Система раздува холодным воздухом CAC для ускорения охлаждения изделия в форме

Система раздува холодным воздухом САС для ускорения охлаждения изделия в форме

Зачастую несоразмерная скорость охлаждения между внешними и внутренними стенками в процессе формования изделия при раздуве создает проблемы при производстве. Особенно актуальна такая проблема для толстостенных изделий, таких как канистры. Инновационный метод, использующий холодный сжатый воздух, выравнивает скорость охлаждения и предотвращает проблемы, связанные с охлаждением. В некоторых случаях изделия можно раздувать холодным воздухом, устраняя при этом необходимость охлаждения отдельным этапом. Данный процесс может быть реализован при производстве любых изделий технологией экструзионно-раздувного производства.

Согласно исследованиям, проведенными компанией Blue Air Systems, идеальный и наиболее выгодный процесс выдувного формования включает в себя внутреннюю систему охлаждения с приемлемым турбулентным потоком воздуха и температурой от -35°С до 5°С. Чем толще стенка, тем более заметен эффект охлаждения. В ходе экспериментов охлаждались изделия размером от 150 мл и большие контейнеры объемом до 1000 л.

Суть проблемы

 Обычно выдувные изделия охлаждаются через стенки формы, в которой проходят охлаждающие каналы с водой. Охлаждение водой требует времени, чтобы проникнуть сквозь стенки детали, эффект, который тем более должен быть заметен для толстостенных изделий. Чтобы противостоять этому, производители прибегли к различным вариантам стратегических действий – и все с ограниченным успехом. Например, увеличение времени охлаждения замедляет производство и снижает прибыль. Другой подход, такой как охлаждение после формования добавляет еще один шаг к процессу, а соответственно требует увеличения узлов оборудования.

Недостаточное или неравномерное охлаждение изделия может привести к его повреждению. Таким образом, детали, которые испытывают напряжение в материале из-за неравномерного охлаждения, могут не пройти дальнейшие испытания на нагрузку или падение. В результате, производителям приходится увеличивать количество материала для утолщения стенки вплоть до 10%, что повышает материальные затраты и время цикла.

Охлаждение изделия как с внешней стороны, так и с внутренней

Использование системы охлаждения с сжатым воздухом способствует значительному сокращению времени охлаждения в процессе экструзионно-раздувного формования и увеличению пропускной способности на 30 и более процентов. Преимущества этого процесса особенно заметны при изготовлении деталей с толстыми стенками. Например, в одном из случаев подключив оборудование к системе охлаждения сжатого воздуха от Blue Air Systems, время цикла производства 10-литровой канистры было сокращено на 27 %, а конкретнее с 22,2 сек. до 16,2 сек., что в итоге позволило увеличить производство на 37 %.

Нагнетание охлажденного воздуха внутрь изделия во время его нахождения в форме отводит тепло от внутренних стенок, снижает нагрузку на материал и значительно сокращает время охлаждения. Сжатый воздух должен быть предварительно высушен до точки росы ниже -40°С, прежде чем он будет охлажден в испарителе встроенного чиллера.

Раздув изделия обычным способом

Раздув холодным воздухом

Стандартная система подачи сжатого воздуха с холодильной сушилкой, влагоотделителем и стандартными масляными фильтрами подает воздух, отвечающий требованиям процесса — точка росы под давлением не выше 10°С и содержание масла менее 0,05 частей на миллион.

Правильное распределение охлажденного воздуха внутри продукта жизненно важно для достижения надлежащего охлаждения. Выдувные дорны и выдувные иглы могут быть изготовлены по индивидуальному заказу так, чтобы направлять воздух в места изделия с более толстыми стенками и в области, которые недостаточно охлаждаются пресс-формой. Поэтому турбулентный поток воздуха внутри продукта является так же очень важным фактором. Выдувные клапаны могут быть сконструированы таким образом, чтобы формировать продукт с наивысшим давлением воздуха, доступным для процесса, а затем снижать давление воздуха во время обмена охлажденного воздуха внутри продукта.

В течение всего времени охлаждения внутри продукта должно поддерживаться достаточное давление, чтобы сохранять контакт между изделием и формой. Увеличение воздушного потока улучшает результаты, но соотношение между воздушным потоком и временем охлаждения не является линейным. Обмен между объемами воздуха внутри изделия в течение 10 раз может привести к увеличению пропускной способности на 10%, но увеличение производительности на 15% может быть результатом обмена воздуха в течение 20 раз. Скорость воздухообмена может быть ограничена такими факторами, как размер выдувного дорна или выдувных игл.

Производители также должны учитывать стоимость сжатого воздуха. Хотя при более низких температурах охлажденного воздуха достигаются лучшие результаты охлаждения, соотношение между температурой воздуха и временем охлаждения не пропорционально.

Например, понижение температуры с 20°С до 5°С может привести к увеличению производства на 10%, но увеличение производства на 15% может быть результатом того, что температура воздуха будет дополнительно понижена до      -10°С. И, хотя более холодный воздух обеспечивает лучшее охлаждение, результаты могут стать менее заметными после определенного момента.

И продукт, который хорошо охлаждается при температуре -35°С, может охлаждаться быстрее при минус -45°С, но эти преимущества не оправдывают возросшие технические трудности при получении более низкой температуры.

Сравнение производительности стандартной системы раздува и раздува холодным сжатым воздухом на примерах

Канистра

Канистра

Канистра для масла

Вес, гр.

2.100

450 50

Объем, л.

25

10 1

Без сжатого воздуха

Время цикла, сек. 39 22,2

10

Используя систему САС

Время цикла, сек. 31,3 16,2 8,4
Понижение времени цикла, % 20 27 16
Увеличение производительности, % 25 37 19
Расход воздуха, м3 6,709 3,779 5,297
Температура воздуха, °С -36 -34 -34
Заказать звонок
+
Жду звонка!