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塑料工业中的测温

应用案例

Temperature measurement within the plastics industry

塑料工业中的测温

对在塑料工业中采用的许多工艺技术而言,工艺和生产中的温度是一个十分重要的物理测量参数。因此,使用红外传感器系统的非接触测温被视为一项十分有效的工艺监测与控制方法。借助该方法,各公司能够制造出高质量的产品。

在塑料工业中,产品的生产和检验需要经历许多热过程。若已知工艺中的关键点,则可使用红外测温仪或高温计进行单点测温。红外摄像机(尤其是欧普士PI系列紧凑型快速响应热像仪)则用来安全可靠地显示相关弱点。此外,红外摄像机还可帮助实现热过程的可视化,进而优化并监测具体过程。

塑料加工者所生产的大量塑料制品通常在一卷或一板上的尺寸、厚度、质地、色泽和压花图案等各不相同。基于框架条件,红外测温仪和红外摄像机可适用于各种制品,以期完善和保障制造工艺。

热成型中的工艺控制

安装在机械装备上的传感器探头,带有层流空气吹扫套管,用于实现热成型中的温度监测
安装在机械装备上的传感器探头,带有层流空气吹扫套管,用于实现热成型中的温度监测

红外温度传感器的重要应用之一是适配在热成型与包装机中的高温计。在热成型工艺中,原材料被红外辐射源加热至190°C,并呈现均匀热度。要实现高质量的重整,必须确保材料表面的高均匀度和对转化温度的恰当调整。随后,以在冷却范围内的指定温度来冷却材料,使其结束热成型工艺。

为了确保材料实现稳定的产品质量,同时避免局部烧痕与裂纹的形成,在此使用欧普士PI红外摄像机来调节进入机器的材料温度状况。因此,使用高温计在选定的测温点上实现温度调节。

欧普士的一家客户,在加热区出口设置了一台 optris 红外测温仪CT LT ,用来监测温度曲线和显示温度梯度。这使得机器操作员能够连续监测涵盖所有使用产品批次的完整温度曲线。

采用印花砑光机进行表面修整

采用欧普士CT LT红外测温仪在印花砑光机上进行全程温度监测
采用欧普士CT LT红外测温仪在印花砑光机上进行全程温度监测

在该应用中,散装塑料从宽槽挤出机中挤至带条上,然后再经由冷却和加热后的砑光辊加工成所需规格。表面(纹理)是采用印花砑光机进行处理的。

原材料被红外辐射体加热至190°C(含基础温度),并呈现均匀热度。接着,材料被输送到加热后的印花砑光机,在此被加工为产品的特定结构。随后,以在冷却范围内的指定温度来冷却材料,使其结束热成型工艺。

在整个印花工艺中,必须保持恒定一致的温度曲线(最多允许在温度范围上下浮动5K),方可使得产品呈现相等的厚度、均匀的分度和结构深度。为了监测压花工艺中的温度曲线,一些加工者使用了多达16台 optris CT LT高温计 来进行单点测温(沿进动方向安装)。测温的优点已在西门子PLC(S7)中得到了体现。因此,我们可以在工艺监测中利用这些优点,同时就此提供适用于PLC中具体批次的重要工艺参数。

Infrared thermometer optris CT LT                          IR thermometer optris CT LT

注塑成型 – 减少变形


在注塑成型零件制造中,尺寸稳定性是十分重要的。当执行注塑成型工艺时,需要对融化的塑料加压,使其被注射到适当的模具中。所成产的部件外层在其分离时就已成型。它的作用是稳定部件,因为此时部件的中间部分仍然是液态的,其中保存的热量缓慢向外扩散。若在分离时保存在部件中的热量过多,会导致出现变形。结果:所形成的尺寸不再适合。

对此, optris PI热像仪 能够利用加热与冷却系统来优化模具温度。它的120 Hz线上监测功能可以检测到部件完成分离后的最高温度。随后,针对温度变化做出必要反应。若温度超出规范值,闭模时间就要相应延长;若温度低于规范值,闭模时间就应缩短。

Small and fast infrared camera – mobile or stationary used - to detect weaknesses at injection moulds
红外摄像机可以检测到注塑模具上的缺陷

目前在该工艺中,仅仅是对温度进行采样,并且预防性地设置了较长的闭模时间——这实际是对加工能力的巨大浪费。 optris PI红外摄像机 为注塑成型零件的制造提供了便利。该摄像机可以在不接触零件和不造成干扰的情况下监测加工温度。与此同时,它还帮助提高了生产率,大大增加了制造部件的数量。