Esquema de otimização de controle de temperatura do molde para linha de produção de extrusão de perfil WPC

(Compatível com linhas de extrusão de perfil Yongte WPC, apresentando "controle preciso de temperatura + transferência de calor uniforme + adaptação dinâmica" para resolver problemas como fluxo irregular e defeitos de superfície em materiais WPC (PP/PE reciclado com 60-70% de pó de madeira), equilibrando a qualidade do produto e a eficiência da produção)

I. O principal significado do controle de temperatura do molde

O molde de perfil WPC é um componente crítico na conformação de materiais, onde o controle de temperatura impacta diretamente:

A fluidez do material composto de pó de madeira e plástico reciclado é baixa. A baixa temperatura do molde levará à insuficiência de enchimento do material e ao bloqueio do canal de fluxo. A alta temperatura causará a carbonização do pó de madeira, o amarelecimento da superfície do produto e o encolhimento dimensional desigual.

Qualidade de formação do produto: A irregularidade de temperatura pode causar defeitos como desvio de espessura de parede, rugosidade superficial, bolhas e empenamento em perfis, afetando particularmente a planicidade e a resistência de suporte de carga de perfis de construção (por exemplo, pisos e painéis de parede).

Produtividade: Uma temperatura razoável do molde pode reduzir o tempo de resfriamento e presa do material, combinar o ritmo da extrusora e da máquina de tração e evitar o desligamento e retrabalho causado por má configuração.

O objetivo principal é manter as flutuações de temperatura do molde dentro±2℃, estabelecendo assim um sistema de circuito fechado que garante distribuição uniforme de temperatura em todo o canal de fluxo, fluxo de material estável e solidificação rápida e precisa do material.

II. Esquema de otimização da temperatura do molde de acordo com diferentes cenários

1. Configuração básica de temperatura: corresponde com precisão às características das matérias-primas e produtos

A temperatura de compatibilidade central dos materiais WPC deve ser determinada equilibrando o ponto de fusão do PP/PE reciclado (130-170°C) com a máxima resistência ao calor do pó de madeira (≤180°C). Isto requer otimização da estrutura do produto para evitar a carbonização do pó de madeira ou a plastificação insuficiente do material.

cenários de aplicação	Faixa de temperatura ideal para desempenho do molde	Configurações padrão originais	lógica de otimização	ponto de melhoria de qualidade/eficiência
Seção padrão (seção transversal simples, como placa plana, tubo quadrado)	170-175℃	160-170℃	A temperatura é ligeiramente superior à da secção traseira da extrusora (175-180℃), o que reduz a resistência ao fluxo causada pelo resfriamento repentino do material na abertura da matriz.	A velocidade de descarga aumenta em 10% e a suavidade da superfície melhora em 20%.
Perfis complexos (multicavidades, paredes finas, com vários cantos, como molduras decorativas)	175-180℃	165-170℃	Aumente a temperatura na cavidade para garantir o preenchimento total do material e evitar falta de material ou marcas de solda	A taxa de aprovação do produto aumentou 15% e a taxa de retrabalho devido à escassez de materiais caiu para menos de 1%.
Alto teor de madeira (≥65%)	172-178℃	165-170℃	O pó de madeira tem pouca fluidez e a viscosidade do material é reduzida pelo aquecimento moderado, evitando a temperatura excessiva que leva à carbonização do pó de madeira.	A frequência de bloqueio do canal de fluxo é reduzida em 80% e a flutuação de carga da extrusora é reduzida em 10%.
O PP/PE reciclado tem um baixo ponto de fusão (≤140℃)	165-170℃	160-170℃	Combine o ponto de fusão da matéria-prima para evitar resfriamento prematuro ou plastificação excessiva.	Reduzir a taxa de encolhimento de 3% para menos de 1,5%
produção em alta velocidade (≥Velocidade de tração de 2m/min)	173-177℃	165-170℃	A temperatura do molde não é um valor fixo e deve ser ajustada dinamicamente de acordo com as variáveis ​​durante a produção para garantir a estabilidade.	Aumento de 20% na produtividade, sem defeitos de rugosidade superficial

2. Otimização da uniformidade de temperatura: Resolvendo os defeitos de formação causados ​​pela diferença de temperatura local

Variações de temperatura (≥5℃) ocorrem frequentemente na zona de alimentação, cavidade, saída e cantos dos moldes de perfil WPC. Para garantir uma temperatura uniforme em todo o molde, é necessária uma combinação de controle de temperatura por zonas e otimização estrutural.

