Објаснување на принципот на работа на машината за криогено отстранување на влакна

By Мајк Чен, Директор за производство | 12+ години искуство во производство на гума |LinkedIn

Клучни заклучоци

• Криогена машина за одлепување на пламенот го отстранува пламенот со замрзнување со течен азот додека не стане кршлив, а потоа го крши со вртечки удар во ротирачки валјак.
• Процесот функционира бидејќи тенкиот блесок се лади и се крши многу побрзо од подебелиот дел, па затоа блесокот се откинува додека делот преживува.
• Резултатот го контролираат три параметри: работна температура (до −150°C), брзина на валјакот (20–70 вртежи во минута) и време на циклусот (под 8 минути).
• Ова е физички, бесконтактен принцип кој отстранува многу фини блесоци без алатки за сечење, поради што достигнува стапка на поминување над 98% на прецизни делови.

Краткиот одговор: Криогена машина за отстранување на пламенот ги отстранува пламенот и струготините со искористување на промената во однесувањето на материјалот на ниска температура. Ги замрзнува деловите со течен азот сè додека тенкиот пламен не стане тврд и кршлив, а потоа ги превртува во ротирачки валјак, така што ударот го разбива пламенот од сè уште е пластичниот дел. Тоа е физички, бесконтактен процес: без сечила, без абразиви, без рачно вадење.

Повеќето методи на завршна обработка го сечат, брусат или тријат материјалот. Криогеното отстранување на влакната прави нешто различно: го менува самиот материјал, правејќи го несаканиот блесок полесен за кршење отколку производот на кој е прикачен. Принципот звучи како физика, а не како машинска обработка, и токму тоа е.

Ова упатство ја објаснува науката зад процесот, чекор по чекор го опфаќа циклусот на машината, ги анализира клучните компоненти и параметри и разјаснува зошто блицот се крши додека делот преживува. Ако некогаш сте се запрашале како машина може да го отстрани делот од блесокот без да го допре, еве го одговорот.

Што е криогено отстранување на влакна?

Криогеното одлепување на влакната е процес на завршна обработка кој ги отстранува пламењата, грмушките и вишокот на линијата на разделба од калапените делови со нивно ладење на криогени температури, така што тенкиот вишок материјал се крши, а потоа со механичко влијание се отстранува тој кршлив пламен.Зборот „криогено“ се однесува на употреба на многу ниски температури, обично предизвикани од течен азот.

За разлика од механичкото отстранување на влакна, кое користи ротирачко црево и често дејство на сечење или мелење, криогеното отстранување на влакна користи ладно како примарна алатка.Бидејќи процесот не притиска сечилото врз делот, тој го отстранува блесокот од фините детали, внатрешните рабови и сложените форми што алатката за сечење не може да ги достигне.Затоа стана стандард за прецизни заптивки, минијатурни воздухопловни компоненти и микроелектронски делови.

Физиката зад процесот

Целиот метод се потпира на едно својство на материјалот: температурата на стаклен премин, или Tg.Над својата Tg, гумената смеса е мека и еластична; под неа, истиот материјал станува тврд, стаклест и кршлив.Точната Tg варира во зависност од соединението - природната гума и многу синтетички материјали стануваат кршливи на температури далеку под 0°C, додека силиконот останува флексибилен на постудени температури - но принципот важи за сите еластомери.

Еве го клучниот увид што го прави процесот селективен.Блесокот е тенок и лесен, па затоа има многу мала топлинска маса и се лади под својата Tg речиси веднаш кога е изложен на течен азот.Телото на главниот дел е подебело и потешко, па затоа задржува повеќе топлина и останува над својата точка на кршливост подолго време. За краткото време што деловите го поминуваат во валјакот, пламенот станува кршлив, додека делот задржува доволно еластичност за да го преживее ударот што следи.

Течниот азот е извор на замрзнување бидејќи е екстремно ладен - врие на околу -196°C - и ефтин. Машината го вбризгува за да ја намали ролер-комората до работната температура од -150°C, температура доволно ниска за брзо кршење на блесокот, а воедно го остава контролиран прозорецот на процесот на операторот.

Како работи машината, чекор по чекор

Циклусот на машината е едноставен за ракување, но зависи од прецизното време и температура. Еве ја секвенцата во типична криогена машина за отстранување на влакна:

1. Вчитај ја серијата.Деловите се товарат во ролерската комора, која содржи до 80 литри - приближно 15-20 кг производ во зависност од густината на делот.
2. Изладете ја комората.Течен азот се вбризгува за да се намали температурата на ваљакот кон неговата работна точка од −150°C. Номиналниот капацитет за ладење од 1,1 kW помага да се одржи стабилна температура за време на циклусот.
3. Разбрчкајте го блицот.Тенкиот блесок се лади над температурата на стаклен премин и станува тврд и кршлив, додека подебелиот дел од телото останува релативно еластичен.
4. Преврти се и скрши.Ваљакот ротира со 20–70 вртежи во минута, превртувајќи ги деловите така што тие се удираат еден во друг и во барабанот. Енергијата на ударот го откинува кршливиот блесок на линијата на разделување.
5. Држете за времето на циклусот.Целиот циклус трае помалку од 8 минути - доволно долго за да се отстрани блесокот, а доволно кратко за да се спречи ладење на делот до точка на оштетување.
6. Растоварете и одвојте.Отстранетите делови се испразнуваат заедно со скршените фрагменти од блесокот, кои потоа се одвојуваат од готовиот производ.

