Schema de optimizare a controlului temperaturii matriței pentru linia de producție de extrudare a profilului WPC

(Compatibil cu liniile de extrudare a profilului Yongte WPC, cu „control de precizie a temperaturii + transfer uniform de căldură + adaptare dinamică” pentru a rezolva probleme precum curgerea neuniformă și defecte de suprafață ale materialelor WPC (PP/PE reciclat cu 60-70% pulbere de lemn), echilibrând în același timp calitatea produsului și eficiența producției)

I. Semnificația de bază a controlului temperaturii matriței

Forma profilului WPC este o componentă critică în formarea materialului, unde controlul temperaturii are un impact direct:

Fluibilitatea materialului materialului compozit din pulbere de lemn și plastic reciclat este slabă. Temperatura scăzută a matriței va duce la insuficiența umplerii materialului și la blocarea canalului de curgere. Temperatura ridicată va cauza carbonizarea pulberii de lemn, îngălbenirea suprafeței produsului și contracția dimensională neuniformă.

Calitatea formării produsului: neuniformitatea temperaturii poate cauza defecte precum abaterea grosimii peretelui, rugozitatea suprafeței, bule și deformarea profilelor, afectând în special planeitatea și rezistența portantă a profilelor de construcție (de exemplu, podele și panouri de perete).

Productivitate: O temperatură rezonabilă a matriței poate reduce timpul de răcire și priză al materialului, poate potrivi extruderul și ritmul mașinii de tracțiune și poate evita oprirea și relucrarea cauzate de setarea slabă.

Obiectivul principal este de a menține fluctuațiile temperaturii mucegaiului în interior±2℃, stabilind astfel un sistem cu buclă închisă care asigură distribuția uniformă a temperaturii pe canalul de curgere, flux stabil de material și solidificare rapidă și precisă a materialului.

II. Schema de optimizare a temperaturii matriței în funcție de diferite scenarii

1. Setarea temperaturii de bază: se potrivește cu precizie cu caracteristicile materiilor prime și produselor

Temperatura de compatibilitate a miezului materialelor WPC ar trebui determinată prin echilibrarea punctului de topire al PP/PE reciclat (130-170°C) cu rezistența maximă la căldură a pulberii de lemn (≤180°C). Acest lucru necesită optimizarea structurii produsului pentru a preveni carbonizarea pulberii de lemn sau plastificarea insuficientă a materialului.

scenarii de aplicare	Interval de temperatură optim pentru performanța matriței	Setări implicite originale	logica de optimizare	punct de îmbunătățire a calității/eficienței
Secțiune standard (secțiune transversală simplă, cum ar fi placă plată, tub pătrat)	24-30 de luni℃	160-170℃	Temperatura este puțin mai mare decât cea a secțiunii din spate a extruderului (175-180℃), care reduce rezistența la curgere cauzată de răcirea bruscă a materialului la deschiderea matriței.	Viteza de descărcare crește cu 10%, iar netezimea suprafeței se îmbunătățește cu 20%.
Profile complexe (cu mai multe cavități, cu pereți subțiri, cu colțuri multiple, cum ar fi muluri decorative)	175-180℃	165-170℃	Creșteți temperatura în cavitate pentru a asigura umplerea completă a materialului și pentru a preveni lipsa de material sau urmele de sudură	Rata de promovare a produsului a crescut cu 15%, iar rata de reprelucrare din cauza penuriei de materiale a scăzut sub 1%.
Conținut ridicat de lemn (≥65%)	172-178℃	165-170℃	Pulberea de lemn are o fluiditate slabă, iar vâscozitatea materialului este redusă prin încălzire moderată, evitând în același timp temperatura excesivă care duce la carbonizarea pulberii de lemn.	2. Optimizarea uniformității temperaturii: rezolvarea defectelor de formare cauzate de diferența locală de temperatură
PP/PE reciclat are un punct de topire scăzut (≤140℃)	165-170℃	160-170℃	Potriviți punctul de topire al materiei prime pentru a preveni răcirea prematură sau plastificarea excesivă.	Reduceți rata de contracție de la 3% la mai puțin de 1,5%
producție de mare viteză (≥2 m/min viteza de tracțiune)	173-177℃	165-170℃	După accelerare, timpul de rezidență al materialului în matriță este scurtat, iar creșterea temperaturii compensează fluiditatea.	Creștere cu 20% a productivității, fără defecte de rugozitate a suprafeței

2. Optimizarea uniformității temperaturii: rezolvarea defectelor de formare cauzate de diferența locală de temperatură

Variații de temperatură (≥5℃) apar frecvent în zona de alimentare, cavitate, ieșire și colțuri ale matrițelor cu profil WPC. Pentru a asigura o temperatură uniformă în întreaga matriță, este necesară o combinație de control al temperaturii zonat și optimizare structurală.

(1) Îmbunătățirea încălzirii și controlul temperaturii în zonă

Plan de renovare: Inelul de încălzire a matriței va fi împărțit în 3-4 zone independente (zona de alimentare, secțiunea mediană a cavității, capătul cavității și portul de descărcare), fiecare echipată cu un regulator de temperatură PID independent (±0.5℃ precizie), înlocuind sistemul de încălzire integrat convențional.

