Plastics_9_2014

w w w . p l a s t i c s . r u 34 ТЕМА НОМЕРА /ВЕСЬ СПЕКТР ЛИТЬЯ П Л А С Т И К С № 9 ( 1 3 8 ) 2 0 1 4 обусловлена не только экономическими, но и технологическими факторами. Контроль температуры Из вышесказанного следует, что залогом эффективности процесса является опти- мальная длительность нагрева, который при этом должен протекать в ограниченном диа- пазоне допустимых температур. При неак- куратном нагреве с помощью инфракрасных излучателей показатели могут легко выйти за заданные пределы. Чтобы исключить такую возможность, этот процесс должен надежно контролироваться, а актуальные значения температур в определенные моменты вре- мени — документироваться и применяться в дальнейшем для оптимизации качества выпускаемой продукции. Такой подход можно наблюдать на следующем примере, в рамках которого используются органоли- сты толщиной 2 мм (рис. 3). В данном случае термопластичной матрицей является ПА-6, а армирующим элементом — стекловолок- но. Из приведенного на рисунке 3 графи- ка изменения температуры видно, что за счет оптимизированного контроля сначала удается очень быстро нагреть заготовку до 260°C, а затем удерживать ее в заданном диа- пазоне. Надежный контроль процесса нагрева обеспечивает эффективную пластикацию ор- ганолистов и органолент с помощью инфра- красного излучения. Вопреки распростра- ненному мнению, что в этом процессе могут использоваться только устройства со спектром излучения, соответствующимполосепоглоще- ния нагреваемого материала, это требование не обязательно должно выполняться. Так, при несовпадении этих характеристик излучение действительно с легкостью проходит сквозь тонкиепленки, ноприработе сболее толстыми органолистамионопростопроникает глубже в их структуру, что обеспечивает определенные преимущества, так как подаваемая энергия распределяется в большем объеме. Это умень- шает нагрузку на материал и повышает ско- рость нагрева за счет сокращения доли тепла, получаемоговнутреннейструктуройматериала через сравнительномедленныйпроцесс тепло- передачи. Реальная скорость нагрева зависит от мно- жества факторов, таких как геометрическая структура материала и толщина заготовки. В зависимости от типа используемых мате- риалов нагрев органолистов толщиной 1 мм, осуществляемый с помощью одного и того же устройства, может протекать с различной скоростью. Так, для полипропилена, арми- рованного стекловолокном, скорость нагрева может достигать 10 K/с, а для ПА-6 с тем же наполнителем не превышает 7 K/с. Оба зна- чения получены на матрицах, окрашенных черным пигментом. Таким образом, достижимая скорость на- грева зависит не только от оборудования, но и от применяемых материалов, причем на нее могут влиять даже такие параметры, как цвет или текстура поверхности. Параметры энергосбережения Независимо от своих технологических свойств нагреватели должны обеспечивать экономичность работы. Высокая установлен- ная мощность этих устройств необязательно обуславливает высокое энергопотребление. Так как нагрев представляет собой лишь одну стадию производственного процесса, среднее энергопотреблениесоставляетлишьнекоторую долю от установленной мощности (рис. 4). Современные нагревательные станции об- ладают модульной конструкцией, что облег- чает техническое обслуживание и позволяет гибко адаптировать установки под различные размеры заготовок. Благодаря широким воз- можностям активации отдельных модулей излучатели большой площади могут эффек- Установленная мощность (20 кВт) Длительность нагрева (20 с) Рисунок 4. Сравнение установленной мощности и среднего энергопотребления Время цикла (50 с) Среднее энергопотребление (8 кВт) 0 10 20 30 40 50 60 260 60 Температура, °С Время, с Рисунок 3. График нагрева органолиста толщиной 2 мм