프레스의 모든 장비는 플래튼이 완벽한 180도에 있음을 보여 주지만 복합 부품은 특정 영역에서 지속적으로 경화되지 않은 상태로 나타납니다. 열전대가 거짓말을 하고 있는 것이 아니라 부품이 아닌 압반의 온도를 측정하고 있는 것입니다. 중요한 누락 링크는 압반과 금형 사이의 열 접촉입니다. 이 실망스러운 시나리오-경화되지 않은 부품 정확한 온도 판독 압반조건-은 가열식 프레스 작업에서 가장 흔하고 잘못 진단되는 문제 중 하나입니다. 좋은 소식은 근본 원인이 열이 아닌 거의 항상 기계적이며 체계적인 문제 해결을 통해 해결할 수 있다는 것입니다.
숨겨진 온도 강하: 부품이 센서보다 차가운 이유
압반 내부에 내장된 열전대 또는 저항 온도 감지기(RTD)는 압반 본체 자체의 온도를 보고합니다. 그 판독값은 일반적으로 정확합니다. 그러나 열은 압반에서 인터페이스를 거쳐 금형을 거쳐 부품으로 흘러야 합니다. 각 인터페이스에는 열 저항이 발생합니다.
함께 눌려진 두 개의 깨끗하고 평평한 금속 표면은 여전히 미세한 거칠기의 가장 높은 피크에만 닿습니다. 나머지 영역은 공기-로 채워진 틈으로 구성됩니다. 공기는 매우 열악한 열전도체입니다(약 0.026W/m·K). 결과는열 접촉 저항-인터페이스 전반에 걸쳐 측정 가능한 온도 강하.
예를 들어, 압반이 180도인 경우 압반과 접촉하는 금형 표면은 165도일 수 있고 부품과 접촉하는 금형 캐비티 면은 150도일 수 있습니다. 30도 이상의 낙하는 특히 경화 동역학이 온도에 매우 민감한 열경화성 복합재, 에폭시 또는 고무 성형 공정에서 경화되지 않은 부품을 생산하는 데 충분합니다-(10도 낙하는 필요한 경화 시간을 두 배 또는 세 배로 늘릴 수 있음).
단일 영역이 제대로 작동하지 않는 반면 다른 영역은 정상적으로 작동하는 이유
문제는 종종 압반의 한 영역 또는 한 영역에 국한됩니다. 몇 가지 근본 원인이 있을 수 있습니다.
약간 휘어진 금형 또는 압반– 시간이 지남에 따라 금형에 휘어짐이나 뒤틀림이 발생할 수 있습니다. 200mm 스팬에서 단 0.05mm의 간격만으로도 상당한 공기층이 생성될 수 있습니다. 중요한 용도의 경우 평탄도는 300mm당 0.025mm 이내여야 합니다.
표면 사이의 잔해– 단일 경화 수지 입자, 금속 버 또는 플래튼과 금형 사이에 갇힌 이형 필름 조각이 국지적으로 접촉을 방지합니다. 0.1mm 정도의 얇은 입자라도 주형을 들어올려 주위에 빈 공간을 만들 수 있습니다.
고르지 못한 프레스 톤수– 다-지점 유압 프레스는 힘을 균일하게 분배하지 못할 수 있습니다. 한쪽 모서리 또는 한쪽 모서리의 낮은-압력 영역은 접촉력이 적고 열 접촉 저항이 높으므로 금형의 해당 영역으로의 열 전달이 낮다는 것을 의미합니다.
마모되거나 잘못 정렬된 플래튼– 여러 사이클에 걸쳐 열 순환 크리프, 부식 또는 기계적 손상으로 인해 압반 표면 자체가 고르지 않게 될 수 있습니다.
단계별--문제 해결 절차
1단계: 독립 센서로 온도 판독값 확인
인터페이스 문제를 가정하기 전에 내장된 센서가 올바르게 작동하는지 확인하십시오. 표면 프로브(열전대 또는 적외선 온도계)를 매립된 웰이 아닌 의심 구역의 플래튼 표면에 직접 배치해야 합니다. 알려진-양호한 영역과 비교하세요. 압반 표면 자체가 차가운 경우 문제는 인터페이스 문제가 아니라 히터 또는 센서 고장입니다.
2단계: 접촉 표면 검사 및 청소
압반과 금형 뒷면을 철저히 청소해야 합니다. 잔여물, 녹 또는 부스러기는 비연마성 용제와 미세한 긁는 도구 또는 플라스틱 주걱을 사용하여 제거해야 합니다.- 연마 패드(예: Scotch-Brite)는 표면 프로필이 변경되지 않도록 주의해서 사용할 수 있습니다. 청소 후에는 강한 빛 아래서 표면을 육안으로 검사해야 합니다. 남아 있는 어두운 점이나 융기된 입자는 의심됩니다.
3단계: 직선자와 필러 게이지를 사용하여 평탄도 확인
기계 기술자의 직선 모서리와 보정된 필러 게이지를 사용하여 플래튼과 금형 뒷면의 평탄도를 확인합니다. 직선 모서리는 대각선으로 중심선을 따라 배치됩니다. 간격이 측정됩니다. 0.05mm를 초과하는 간격은 평탄도 문제를 나타냅니다. 뒤틀린 금형은 밀링 머신이나 표면 연삭기를 사용하여 표면을 다시 덮을 수 있습니다. 뒤틀린 압반은 전문적인 재연마 또는 교체가 필요할 수 있습니다.