Configurație gradient de temperatură: zonă de alimentare (175-180℃) → cavitatea mijlocie (172-175℃) → capătul cavităţii (170-172℃) → orificiu de refulare (168-170℃), creând un gradient blând „față-înalt, spate-jos” care asigură fluxul de material în același timp accelerând solidificarea.

Rezultate: Diferența de temperatură a fiecărei zone a matriței este mai mică de 2℃, abaterea grosimii peretelui profilului se reduce de la±0,3 mm la±0,1 mm, iar rata de planeitate a suprafeței este crescută cu 95%.

(2) Optimizarea aspectului elementului de încălzire

Înlocuiți inelul de încălzire tradițional cu o singură buclă cu o țiglă de încălzire ceramică semi-încapsulată, care aderă la suprafața matriței (mărește suprafața de contact cu 60%) și reduce pierderile de căldură.

Adăugați tije auxiliare de încălzire (putere 50-100W) la colțurile matriței și canale înguste de curgere pentru a compensa disiparea rapidă a căldurii și temperatura scăzută din aceste zone.

Bumbac izolant la temperaturi înalte (5-8 mm grosime) este plasat între elementul de încălzire și matriță pentru a preveni transferul de căldură către cadru, reducând astfel răspunsul la temperatură al matriței la condițiile ambientale.

(3) Adaptarea structurii canalului de curgere

Dacă există o zonă moartă în ghidajul matriței (materialul este ușor de păstrat), peretele interior al ghidajului trebuie lustruit (rugozitate Ra≤0.8μm) iar aria secțiunii transversale a zonei moarte ar trebui mărită. În plus, încălzire locală (+3-5℃) trebuie aplicat pentru a evita reținerea și carbonizarea materialului.

Pentru profilele cu secțiuni transversale complexe, este implementat un design „canal de curgere în gradient” pentru a menține viteza uniformă a fluxului de material în toate ramurile cavității, cu reglarea fină a temperaturii (±2℃) pentru zonele corespunzătoare.

3. Actualizare echipament de control al temperaturii: îmbunătățiți stabilitatea temperaturii și viteza de răspuns

(1) Actualizarea sistemului de control al temperaturii

Înlocuiți termostatele standard cu termostate inteligente PID (±0.1℃ precizie) care reglează automat puterea de încălzire pentru a preveni depășirea temperaturii (scăderi bruște după creșterea rapidă a temperaturii).

Un senzor de feedback de temperatură (rezistență PT100 platină, timp de răspuns≤0,5s) este instalat pe peretele interior al cavității matriței (nu pe suprafața inelului de încălzire) pentru a colecta date de temperatură în timp real din zona de contact cu materialul, prevenind evaluarea greșită a „temperatura suprafeței îndeplinește standardul, dar temperatura cavității este insuficientă”.

(2) Sistemul de răcire este potrivit.

Forma trebuie să fie echipată cu apă de răcire despărțitoare: canalul de apă de răcire (diametru 8-10 mm) este setat la ieșirea și capătul cavității, iar debitul de apă de răcire (0,5-1,5 m/s) este controlat de supapa solenoidală pentru a obține echilibrul „încălzire și modelare + răcire locală”;

Temperatura apei de răcire este strict controlată la 15-20℃ (în concordanță cu optimizarea sistemului de răcire anterioară a liniei de producție), împiedicând temperatura excesivă să încetinească setarea matriței sau ca temperatura insuficientă să provoace fluctuații excesive ale temperaturii matriței.

Pentru profile complexe cu colțuri ascuțite sau grosime neuniformă a peretelui, se aplică un design de „răcire punctuală” (folosind duze de micro-răcire) pentru a reduce cu precizie temperaturile locale și pentru a preveni deformarea profilului.

4. Strategia de ajustare dinamică: Adaptați-vă la schimbările în scenariile de producție

Temperatura matriței nu este o valoare fixă ​​și trebuie ajustată dinamic în funcție de variabilele în timpul producției pentru a asigura stabilitatea.

Scenariul variabil	Direcția de reglare a temperaturii	domeniul de reglare	Baza de ajustare
PP/PE reciclat prezintă un +5℃ cresterea punctului de topire	Creșteți sincron temperatura matriței.	+3-5℃	Preveniți răcirea prea rapidă a materialelor în matriță, ceea ce crește rezistența la curgere.
Viteză de producție crescută (de la 1,5 m/min→2,5 m/min)	crestere moderata a temperaturii	+2-3℃	Compensează timpul redus de păstrare a materialului în matriță pentru a asigura umplerea completă
Conținutul de pulbere de lemn a crescut (de la 60% la 70%)	Creșteți temperatura	+5℃	Proporția mare de pulbere de lemn reduce fluiditatea, necesitând creșterea temperaturii pentru a scădea vâscozitatea materialului.
Upgrade de produs (secțiune simplă la secțiune complexă)	Creșteți temperatura	+5-8℃	Cavitatea complexă necesită o fluiditate mai mare pentru a evita lipsa de material și urmele de sudură
Temperatura ambientală scade la≤10℃	Creșteți temperatura	+3-4℃	Reducerea influenței transferului de căldură din mediu asupra temperaturii matriței

5. Întreținere și calibrare: Asigurați acuratețea controlului temperaturii pe termen lung

Calibrare regulată: calibrare lunară a senzorilor PT100 și a termostatelor PID folosind termometre standard, cu ajustare sau înlocuire imediată dacă eroarea depășește±0.5℃.

