Żywice biodegradowalne PLA i PBAT charakteryzują się niskimi temperaturami rozkładu termicznego, wąskimi, stabilnymi oknami przetwarzania i łatwą hydrolizą w wysokiej temperaturze i wilgotności. Formy gorącokanałowe przetwarzające materiały biodegradowalne wymagają ultra-precyzyjnej kontroli temperatury w pętli zamkniętej w niskiej-temperaturze; niewłaściwy układ termopary lub niedopasowany sprzęt sondy łatwo powoduje degradację termiczną materiału, powstawanie pęcherzyków i defekty związane z kruchością produktu. Zwykłe termopary również ulegają przyspieszonej korozji pod wpływem lotnego gazu kwasu mlekowego uwalnianego w wyniku rozkładu PLA, co prowadzi do szybkiego dryftu pomiaru. W tym artykule przedstawiono ekskluzywne schematy dopasowywania materiału sondy i optymalizacji układu formy przeznaczone do form gorącokanałowych z biodegradowalnych tworzyw sztucznych.
Dwie wyjątkowe, trudne właściwości środowiska formowania żywicy biodegradowalnej ograniczają działanie termopary. Po pierwsze, bardzo-wąskie okno przetwarzania temperatury z niskim progiem rozkładu. PLA zaczyna szybko ulegać degradacji powyżej 220 stopni, wytwarzając pary kwasu mlekowego; nawet przekroczenie temperatury o 3 stopnie powoduje poważne pęknięcie łańcucha molekularnego, żółknięcie i łamliwość produktu. Wymaga to termopar o bardzo-szybkim czasie reakcji, aby wyeliminować przekroczenia temperatury, oraz jednolitego układu wielu-punktów, aby uniknąć martwych punktów przegrzania lokalnego kolektora. Po drugie, ciągła, słabo kwaśna erozja lotnego gazu. Opary kwasu mlekowego ze zdegradowanych biodegradowalnych tworzyw sztucznych tworzą korozyjne mikro-filmy na powierzchniach osłon termopary, wywołując elektrochemiczną korozję wżerową na zwykłej stali nierdzewnej 304 w ciągu jednego miesiąca ciągłej produkcji, powodując ciche wahania temperatury bez sygnałów alarmowych. Ponadto biodegradowalne stopy mają niską lepkość i łatwo tworzą martwe narożniki, w których gromadzą się zwęglone, zdegradowane pozostałości na końcówkach sond, co jeszcze bardziej spowalnia przenoszenie ciepła i pogarsza opóźnienie kontroli.
Po pierwsze, sonda cienkościenna typu E o wysokiej-czułości-z ekskluzywnym standardem dopasowania materiałowego. We wszystkich biodegradowalnych termoparach do form stosuje się jednolicie termopary typu E o cienkich-ściankach-uszczelnionych próżniowo-o grubości 0,8–1,0 mm, których dwukrotnie wyższa czułość sygnału w niskiej-temperaturze w porównaniu z sondami typu K-wychwytuje natychmiast drobne wahania temperatury poniżej 0,5 stopnia, umożliwiając sterownikowi szybkie odcięcie mocy grzewczej i powstrzymanie przekroczenia progu rozkładu PLA wynoszącego 220 stopni. Ulepszony materiał osłony: stal nierdzewna 316L pasywowana lustrzanie; w przypadku form produkcyjnych o długim-cyklu 24-godzinach ciągłej należy zastosować osłony ze stopu Hastelloy, aby były odporne na korozję wżerową z oparów kwasu mlekowego. W złączach gorących zastosowano usprawnione spawanie łukowe próżniowe bez płaskich martwych narożników, aby zmniejszyć przyczepność zwęglonych pozostałości degradacyjnych. Wewnętrzne wypełnienie sondy wykorzystuje-wolny od oleju kalcynowany tlenek magnezu, aby uniknąć zanieczyszczenia biodegradowalnego stopu spożywczego lotnymi olejami organicznymi.
