Priekšsildīšanas temperatūras kontrole verdošā slāņa iegremdēšanas procesā
Fona ievads
Fluidizētā slāņa iegremdēšanas procesā sagataves siltumietilpība tiek izmantota, lai izkausētu termoplastisko pulveri un sasniegtu vēlamo pārklājuma biezumu un kvalitāti. Tāpēc ir ļoti svarīgi noteikt atbilstošu sagataves uzsildīšanas temperatūru. Uzsildīšanas temperatūrai jābūt nedaudz augstākai par termoplastiskā pulvera kušanas temperatūru. Ja tā ir pārāk augsta, var rasties plūsmas defekti pārāk biezu pārklājumu vai polimēru sveķu plaisāšanas dēļ, kā rezultātā var rasties burbuļi, dzeltēšana vai degšana. Savukārt, ja tā ir pārāk zema, nepietiekama kausēšana novedīs pie plāniem pārklājumiem ar virsmas porām vai nepilnībām, kas neatbilst iegremdēšanas mērķiem.
Vispārīgi runājot, sagataves priekšsildīšanas temperatūru ietekmē tādi faktori kā tās materiāls, izmērs, forma, termoplastiskā pulvera veiktspēja, nepieciešamais pārklājuma biezums, sildīšanas laiks un iegremdēšanas ilgums. Tomēr praktiskajās darbībās sagataves ievērojami atšķiras biezuma, izmēra un formas ziņā, tādēļ ir sarežģīti kvantitatīvi noteikt priekšsildīšanas temperatūru.
Lai izpētītu atbilstošu sagataves uzsildīšanas temperatūru fluidizētā slāņa pulvera iegremdēšanas procesā, mēs izmantojam savu pašu izstrādāto un ražoto automātisko fluidizētā slāņa iegremdēšanas sistēmu. Apvienojot to ar mūsu pieredzi dažādu produktu, piemēram, satiksmes izolācijas žogu, dārza un pašvaldību ēku aizsargbarjeru tīklu, ledusskapju plauktu, iepirkumu plauktu, vaislas būru tīklu, atsperu un tērauda cauruļu, ražošanā, izmantojot dažādus termoplastiskos pulverus, eksperimenti sniedz teorētisku pamatu un metodoloģiju iegremdēšanas procesa optimizēšanai.
Eksperimentālās metodes
1.Parauga sagatavošana
Paraugi galvenokārt sastāv no stieņa formas tērauda, daži arī no vara un alumīnija, kuru diametrs ir 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. Termoplastiskais pulveris
Eksperimentā galvenokārt tika izmantots LDPE termoplastiskais pulveris, savukārt PVC, PA un citi pulveri arī tika pārbaudīti.
3. Process
Iepriekšēja apstrāde → uzsildīšana → iegremdēšana pulverī → pēckarsēšana (cietēšana) → dzesēšana
4. Pārklājuma kvalitāte
Iepriekš minēto paraugu iegremdēšanai dažādos termoplastiskajos pulveros tika izmantotas dažādas priekšsildīšanas temperatūras; pēc zemas temperatūras cietēšanas un izlīdzināšanas procesiem pārklājuma kvalitāte tika novērtēta un reģistrēta 1., 2. un 3. tabulā.
Ietekmējošo faktoru analīze
Pamatojoties uz eksperimenta rezultātiem un saistībā ar 1., 2. un 3. tabulā sniegtajiem datiem, tika uzzīmēta līkne, kas attēlo optimālo priekšsildīšanas temperatūras vērtību katram paraugam, kā parādīts attēlā.
Termoplastiskā pulvera ietekme
Apstrādājamās detaļas sildīšanas līkne dažādiem pulvera sveķiem atšķiras, kā parādīts iepriekšējā attēlā. Pateicoties plašajam diapazonam starp polietilēna mīkstināšanas temperatūru (80 – 90 ℃) un kušanas temperatūru (105 – 130 ℃) (PE), kopā ar plaisāšanas temperatūru 300 ℃, sagatavei ir nepieciešama augstāka priekšsildīšanas temperatūra. Tikai ilgstoši karsējot temperatūrā virs 360 ℃, pārklājums kļūst dzeltens.
Polivinilhlorīds(PVC) nav izteikta kušanas temperatūra, bet tas sāk mīkstt pie 130 ℃ un var plūst pie 180 ℃. Tas sāk sadalīties virs 200 ℃, izdalot ūdeņraža hlorīdu, dūmus un izdalot deguna smaku. Neliela temperatūras paaugstināšanās vai ilgāks ekspozīcijas laiks pakāpeniski izraisa pārklājuma dzeltēšanu un melnēšanu. Kā PVCkušanas temperatūra ir tuvu tās sadalīšanās temperatūrai, ir nepieciešama stingrāka sagataves priekšsildīšanas temperatūras kontrole.
