Riscaldamento Stampo... - ...e sensori di temperatura

[daniele stefanini]

Ciao a tutti

Nella azienda dove lavoro abbiamo acquistato uno stampo per lo stampaggio di materiale siliconico , costituito da due piani di fissaggio rsicaldati , che vanno fissati ai piani mobili della pressa e , e dallo stampo vero e proprio , portato in temperatura dai piani suddetti .

Il tutto è realizzato in acciaio , la lunghezza dello stampo è di circa 160 cm e la massa riscaldata è di circa due tonnellate .

In ciascun piano riscaldabile sono inseriti 6 riscaldatori elettrici in ceramica con controllo ON - OFF , che hanno il compito di portare in temperatura l´intera massa e anche i sensori di temperatura (PT 100) . Il problema è che la temperatura che è necessario settare con precisione è quella interna allo stampo , mentre i sensori misurano quella del piano riscaldato , quindi noi dobbiamo settare 130 °C per averne ad esempio 85 nello stampo , con fluttuazioni in base alla temperatura ambiente . La mia proposta sarebbe semplicemente quella di spostare i sensori sullo stampo vero e proprio , facendo dei fori . La massa dello stampo e quella dei piani riscaldabili sono più o meno uguali (500 Kg , 500 Kg ) .

Si avrebbero oscillazioni dovute all´ON - OFF , come qualcuno dice ?

Si può utilizzare un controllore PID ?

Ogni suggerimento è molto gradito !

Ciao

[Livio Orsini]

Si avrebbero oscillazioni dovute all´ON - OFF , come qualcuno dice ?

No!

Si può utilizzare un controllore PID ?

Si

A parte le due risposte sintetiche, la risposta completa è, necessariamente, più articolata e complessa. Sarebbe necessario conoscere anche altri dati.

Ad esempio.

Citi 6 elementi rscaldanti per piano, ma poco si sa della loro distrubuzione e della relativa omogeneità di tutto il sistema.

No specifichi numero e disposizione dei sensori.

Ammesso che la disposizione degli elementi riscaldanti sia tale che la temperatura sia abbastanza uniformemente distribuita su tutto lo stampo, o che sia possibile, tramite i sensori, conoscere la temperatura delle zone corrispondenti agli elementi riscaldanti, la regolazione della temperatura deve avvenire senza oscillazioni, sovra e sotto elongazioni o, comunque, l'qmpiezza massima di questi fenomeni deve essere mantenuta entro limiti trascurabili per la lavorazione.

Come si può fare? COn un semplice regolatore che regolain "burst" (quel tipo di regolazione che definisci on-off) con tempi appropriati. Un regolatore basato su un generatore di feed forward e con elaboazione di reatroazione di tipo PID, se ben progettato e ben ottimizzato, è più che idoneo per questo tipo di dispositivi.

[walterword]

e non fai nemmeno fatica a trovare i parametri k prop. e k int .

Prima che si scalda lo stampo e che si raffredda c'e' una lunga isteresi .

ciao

[barby]

io ho realizzato un'applicazione simile su presse per lo stampaggio di isolatori però in quel caso non

avevo grosse differenze tra la temperatura rilevata all'interno dello stampo e quella del piano riscaldato.

ho usato delle schede PLC dedicate alla termoregolazione. Hanno il pid integrato con la possibilità

di eseguire l'autotuning, funzione che mi è stata molto utile.

ciao

barby

[Mario Maggi]

Ciao Daniele,

Ogni suggerimento è molto gradito !

allora senti questa, che deriva da una mia esperienza.

La prossima volta che devi ordinare uno stampo, invece di usare l'acciaio usa una lega di alluminio adatta a questo scopo. L'alluminio ha un coefficiente di trasmissione del calore circa 4 volte migliore di quello dell'acciaio, quindi raggiunge prima una temperatura omogenea. La massa dell'alluminio da scaldare e' minore, quindi ad ogni avviamento lo stampo risulta disponibile prima. La superficie puo' essere indurita a livelli vicini a quelli dell'acciaio, col silicone non ci sarebbe alcun problema. Tutta la superficie inoltre (interna ed esterna) puo' essere trattata per favorire il trasferimento termico, e questo porta ad un abbassamento del tempo di stampaggio (e relativo risparmio energetico).

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In generale la misura della temperatura verso l'interno e' un dato poco utile, se la catena di trasmissione del calore non e' omogenea, e se la massa dello stampo e' piccola rispetto alla massa del pezzo stampato.

La trasmissione del calore avviene per esempio:

resistore>custodia del resistore>superficie irregolare>piastra>superficie irregolare>portastampo>stampo>materiale da stampare. In questa catena la misura della temperatura "statica" risulta valida nel caso di stampo da 2 T e pezzo di peso limitato.

Non sarebbe valida per stampi piccoli.

La questione e' simile a quella di un circuito elettrico. Quando e' a vuoto (stampo-generatore grande e pezzo-carico piccolo) la tensione-temperatura e' quasi uguale.

Quando e' a carico (stampo-generatore piccolo e pezzo-carico grande) la tensione-temperatura al contatore e' alta ma la tensione-temperatura alla presa e' minore, per la caduta di tensione-temperatura lungo la linea. Spero di aver reso l'idea.

Ciao

Mario

[barby]

giusto mario!

ora che me lo fai ricordare anche le presse che ho messo in funzione io avevano il piano riscaldato

in alluminio con delle cave longitudinali dove inserire le viti per agganciare lo stampo vero e proprio.

ciao

barby

[Paolo Cattani]

L'alluminio ha un coefficiente di trasmissione del calore circa 4 volte migliore di quello dell'acciaio

L'alluminio ha anche un calore specifico che è il doppio (ed in certe leghe anche il triplo) di quello dell'acciaio, quindi ha una grossa inerzia termica: la temperatura si abbassa di meno durante lo stampaggio, anche se ci vuole di più a riscaldarlo.

L'indurimento superficiale dell'alluminio può arrivare a durezze tipiche delle ceramiche, anche superiori a quelle ottenibili con l'acciaio (fermo restando che il trattamentoè, appunto, superficiale: non bisogna dimenticare che la massa che ne è al di sotto NON è di acciaio..)