Cách thiết kế lỗ đo Hot Runner để tối ưu hóa độ chính xác của phép đo cặp nhiệt điện

Kích thước, độ sâu, độ hoàn thiện bề mặt và vị trí của lỗ đo được gia công trên vòi phun và ống góp tác động trực tiếp đến điện trở tiếp xúc nhiệt giữa đầu phát hiện cặp nhiệt điện và thép khuôn, đây là yếu tố chính gây ra độ trễ nhiệt độ vốn có và độ lệch cố định. Nhiều nhà thiết kế khuôn chỉ dự trữ các lỗ xuyên đơn giản mà không có tiêu chí kích thước cụ thể, do đó dẫn đến sai số đo liên tục mà không thể tránh được bằng cách hiệu chuẩn hoặc dán dẫn nhiệt. Trong bài viết này, các nguyên tắc thiết kế thống nhất để đo lỗ của cặp nhiệt điện đầu phẳng, đầu dò thẳng và đầu dò ruy băng góc phải- được xây dựng.

1. Quy tắc thiết kế lỗ đo cặp nhiệt điện đầu dò thẳng

Kích thước vỏ bọc thường có: 0,8 mm, 1,0 mm, 1,5 mm
• Dung sai đường kính trong của lỗ: lớn hơn +0.03~+0.06mm so với đường kính ngoài của vỏ bọc, khe hở quá lớn tạo ra lực cản nhiệt của không khí, đường kính quá nhỏ gây kẹt đầu dò trong quá trình tháo rời.
• Độ sâu hiệu quả: Khoảng cách từ lỗ mở bên ngoài đến bề mặt mù phía dưới phải sao cho đầu cảm biến của đầu dò phải cách thành kênh dòng chảy 1 ~ 2 mm, để tránh xói mòn tan chảy trực tiếp và tích tụ carbon chặn đầu; độ sâu không được nhỏ hơn 5 lần đường kính vỏ bọc để đảm bảo đủ diện tích dẫn nhiệt.
• Độ hoàn thiện bề mặt: Ra Nhỏ hơn hoặc bằng 0,8μm đánh bóng doa lỗ mịn. Độ nhám gia công thô dễ dàng thu giữ bụi carbon và tạo ra các lớp cản nhiệt.
• Bố trí lỗ: Không đặt các lỗ đo ở các vùng chịu ứng suất thành mỏng của ống góp và ở các phần mỏng của đầu vòi để tránh sự suy giảm độ bền kết cấu và nguy cơ rò rỉ nóng chảy.

2. Quy tắc thiết kế bề mặt đo phẳng của cặp nhiệt điện đầu phẳng
• Độ dày mặt phẳng: Nền thép đặc tối thiểu 1,2mm phía dưới bề mặt tiếp xúc, tấm thép mỏng có khả năng mất nhiệt nhanh và biến động lớn khi đo nhiệt độ.
• Kích thước mặt phẳng: lớn hơn 0,5mm so với đường viền đầu phẳng ở tất cả các cạnh, không có các cạnh bậc góc vuông-nhọn để cặn carbon không tích tụ ở các góc.
• Yêu cầu về độ phẳng: Dung sai độ phẳng Nhỏ hơn hoặc bằng 0,02mm. Mặt phẳng bị cong vênh gây ra khe hở tiếp xúc một phần sau khi lò xo bị nén, dẫn đến truyền nhiệt không đồng đều.
• Tránh xuyên lỗ: Sử dụng bệ đo phẳng có lỗ mù,-các lỗ xuyên sẽ gây thất thoát nhiệt và đọc nhiệt độ thấp.

3. Quy tắc thiết kế rãnh nông-ruy băng góc hẹp của cặp nhiệt điện
• Độ sâu rãnh: 0,3~0,4mm (giống như độ dày của ruy băng), độ sâu vượt quá sẽ gây ra khe hở không khí dưới ruy băng.
• Chiều rộng rãnh: lớn hơn 0,2mm so với chiều rộng ruy băng để tạo khe hở cực nhỏ khi lắp đặt, không làm biến dạng đùn của lá phẳng.
• Đánh bóng rãnh đáy: Đánh bóng bằng điện đến độ bóng như gương, để loại bỏ các lỗ nhỏ-giữ bụi carbon.

Các lỗi thiết kế điển hình và các hiệu ứng sai lệch kèm theo

1. Độ hở lỗ đo quá mức (khoảng cách ＞ 0,1mm): Cố định độ lệch nhiệt độ âm 1 ~ 2,5 độ, phản ứng chậm hơn 3 giây.

2. Độ sâu lỗ không đủ, đầu cảm biến quá gần kênh nước làm mát: Thất thoát nhiệt khiến nhiệt độ đo được luôn thấp hơn nhiệt độ nóng chảy thực tế.

3. Thành trong lỗ thô chưa được đánh bóng: Cặn carbon tích tụ nhanh chóng, chu kỳ làm sạch giảm đi một nửa, trôi đi hàng tuần.

4. Lỗ nóng chảy được đào qua kênh dòng chảy: Nóng chảy đi vào lỗ, đông cứng lại và che phủ đầu dò, ngăn chặn hoàn toàn quá trình truyền nhiệt

5. Nếu khoảng cách giữa một số lỗ đo nhỏ hơn 20 mm, sẽ có hiện tượng nhiễu dẫn nhiệt lẫn nhau, điều này sẽ ảnh hưởng đến việc đọc nhiệt độ của các vùng lân cận.

Phù hợp các biện pháp tối ưu hóa cho khuôn thành phẩm có lỗ đo không đạt tiêu chuẩn

Nếu khuôn đã được xử lý với các lỗ đo thô quá khổ, thì khoảng trống phải được lấp đầy bằng ống bọc kim loại có tính dẫn nhiệt cao (ống bọc hợp kim đồng mỏng) để loại bỏ lớp cách nhiệt không khí và nên bôi keo dẫn nhiệt dày lên trong quá trình lắp đặt cặp nhiệt điện để bù cho điện trở nhiệt của bề mặt gồ ghề. Thay thế cặp nhiệt điện dạng hạt tiếp xúc với khối lượng nhiệt thấp bằng các lỗ quá{1}}nông để loại bỏ độ trễ do thiếu diện tích tiếp xúc nhiệt.

Tiêu chuẩn thiết kế tích hợp vào danh sách kiểm tra bản vẽ khuôn

Khi kiểm tra bản vẽ 3D của Á hậu nóng, người thiết kế phải điền các đặc điểm của lỗ đo: loại cặp nhiệt điện, đường kính vỏ bọc, đường kính lỗ bên trong, độ sâu hiệu dụng, độ nhám bề mặt và khoảng cách giữa các điểm đo với nhau. Tọa độ của tất cả các điểm đo của đa tạp cân bằng nhiều khoang phải đối xứng sao cho điều kiện truyền nhiệt cho mỗi cặp nhiệt điện là như nhau. Gia công lỗ đo tiêu chuẩn có thể giảm khoảng 70% độ lệch đo cặp nhiệt điện vốn có ở giai đoạn thiết kế khuôn.333