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    機械模具

    大幅縮短停工期的模具清洗方式

    November.19
    塑料商情電子周刊
      無需拆卸的模具清洗方式確保全球塑料產品制造商全天候生產,并有效提高生產力。訣竅是專為熱模具設計的干冰噴射清洗系統,它尤其適用于具備小的復雜的以及敏感表面的多腔室模具。
      干冰噴射清洗方式的優勢十分明顯,它不僅清潔效果出色,而且清潔周期較短,從而有效減少停工期。由于干冰噴射是一個干燥的過程,不需要拆卸/重新裝配,它可以原地清潔機器,這意味著它可以獲得更短的停工期。干冰噴射尤其適用于電子行業,對大多數基體不會造成損傷,可以安全用于電氣部件。干冰不產生二次廢物,這不僅避免了額外的清理工作和費用,而且臨時隔離區也可以重新投入使用,從而進一步節省成本。干冰對對環境無害,符合 USDA、FDA 和&nbsp;EPA 準則。此外,干冰噴射清潔方式的工作量低于傳統清潔方法,清潔資源較少,而且清潔效率更高,清潔能力十分強,滿足食品工業的清潔要求。
      下面以泰科電子公司為例來介紹干冰噴射清潔方式是如何有效節約清潔成本和削減停工時間的。
      位于賓夕法尼亞州的泰科電子公司是世界上最大的連接器、繼電器、開關、電路保護裝置以及傳感器供應商。該公司首次試用干冰清洗模具系統是在位于北卡羅萊納州的汽車零部件廠,在此之前,該廠采用傳統清洗工藝如超聲波清洗和手工清洗溶劑,經歷了較長的停機時間。這一試驗的成功使該公司位于歐洲的15家汽車電子工廠陸續改用干冰噴射系統。
      泰科電子比利時工廠采用這一技術生產安全氣囊連接器及其他安全部件的經驗,體現了干冰噴射清潔的效率。該工廠擁有超過300個模具,其中10個為大型,長時間運行模具,模具生產的產品范圍從0.39英寸至5.9英寸,重量約為5.1克至198克。
      “注塑機每天需要運行24小時,但一些模具必須每兩天清洗一次。”泰科電子比利時公司全球汽車分公司塑料加工技術部經理斯科特&#8226;楊說。采用模具加工降解塑料,容易造成工件瑕疵和阻塞模具通風孔,從而在工件上產生焦痕。這些工件就得報廢。
      過去,泰科采用了各種模具清潔方法,包括超聲波,聚四氟乙烯顆粒噴射,清潔劑和手刮。用這些方清潔一個單一的模具板,需要花費清理工作人員8至12小時。在清潔前,需要四個小時將模具和成型機器進行冷卻,然后才能拆卸模具進行清洗。接著,工作人員把模具從機器搬運到一個獨立的清潔房。在整個清潔過程中,不僅模具停止生產,泰科還不得不增撥工人對模具進行拆卸和清潔。在廠房中搬運模具效率極低且容易對昂貴的模具造成損傷。
      泰科電子需要一種更有效的模具清洗方法。在研究了一些清潔技術后,泰科選擇了Cold Jet公司的干冰噴射清洗系統。干冰噴射通過加速固態回收二氧化碳(來自制造工廠,二氧化碳作為副產品)經由軟管和高速(超音速)噴嘴清除物體表面的污染物。這些華氏零下110度的超冷顆粒迅速從受污表面吸收熱量,這樣就在涂層的連續微量薄層間產生了巨大溫差。這種熱量的巨大梯度變化在微量薄層間產生局部高剪切應力。剪切應力的產生也有賴于涂層的導熱性能和其熱脹縮系數,以及襯底的熱質量。這種在極短的時間內產生的高剪切應力能夠在各層間造成大量微細龜裂,因而導致污染物離子或襯底表面涂層的分解。干冰顆粒的這些熱能和動能效果基本上能夠打碎表面污染物的結合,使得它們從模具上脫落下來。同時,干冰顆粒在沖擊瞬間氣化,干冰的動量也在沖擊瞬間消失,固態CO2迅速升華變為氣體。干冰顆粒在千分之幾秒內體積膨脹近800倍,這樣在沖擊點造成“微型爆炸”。由于CO2揮發掉了,干冰清洗過程中沒有產生任何二次廢物,留下需要清理的只是清除下來的污垢。
      干冰噴射清洗消除了二次廢物處理的費用和不便,而這些是采用清洗劑和超聲波清洗方法無法避免的。干冰清洗還可以消除清潔工藝造成和物質殘留可能造成的磨損,延長模具的使用壽命。此外,通過消除有害化學物質,工作環境也得到了改善。最重要的是,干冰噴射可以清潔熱模具,而且無需對模具進行拆卸,幫助減少或消除長期停工帶來的損失。
      Aero 80-DX運用 Cold Jet 專利的&nbsp;SureFlow 系統設計,透過減慢升華速度及確保干冰粒的噴射流穩定,以提供不間斷且運作正常的清洗。結合凸出的承接盤、觸發啟動的承接盤震動、超多層絕緣、360°轉動半徑及無平輪。
      泰科比利時工廠還選用了Cold Jet的i3MicroClean,此款為干冰清洗機系統中最精密的機型,造型輕巧而精簡的單管低壓電動噴射系統采用干冰塊為媒介,所需空氣量低達&nbsp;12cfm,噴射氣壓可在20至125 psi (1.4 至&nbsp;8.6 bar) 間切換。該系統的可調噴射壓力使用戶能夠快速清潔脆弱表面,相比傳統清潔方式,而且不造成磨損。其清潔能力足夠清潔頑固表面。
      購買該系統,泰科確立了18個月的投資回報率目標。&nbsp;斯科特說,“系統剛剛購回一個多月,我們就可以看到即時的效益。”泰科采用干冰清洗系統在高溫注塑機上清潔10個最大和最常用的模具。整個清潔過程還不到一個小時。
      據斯科特說,泰科仍使用傳統的清潔方法清潔一些模具。“相比十個最常用的大型模具采用了干冰噴射這一最有效的清洗辦法,而其他具有更多復雜曲面與通風孔的模具則需要更多和更靈活的清洗方式。除了能夠更快和更頻繁的清潔我們的大型模具,我們也不再需要一個工作團隊來進行模具的拆卸、清潔和裝配。干冰噴射清洗過程只需要一位工作人員來噴射模具即可。”
      為了滿足歐洲的噪音和安全標準,泰科要求操作人員配戴眼鏡和耳塞。他們還必須隔離清理區域,降低噴射機器上的氣壓,在不影響清潔速度或效率的基礎上盡量減少噪音。
      對制造商來說,使用干冰噴射清洗技術清洗模具的好處有很多,包括降低成本和免除溶劑對環境的危害、避免手工清洗時重復運動造成的傷害,最重要的一點就是能夠更快、更好地清洗模具。近年來,隨著世界制造業向中國轉移,干冰清洗技術在中國也得到了更多的應用和發展。隨著世界對環保產品需求的激增,更加高效和清潔的干冰清洗技術將持續向前發展,不斷適應新要求。

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