金型および金型のフィッティングを備えたカートリッジ ヒーターの設置のベスト プラクティス

金属スタンピングやプラスチック射出成形を扱う金型エンジニアも同じ問題に直面しています。金型や金型に組み込まれているカートリッジ ヒーターは、すぐに切れてしまったり、穴に詰まって交換が困難になったり、均一に加熱されなかったりします。これらの問題は通常、ヒーターの品質だけが原因ではありません。むしろ、基本的な熱原則に従わない設置方法では、早期に故障する可能性が高くなります。

ボアの準備は、カートリッジ ヒーターが適切に動作することを確認するための最も重要なステップです。何もせずに穴を開けてヒーターを挿入すると、合併症が発生する可能性があります。標準的な手順では、最終サイズより少し小さいドリルで穴を開け、その後、滑らかに仕上げて正しいサイズにリーマ加工します。ターゲット直径は公称ヒーター サイズ + 0.001 インチで、最小公差はありません。これは、公称直径が 0.5 インチのヒーター (実際の直径は約 0.497 インチ) には、直径がちょうど 0.5 インチで、公差がプラス 0.001 インチ、マイナス 0.000 インチのボアが必要であることを意味します。

ボア内部の表面仕上げは、熱がボア内をどのように通過するかに直接影響します。リーマ加工により、ヒーターとボアが接触するほど表面が滑らかになります。粗いドリル仕上げにより、熱の侵入を防ぐ小さな空気層が残ります。空気は金属ほど熱を伝えないため、同じ量の熱を流すために、これらの隙間によりヒーターは周囲のダイ材料よりもはるかに高温になります。ぴったりとフィットしたヒーターと、緩くフィットしたヒーターの動作温度に華氏 100 度以上の差があることは珍しくありません。-

貫通穴は、形状が許容する場合には止まり穴よりもはるかに便利です。{0}}発熱部に穴が貫通しているため、固着したヒーターを反対側から押し出すことで取り外すことができます。このノックアウト機能がないとヒーターが膨張して止まり穴にはまった場合、ドリルで穴を開ける必要があり、高価な金型や金型に損傷を与える可能性があります。貫通ボーリングが現実的でない場合、許容範囲内でボア径を大きくすると、熱伝達効率が犠牲になりますが、焼き付きの危険性は低くなります。

熱膨張を管理することが、専門家による設置と問題を引き起こす設置の違いになります。カートリッジヒーターをオンにすると、ステンレス鋼と同様にヒーターが長くなります。設置によってこの膨張が止まると、圧縮応力によってヒーターの内部が曲がり、最終的には抵抗素子または酸化マグネシウム絶縁体が破損します。答えは、熱伝達のために半径方向の接触を維持しながら、先端を軸方向に約 1 ミリメートル浮かせることです。

ネジ付きフィッティングを備えたヒーターを金型に取り付ける場合、加熱ゾーンとフィッティングの間の非加熱長さを正確に把握することが重要です。シールとワイヤの絶縁を無傷に保つには、フィッティングとリード線の出口領域を低温に保つ必要があります。小型ヒーターの非加熱長さは少なくとも 1/8 インチでなければなりませんが、大型のヒーターや高温で動作するヒーターの場合は 1 インチ以上でなければなりません。低温部分が十分に優れていない場合、シールが焼き付き、リード線がショートし、故障がすぐに発生します。

金型や金型内でのリード線の配線も同様に重要です。重要な圧着点でワイヤーが曲がらないようにするには、ワイヤーがヒーターから取り出されるときに張力を緩和する必要があります。金属スプリング、フレキシブルコンジット、または保護スリーブは、動きや摩耗によって引き起こされる絶縁体の損傷を防ぎます。この保護は、プラテンやダイを移動するために使用されるヒーターに必要です。高温サービスの標準であるガラス繊維絶縁リード線は熱に耐えることができますが、保護されていない場合は機械的損傷を受けやすくなります。-

焼き付き防止添加剤を使用すると、特に熱サイクルにより時間の経過とともにフィット感がきつくなった場合に、後でヒーターを簡単に取り外すことができます。{0}}ニッケル-ベースの焼き付き防止ペースト-は、炭素に変化したり導電性になったりすることなく、高温に耐えることができます。アプリケーションは、ボアに接触するヒーターの部分をカバーする必要がありますが、リード線、端子、または電流が流れるその他の部品に触れないようにしてください。電気接続部に焼き付き防止剤を装着すると、ショートや安全上の問題が発生する可能性があります。

金型用途にフィッティングを選択する場合は、機械的保持と断熱の間の妥協点を見つける必要があります。金型表面のボルト固定された取り付けフランジにより、金型が押されたり振動したりしたときに金型が動くのを防ぎます。ヒーターシースにはステンレス製のフランジが溶接されているため、高温でも錆びにくく丈夫です。非加熱部品に沿ったフランジの位置により、加熱された長さが金型キャビティ内のどこに入るかを正確に決定できます。

エンドシールは、液体で冷却される金型や湿気が侵入する可能性がある状況では非常に重要です。標準的なエポキシポッティングは、華氏約 266 度までの湿気を防ぐことができます。高温エポキシでは、この温度は 450 度に達します。-非常に悪い条件の場合は、ハーメチックシールまたはシリコーンワニスを使用したセメントポッティングにより、湿気を遮断しながら華氏 1000 度までの温度に耐えることができます。シールの種類は、動作全体の温度だけでなく、リード端の温度にも適合する必要があります。

ヒーターを選択して設置するときは、ワット密度を考慮する必要があります。 1 平方インチあたり 50 ワット以上を供給する高ワット密度のヒーターには、低密度のヒーターよりもしっかりとした取り付けと優れたヒートシンクが必要です。抵抗素子が過度に熱くならないようにするには、増加した熱流束によって周囲の金属に熱を効率的に伝達できる必要があります。高密度ヒーターを取り付ける場合、穴の公差と表面研磨の規則に従うことがより重要です。-

インストールの詳細を記録しておくと、後のメンテナンスが容易になります。ヒーターが寿命に達した場合、口径、ヒーターの仕様、継手の種類を把握しておくと交換が容易になります。金型や金型は数世代のヒーターよりも長持ちすることがあります。詳細な記録を保持しておけば、最初に設置されてから何年も経ってから適切な仕様を再度把握するという手間が省けます。

カートリッジウォーマーは正しく取り付ければ、使い捨てではなく長期間使用できます。ボアの準備、熱膨張への対応、リードの保護に注意を払うと、ダウンタイムが減り、プロセス温度が安定します。