4단계: 접촉 압력 분포 평가
접촉 압력은 압력에 민감한 필름-(예: Fujifilm Prescale 또는 이와 유사한 필름)을 사용하여 시각화할 수 있습니다. 필름은 압반과 금형 사이에 배치되고 프레스는 일반 톤수로 닫힙니다. 결과적인 색상 밀도는 높은- 압력 영역과 낮은- 압력 영역을 나타냅니다. 또는 심 테스트를 수행합니다. 얇은 황동 또는 플라스틱 스트립(0.05mm, 0.10mm, 0.15mm)을 가장자리에 배치합니다. 프레스가 닫히고 각 심을 당기는 저항이 평가됩니다. 쉽게 당겨지는 심은 해당 영역의 접촉 압력이 충분하지 않음을 나타냅니다.
전체 영역에 낮은 압력이 나타나는 경우 프레스 톤수를 조정하거나 금형을 심해야 할 수도 있습니다(예: 금형 백킹 플레이트의 낮은-압력 영역 아래에 배치된 얇은 스테인리스 스틸 심 사용). 여러 개의 실린더가 있는 유압 프레스의 경우 개별 실린더 압력의 균형을 맞출 수 있습니다.
5단계: 감열재(TIM) 적용
평탄도와 압력이 최적화되었지만 온도 강하가 남아 있는 경우 얇고 유연성이 있으며 전도성이 높은 열 인터페이스 재료가 압반과 금형 사이에 도입됩니다. 두 가지 효과적인 옵션이 있습니다.
흑연 포일– 일반적으로 두께가 0.2~0.5mm인 유연한 박리 흑연 시트입니다. 흑연은{3}}면내 열전도율이 150~300W/m·K이고 두께를 통한 전도율은-5~15W/m·K입니다. 포일은 압력을 받아 압축되어 표면의 불규칙성을 따르고 공기 틈을 대체합니다. 흑연 포일은 건식 금속-대-금속 접촉에 비해 인터페이스 온도 강하를 50~80% 줄일 수 있습니다. 불활성 분위기에서는 최대 400도, 공기에서는 최대 300도까지 안정적입니다(산화로 인해 수명이 제한됨).
부드러운 구리 심– 얇은(0.1~0.3mm) 연동판입니다. 구리는 열 전도성이 매우 높지만(약. 400 W/m·K) 흑연보다 열전도율이 낮습니다. 표면이 이미 상대적으로 편평할 때 가장 잘 작동합니다. 구리 심은 재사용이 가능하지만 반복적인 주기를 통해{6}}단단해질 수 있습니다.
애플리케이션 노트:TIM은 의심 구역의 전체 영역을 덮어야 하며 가열된 영역을 약간 넘어 확장되어야 합니다. 접착제나 그리스는 사용하면 안 됩니다. 고온에서 성능이 저하되고 오염이 발생할 수 있기 때문입니다.
프로세스 예시: 인터페이스 개선 전후
유리섬유 강화 에폭시용 압축 성형 프레스는 왼쪽 후면 사분면에서 경화되지 않은 부품을 생산하고 있었습니다. 플래튼 열전대는 185도를 나타내었지만 부품은 불완전한 가교를 나타냈습니다. 문제 해결 공개:
평탄도 검사: 금형의 왼쪽 후면 모서리 아래 0.15mm 간격
압력 필름: 해당 사분면에는 사실상 접촉 압력이 없습니다.
근본 원인: 이전 장착 중에 휘어진 금형 베이스와 이물질 입자가 갇혔습니다.
청소하고, 금형 베이스 표면을 재포장하고, 플래튼과 금형 사이에 0.3mm 흑연 포일을 설치한 후 인터페이스 전체의 온도 강하가 약 25도에서 5도 미만으로 떨어졌습니다. 부품이 완전하고 일관되게 경화되었습니다.
금형이나 압반을 거부해야 하는 경우
평탄도 수정(시밍 또는 표면 재포장을 통해) 및 TIM 적용으로 경화되지 않은 부분이 해결되지 않으면 금형이나 압반을 경제적으로 수리할 수 없습니다. 균열, 심각한 부식 또는 심한 변형(0.5mm 이상)은 일반적으로 교체가 필요합니다. 하루라도 생산 손실이 발생하면 새로운 정밀-연마 압반이나 재생산된 금형의 비용이 정당화되는 경우가 많습니다.-
결론: 아픈 히터가 아닌 아픈 인터페이스
온도 판독값이 정확함에도 불구하고 경화되지 않은 부품은 히터 문제가 아니라 인터페이스 문제의 전형적인 징후입니다. 치료법은 압반과 금형을 열적으로 매우 친밀하게 만드는 것입니다. 깨끗한 표면, 검증된 평탄도, 적절하고 균일한 접촉 압력 및 -필요한 경우-규정을 준수하는 열 인터페이스 재료가 열 흐름 경로를 복원합니다. 완벽한 접촉을 통해 열이 흐르고 불완전한 접촉으로 인해 전체 프로세스가 중단될 수 있습니다. 위에서 설명한 체계적인 문제 해결 단계를 따르면 운영자는 실망스럽고 간헐적인 품질 문제를 예측 가능하고 통제된 프로세스로 전환할 수 있습니다. 플래튼이 뜨겁습니다. 금형은 더 이상 열에 굶주릴 필요가 없습니다.
