Meccanismo di invecchiamento per fatica termica: regole di deriva della termocoppia dei riscaldatori degli ugelli in caso di avviamenti frequenti-Arresta il ciclo
L'avvio e l'arresto frequenti delle apparecchiature sono le principali caratteristiche di lavoro della produzione di stampaggio a iniezione in lotti. Ogni ciclo di avvio-arresto provoca un forte stress termico alternato di freddo-calore ai riscaldatori degli ugelli, causando una continua perdita per fatica dei conduttori di riscaldamento e delle strutture isolanti. La maggior parte dei guasti prematuri del riscaldatore degli ugelli e dell'instabilità della temperatura non sono causati da difetti di qualità, ma dall'invecchiamento per fatica termica accumulato-a lungo termine. Secondo la verifica del test di fatica ciclica, diverse strutture del riscaldatore dell'ugello hanno una resistenza alla fatica termica distinta, formando regole di deriva a lungo termine della termocoppia completamente diverse in condizioni di lavoro di avvio e arresto frequenti.
I riscaldatori con ugelli in mica aperti hanno la resistenza alla fatica termica più debole. L'isolamento a strati di mica si basa sull'assemblaggio fisico della laminazione senza forza vincolante strutturale integrale. L'espansione e la contrazione termica ripetute durante i cicli di avvio{2}}arresto causano un graduale allentamento, separazione e micro-deformazione degli strati isolanti. La struttura isolante deformata produce variazioni irregolari di resistenza termica in ogni ciclo, portando a una produzione di calore instabile. I dati di rilevamento della termocoppia generano jitter periodico e deriva cumulativa con l'aumento dei tempi di ciclo. Nella produzione in lotti ad alta-frequenza, la deriva cumulativa annuale del riscaldatore in mica che supporta i sistemi di termocoppie raggiunge i 2,3 gradi, compromettendo seriamente la stabilità del processo.
I riscaldatori per ugelli in ceramica segmentati hanno una resistenza alla fatica termica notevolmente migliorata. I materiali isolanti ceramici rigidi hanno proprietà fisiche e chimiche stabili in cicli termici, senza allentamenti stratificati o cedimenti dovuti a deformazione. La struttura segmentata può rilasciare adeguatamente lo stress termico durante l'aumento e la diminuzione della temperatura, mantenendo stabilità termica interna e produzione di calore. Nelle stesse frequenti condizioni di avvio-arresto, la deriva annuale della termocoppia dei sistemi di riscaldamento in ceramica è controllata entro 0,7 gradi, che è di gran lunga superiore alle strutture in mica aperte. L'unico pericolo nascosto è che l'accumulo di stress termico a lungo termine-può causare micro-fessure nei fragili materiali ceramici, con conseguente deviazione del calore locale.
I riscaldatori per ugelli in fusione di metallo completamente chiusi- garantiscono una stabilità alla fatica termica ottimale. La matrice metallica di colata integrale forma una struttura integrata di equilibrio delle sollecitazioni, che può rilasciare uniformemente lo stress di espansione termica e contrazione in ogni ciclo di avvio-arresto senza deformazione strutturale o danni all'isolamento interno. Il conduttore riscaldante interno in lega e il mezzo isolante sono completamente fissati nella matrice metallica densa, evitando spostamenti per fatica e attenuazione delle prestazioni. In condizioni di lavoro ciclico a frequenza ultra-elevata, la deriva annuale della termocoppia dei sistemi di riscaldamento in fusione di metallo-è controllata stabilmente entro 0,2 gradi, realizzando un funzionamento a lungo termine-con una deriva quasi pari a zero.
I dati dei test ciclici ad alta-frequenza verificano in modo intuitivo le differenze di resistenza alla fatica. Dopo 6.000 cicli termici di avvio-arresto continui che simulano la produzione in lotti, i riscaldatori per ugelli in mica presentano un tasso di guasto per fatica dell'8,9%, le strutture in ceramica raggiungono il 2,6% e le strutture in metallo-fuso presentano un tasso di guasto per fatica pari a zero. L'errore di rilevamento dinamico della termocoppia delle strutture in mica oscilla tra 1,5 gradi e 2,4 gradi, le strutture in ceramica si mantengono tra 0,4 e 0,8 gradi e le strutture in metallo-fuso si stabilizzano al di sotto di 0,3 gradi.
La resistenza alla fatica termica determina direttamente la durata di servizio e la stabilità di precisione a lungo-termine dei sistemi di riscaldamento degli ugelli. Una selezione strutturale ragionevole basata sulla frequenza del lotto di produzione e la calibrazione corrispondente della compensazione della fatica della termocoppia possono ridurre efficacemente la deriva dell'invecchiamento e il tasso di guasto, realizzando un funzionamento stabile a lungo-termine delle linee di produzione in batch intermittenti.