Curățare și întreținere: Curățați elementele de încălzire și bumbacul izolator de pe suprafața matriței la fiecare 3 zile, îndepărtând reziduurile de plastic și depunerile de carbon de praf de lemn (care pot provoca o conductie neuniformă a căldurii); inspectați săptămânal circuitul de apă de răcire și îndepărtați depunerile (care reduce eficiența răcirii și provoacă fluctuații de temperatură).

Înlocuiți elementele de încălzire: Când puterea bateriei de încălzire scade≥10% (așa cum este indicat de afișajul de putere al termostatului) sau încălzirea devine neuniformă, înlocuiți prompt placa de încălzire sau tija de încălzire (se recomandă să păstrați piesele de schimb cu aceleași specificații).

Protocolul de preîncălzire a matriței: Înainte de pornire, urmați secvența „preîncălzire segmentată” (temperatura camerei→ 120°C (menține 30 de minute)→ 150°C (menține 20 de minute)→ temperatura țintă (menține 15 minute)) pentru a preveni deformarea matriței din încălzirea bruscă și pentru a asigura o distribuție uniformă a temperaturii.

III. Depanare și soluții pentru probleme comune

Defecte legate de temperatură în matrițe	Motiv posibil	Măsuri de optimizare
Suprafața profilului este aspră și granulată.	Temperatura matriței este prea scăzută, ceea ce duce la o plastificare insuficientă a materialului sau un flux slab al materialului din cauza temperaturilor scăzute localizate.	Creșteți temperatura cu 3-5℃; Verificați dacă elementul de încălzire este deteriorat și completați încălzirea locală
Suprafața profilului este galbenă cu pete arse.	Temperatura matriței este prea mare, provocând carbonizarea pulberii de lemn; sau reținerea materialului în zona moartă a alergătorului duce la carbonizare.	Răciți cu 5-8℃; lustruiți zona moartă a canalului de curgere și curățați depunerile de carbon din matriță
Deformarea profilului și contracția dimensională neuniformă	Diferența de temperatură în fiecare regiune a matriței este mare; sau distribuția sistemului de răcire este neuniformă	Reglați temperatura zonei pentru a reduce diferența de temperatură la≤2℃; optimizați circuitul de apă de răcire pentru a îmbunătăți răcirea localizată.
Abaterea grosimii peretelui profilului este semnificativă.	Incoerența temperaturii în ramurile cavității matriței are ca rezultat o viteză neuniformă a curgerii materialului.	Temperatura ramului cu debit lent a fost crescută cu 2-3℃.
Mucegaiul nu se descarcă lin și este frecvent înfundat.	Temperatura matriței este prea scăzută, determinând răcirea și solidificarea materialului; sau pulberea de lemn are un conținut prea mare de umiditate (din cauza problemelor de temperatură de amestecare).	Creșterea temperaturii cu 5-10℃; între timp, conținutul de umiditate al pulberii de lemn trebuie controlat la≤3% (optimizarea procesului de pretratare a materiei prime)

IV. Efecte așteptate după optimizare

metric	Înainte de optimizare	postoptimalitate	amplitudinea creșterii
Intervalul de fluctuație a temperaturii matriței	±5℃	±2℃	Reduce cu 60%
Rata de calificare a suprafeței profilelor	85%	+5	PP/PE reciclat prezintă un +5
întrerupere indusă de temperatură	6%	mai putin de 1%	Reduce cu 83%
limita superioară a vitezei de producție	1,5-2m/min	2,5-3m/min	Creste cu 50%
durata de viață a mucegaiului	12-18 luni	24-30 de luni	Extindere cu 100%

Rezumat

Miezul controlului temperaturii matriței cu profil WPC constă în „potrivirea de precizie + transfer uniform de căldură + adaptare dinamică”. Folosind proprietățile compozite ale PP/PE reciclat și pulbere de lemn, sistemul realizează uniformitatea temperaturii pe întreaga suprafață prin „controlul temperaturii zonelor + controlul inteligent al temperaturii PID + optimizarea structurală”. Parametrii sunt ajustați dinamic în funcție de scenariile de producție (materii prime, viteză, produs) pentru a evita defectele cauzate de valori fixe. Întreținerea și calibrarea regulată asigură acuratețea controlului temperaturii pe termen lung. Soluția optimizată nu numai că rezolvă probleme obișnuite, cum ar fi rugozitatea suprafeței, deformarea și înfundarea, dar, de asemenea, îmbunătățește eficiența producției și prelungește durata de viață a matriței, oferind suport critic pentru funcționarea stabilă a liniilor de producție a profilelor WPC.

1,5-2m/min