Poliamīda (PA) pārklājumu (parasti neilons 1010, neilons 11, neilons 12) kušanas temperatūra ir robežās no 180 līdz 230 ℃ un termiskās sadalīšanās temperatūra pārsniedz 300 ℃; tomēr diapazons starp to kušanas un sadalīšanās temperatūru joprojām ir šaurs. Neilona iegremdēšanai bieži ir nepieciešama tūlītēja dzesēšana, un priekšsildīšanas temperatūras kontrole ir sarežģīta.
Ietekme no sagataves biezuma
Teorētiski sagataves priekšsildīšanas temperatūrai jābūt nedaudz augstākai par pulvera kušanas temperatūru, lai atvieglotu pulvera sacietēšanu un nogulsnēšanos uz metāla virsmas. Tomēr eksperimentālie rezultāti liecina par ievērojamām priekšsildīšanas temperatūras atšķirībām sagatavēm ar dažādu diametru un biezumu. Tas ir saistīts ar biezāku sagatavju lielāku siltuma jaudu, kas kavē efektīvu siltuma izkliedi pēc karsēšanas un rada minimālas temperatūras izmaiņas, pārejot no krāsns uz pulvera tvertni. Līdz ar to biezākām sagatavēm nevar piemērot augstu priekšsildīšanas temperatūru; tā vietā tie ilgāku laiku jāsilda zemākā temperatūrā. Un otrādi, mazākām sagatavēm ir mazāka siltuma jauda un tās ātri izkliedē siltumu, tāpēc ir nepieciešams izmantot “termiskā trieciena efektu”, izmantojot augstāku priekšsildīšanas temperatūru, lai efektīvi izkausētu pulvera sveķus. Īpaši plānām sagatavēm ir minimāla siltumietilpība, un pat paaugstinātā temperatūrā kļūst sarežģīti panākt pilnīgu pārklājuma saķeri.
Sagatavēm, kas izgatavotas no materiāliem ar dažādu diametru vai biezumu, nosakot priekšsildīšanas temperatūru, rūpīgi jāapsver, lai nodrošinātu, ka zemākā temperatūra garantē pilnīgu pārklājuma pārklājumu plānākajās vietās, vienlaikus izvairoties no dzeltēšanas uz biezākām sekcijām, izvēloties atbilstošu augšējo robežu.
Sagataves materiāla ietekme
Lielākā daļa iepriekš minēto testa sagatavju ir izgatavotas no zema oglekļa tērauda. Dažādiem tērauda veidiem, neatkarīgi no tā, vai tas ir oglekļa tērauds vai leģēts tērauds, priekšsildīšanas temperatūrai ir minimāla ietekme. Vara priekšsildīšanas temperatūra ir līdzīga tērauda temperatūrai, bet nedaudz augstāka. Alumīnijam ir ātra siltuma vadīšana un izkliede, tāpēc priekšsildīšanas temperatūrai jābūt augstākai.
Sagataves formas ietekme
Eksperimenti tika veikti arī ar dažādu formu sagatavēm, atklājot, ka cietajām daļām ir lēnāks siltuma uzkrāšanas un izkliedes ātrums, savukārt slēgtās dobās daļas, piemēram, cauruļveida detaļas, arī demonstrē samazinātu siltuma izkliedi. Un otrādi, sieta un slaidās daļas piedzīvo ātrākos siltuma zudumus. Siltuma uzkrāšanas un izkliedes ātrumu galvenokārt nosaka sagataves tilpuma un virsmas laukuma attiecība. Tāpēc priekšsildīšanas temperatūra ir jāpielāgo, pamatojoties uz atbilstošu koeficientu, kas atbilst sagataves formai. Šajā jomā ir nepieciešami turpmāki pētījumi.
Secinājumi
- Apstrādājamā izstrādājuma priekšsildīšanas temperatūra ir vissvarīgākais faktors pārklājuma kvalitātes noteikšanā verdošā slāņa iegremdēšanas laikā.
- Sagataves priekšsildīšanas temperatūru galvenokārt nosaka tās diametrs vai biezums, un to var noteikt, atsaucoties uz 1. attēlu.
- Dažādiem pulvera sveķiem ir dažādi kušanas un sadalīšanās punkti, kas pilnībā jāņem vērā, nosakot iegremdēšanas procesu.
- Arī sagataves materiāls un forma ietekmē nepieciešamo priekšsildīšanas temperatūru, ko var kompensēt, izmantojot korekcijas koeficientu.