Po drugie, wielo-punktowy, jednolity układ eliminujący lokalne martwe punkty związane z przegrzaniem. W przypadku biodegradowalnych form z dzielonym kolektorem należy zainstalować niezależną dedykowaną termoparę typu E na każdym oddzielnym bloku grzejnym kolektora zamiast jedno-punktowego centralnego monitorowania. Układ wielopunktowy o pełnym pokryciu-zapewnia niezależną kontrolę temperatury każdego segmentu kolektora-w zamkniętej pętli, eliminując lokalne gorące strefy, które powodują degradację PLA. Umieść wszystkie otwory montażowe sondy bezpośrednio na głównych-ścieżkach przepływu stopu, aby wykorzystać ciągły przepływ biodegradowalnego stopu do czyszczenia końcówek czujnikowych i ograniczenia gromadzenia się zastałych pozostałości węgla. Unikaj umieszczania sond w martwych narożnikach odgałęzień kolektora, gdzie rozkładająca się smoła kwasu mlekowego gromadzi się w dużym stopniu i przyspiesza korozję płaszcza. Skróć długość odsłoniętej sondy wewnątrz kanałów przepływowych, aby zminimalizować powierzchnię styku powierzchni metalu z kwaśnym lotnym gazem.
Po trzecie, wyczyść konfigurację kabla i złącza chroniącą przed korozją-wilgotności-. W kablach zastosowano bezszwową izolację zewnętrzną z PTFE bez zrzucania oplotów z włókien, aby zapobiec zanieczyszczeniu biodegradowalnych produktów gotowych przez resztki włókien. W skrzynkach przyłączeniowych zastosowano w pełni uszczelnione obudowy PPS o stopniu ochrony IP65 z wbudowanymi-workami ze środkiem osuszającym wymienianymi co dwa tygodnie w celu kontrolowania wilgotności wewnętrznej i powolnego utleniania styków wywołanego kondensacją oparów kwasu mlekowego. Wszystkie styki wtyczek mają grube, pozłacane-warstwy z powłoką smaru przewodzącego-kwasy, co zapobiega korozji spowodowanej kondensacją słabego kwasu i utrzymuje stabilną, niską rezystancję styku w przypadku słabych-temperaturowych sygnałów termoelektrycznych. Niezależne uziemienie ekranujące z jednego-końca jest ściśle egzekwowane, aby uniknąć zakłóceń pętli uziemienia wzmacniających niewielkie wahania odczytu-niskiej temperatury.
Po czwarte, regulacja parametrów PID z dopasowaniem do niskiej{{0}temperatury, obsługująca sondy typu E o szybkiej-reakcji. Po zainstalowaniu dedykowanych cienkościennych termopar typu E obniż wartość I parametru całkującego sterownika i zwiększ wzmocnienie proporcjonalne P, aby dostosować-szybkie sprzężenie zwrotne sygnału, tłumiąc przekroczenie temperatury w zakresie ±1 stopnia poniżej limitu temperatury rozkładu PLA. Wyłącz funkcje automatycznego uśredniania mocy, które opóźniają reakcję regulacji mocy i zwiększają ryzyko przegrzania lokalnego kolektora. Utrzymuj stałą temperaturę gorącego kanału na poziomie 160 stopni przez 20 minut po codziennym wyłączeniu, aby całkowicie odparować resztkowe opary kwasu mlekowego wokół otworów montażowych sondy i spowolnić korozję płaszcza przez noc.
Po piąte, skrócone cykle konserwacji-korozyjnej dostosowane do kwaśnego środowiska oparów ulegających biodegradacji. Co dwa tygodnie demontuj i czyść końcówkę czujnika ze zwęglonych pozostałości degradacji i sprawdzaj powierzchnię osłony pod kątem śladów korozji w postaci mikrowżerów. Co dwa miesiące przeprowadzaj trzy-punktową kalibrację porównawczą, aby sprawdzić sondy pod kątem ukrytego dryftu gorącego złącza-indukowanego kwasem mlekowym i co cztery miesiące całkowicie wymieniaj wszystkie termopary, aby uniknąć nagłego odchylenia pomiaru powodującego defekty degradacji masowego produktu biodegradowalnego.
Dzięki zastosowaniu-antykwasowych-kwasowych termopar cienkościennych-typu E i wielo-punktowego-rozdzielacza o pełnym pokryciu, precyzja kontroli temperatury gorącego kanału w przypadku biodegradowalnego formowania PLA/PBAT jest znacznie poprawiona, eliminując degradację termiczną materiału, kruchość i żółknięcie spowodowane przekroczeniem temperatury i dryftem korozyjnym sondy.
