati in acciaio a basso tenore di carbonio. Per diversi tipi di acciaio, sia esso acciaio al carbonio o acciaio legato, la temperatura di preriscaldamento ha un impatto minimo. La temperatura di preriscaldamento del rame è simile a quella dell'acciaio ma leggermente superiore. L'alluminio ha una rapida conduzione e dissipazione del calore, quindi la temperatura di preriscaldamento dovrebbe essere più alta.

Influenza della forma del pezzo

Sono stati condotti esperimenti anche su pezzi di forme diverse, rivelando che le parti solide mostrano velocità di accumulo e dissipazione del calore più lente, mentre le parti cave chiuse come i componenti tubolari mostrano anche una ridotta dissipazione del calore. Al contrario, le parti in rete e sottili subiscono la perdita di calore più rapida. La velocità di accumulo e dissipazione del calore è determinata principalmente dal rapporto volume/superficie del pezzo. Pertanto è necessario regolare la temperatura di preriscaldamento in base ad un opportuno coefficiente corrispondente alla forma del pezzo. Sono necessarie ulteriori ricerche in questo settore.

Conclusione

1. La temperatura di preriscaldamento del pezzo è il fattore più critico nel determinare la qualità del rivestimento durante l'immersione in letto fluidizzato.
2. La temperatura di preriscaldamento del pezzo è determinata principalmente dal suo diametro o spessore e può essere determinata facendo riferimento alla Figura 1 come guida.
3. Diverse resine in polvere hanno punti di fusione e di decomposizione diversi, che dovrebbero essere attentamente considerati quando si determina il processo di immersione.
4. Il materiale e la forma del pezzo influiscono anche sulla temperatura di preriscaldamento richiesta, che può essere compensata mediante un fattore di correzione.

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