Забележете што недостасува: нема сечило, нема абразивен медиум и нема оператор што посегнува во процесот.Бидејќи силата за отстранување се применува со превртување на самите делови, машината рамномерно ги скратува сите површини, вклучувајќи ги потсекувањата и внатрешните рабови.

Клучни компоненти и нивните улоги

Секоја компонента во криогената машина за одлепување на влакна е поврзана со еден чекор од принципот. Разбирањето на улогите го олеснува процесот за подесување и решавање на проблеми.

Спецификации одмашина за криогено отстранување на влакна со течен азотстраница на производот.

Компактната површина на машината - околу 1200 mm должина, 2000 mm ширина и 1200 mm висина, и тежина од 200 кг - значи дека целиот принцип се вклопува во изненадувачки мал агол од просторијата за завршна обработка.

Зошто тенкото блеснување се крши, а делот преживува

Селективноста на криогеното одблеснување е причината зошто му се верува за прецизна работа и вреди да се разбере детално бидејќи тоа е она што го спречува процесот едноставно да го уништи делот заедно со блицот.

Кршливоста се шири низ материјалот со текот на времето, а тенките делови ја достигнуваат кршливата состојба пред дебелите делови.Блицот, кој обично е дебел само дел од милиметар, се лади речиси веднаш преку својата Tg вредност. Телото на делот, неколку пати подебело, се лади побавно од површината навнатре. За време на краткиот циклус, блицот е целосно кршлив, додека јадрото на делот - а честопати и неговата работна површина - останува доволно еластично за да го апсорбира ударот од превртување без да напукне.

Затоа времето на циклусот е толку важно.Ако циклусот се стартува предолго, самиот дел се лади под својата Tg и станува кршлив, по што вртењето што го отстранува пламенот почнува да го крши производот.Ако го стартувате премногу кратко, блицот сè уште не е скршен, па затоа се растегнува наместо да пука. Прозорецот на циклусот под 8 минути е подесен да стои помеѓу тие два дефекта.

Параметри на циклусот и што тие контролираат

Три бројчаници - температура, брзина и време - одредуваат дали процесот чисто го отстранува блицот или ги оштетува деловите. Прилагодете ги заедно, а не одделно.

Оптималните поставки зависат од Tg на соединението, дебелината на делот и геометријата на блендата. Финото подесување е задача за секој производ поединечно, а не еднократно поставување.

Бидејќи точната температура на кршливост варира во зависност од соединението, идеалниот сет на параметри е различен за природна гума, NBR, FKM и силикон.Кршливоста на гумата е само по себе стандардизирана мерка - ASTM D2137 и ISO 812 опишуваат методи за одредување на точката на кршливост на гуменото соединение - што е корисна референца при воспоставување на температурниот прозорец за нов производ.

Материјали погодни за криогено отстранување на влакна

Процесот функционира секаде каде што блицот може да се направи покршлив од самиот дел.Тоа е методот по избор за прецизни гумени и пластични делови, а исто така се справува со низа метални компоненти од леење под притисок.

Типичните примени вклучуваат сложени гумени делови, минијатурни воздухопловни компоненти, автомобилски гумени делови, прецизна синтетичка гума, прецизни пластични делови, микроелектронски компоненти, сложени електронски делови и одлеаноци од цинк, магнезиум или алуминиум, плус прецизни заптивки. За овие делови, принципот на бесконтактно работење е поентата: го отстранува блесокот што сечилото не може да го достигне и ја остава површината недопрена.

За поедноставна работа со О-прстени со голем обем или за силикон каде што е потешко да се постигне кршливост, други принципи може подобро да одговараат.асортиман на машини за отстранување на гумаВклучува алтернативи на механичка и воздушна енергија кои целосно го избегнуваат течниот азот.

Чести проблеми и како да ги решите

Криогеното отстранување на заштитните влакна е процес на подесување. Повеќето проблеми се решаваат со прилагодување на температурата, брзината или времето - а не со замена на делови.

Заклучок: Отстранување на блесокот со температура, а не со алатка

Принципот на работа на криогената машина за отстранување на блесокот е елегантен во својата едноставност: замрзнете го блесокот додека не стане кршлив, а потоа дозволете ударот да го скрши од сè уште е еластичен. Без сечило, без абразив, без рака. Физиката го прави она што алатката за сечење не може - да допре до фини детали и внатрешни рабови и рамномерно да го отстрани блесокот без да ја допре површината.

Процесот е селективен бидејќи се потпира на топлинска маса: тенкото парче се крши пред подебелиот дел, а краткиот период на циклус го одржува делот безбеден. Температурата, брзината на валјакот и времето на циклусот се трите лостови што го држат процесот во рамките на тој период.

За прецизни гумени, пластични и леани делови, тоа е разликата помеѓу завршна обработка што го скратува производот и завршна обработка што го скратува блицот. Откако ќе го разберете принципот, машината престанува да изгледа како ладна кутија и почнува да изгледа како контролиран, повторувачки физички процес - процес што можете да го подесите, измерите и на кој му верувате.