(1) Atualização do aquecimento e controle de temperatura na zona

Plano de renovação: O anel de aquecimento do molde será dividido em 3-4 zonas independentes (zona de alimentação, seção intermediária da cavidade, extremidade da cavidade e porta de descarga), cada uma equipada com um controlador de temperatura PID independente (±0.5℃ precisão), substituindo o sistema de aquecimento integrado convencional.

Configuração de gradiente de temperatura: zona de alimentação (175-180℃) → cavidade média (172-175℃) → extremidade da cavidade (170-172℃) → porta de descarga (168-170℃), criando um gradiente suave de “frente-alta, traseira-baixa” que garante o fluxo do material enquanto acelera a solidificação.

Resultados: A diferença de temperatura de cada área do molde é inferior a 2℃, o desvio da espessura da parede do perfil é reduzido de±0,3 mm a±0,1 mm e a taxa de planicidade da superfície aumenta em 95%.

(2) Otimização do layout do elemento de aquecimento

Substitua o tradicional anel de aquecimento de circuito único por uma placa de aquecimento cerâmica semi-encapsulada, que adere à superfície do molde (aumentando a área de contato em 60%) e reduz a perda de calor.

Adicione hastes de aquecimento auxiliares (potência 50-100W) nos cantos do molde e canais de fluxo estreitos para compensar a rápida dissipação de calor e a baixa temperatura nessas áreas.

Algodão isolante de alta temperatura (5-8 mm de espessura) é colocado entre o elemento de aquecimento e o molde para evitar a transferência de calor para a estrutura, reduzindo assim a resposta da temperatura do molde às condições ambientais.

(3) Adaptação da estrutura do canal de fluxo

Se houver uma zona morta no canal do molde (o material é fácil de permanecer), a parede interna do canal deve ser polida (rugosidade Ra≤0.8μm) e a área da seção transversal da zona morta deverá ser ampliada. Além disso, aquecimento local (+3-5℃) deve ser aplicado para evitar retenção de material e carbonização.

Para perfis de seção transversal complexos, um projeto de "canal de fluxo gradiente" é implementado para manter a velocidade uniforme do fluxo de material em todas as ramificações da cavidade, com ajuste fino de temperatura (±2℃) para zonas correspondentes.

A inconsistência de temperatura nas ramificações da cavidade do molde resulta em velocidade de fluxo desigual do material.

(1) Atualização do sistema de controle de temperatura

Substitua os termostatos padrão por termostatos inteligentes PID (±0.1℃ precisão) que ajustam automaticamente a potência de aquecimento para evitar ultrapassagens de temperatura (quedas repentinas após aumentos rápidos de temperatura).

Um sensor de feedback de temperatura (resistência de platina PT100, tempo de resposta≤0,5s) é instalado na parede interna da cavidade do molde (não na superfície do anel de aquecimento) para coletar dados de temperatura em tempo real da zona de contato do material, evitando o erro de julgamento de 'a temperatura da superfície atende ao padrão, mas a temperatura da cavidade é insuficiente'.

(2) O sistema de resfriamento é precisamente compatível.

O molde deve ser equipado com água de resfriamento divisória: o canal de água de resfriamento (diâmetro 8-10mm) é colocado na saída e no final da cavidade, e a vazão da água de resfriamento (0,5-1,5m/s) é controlada pela válvula solenóide para atingir o equilíbrio de "aquecimento e modelagem + resfriamento local";

A temperatura da água de resfriamento é estritamente controlada entre 15 e 20℃ (consistente com a otimização do sistema de resfriamento da linha de produção anterior), evitando que a temperatura excessiva retarde a configuração do molde ou que a temperatura insuficiente cause flutuações excessivas na temperatura do molde.

Para perfis complexos com cantos vivos ou espessuras de parede irregulares, um design de "resfriamento pontual" (usando bicos de micro-resfriamento) é aplicado para reduzir com precisão as temperaturas locais e evitar empenamento do perfil.

4. Estratégia de ajuste dinâmico: Adaptar-se às mudanças nos cenários de produção

A temperatura do molde não é um valor fixo e deve ser ajustada dinamicamente de acordo com as variáveis ​​durante a produção para garantir a estabilidade.

Cenário variável	Direção de ajuste de temperatura	faixa de ajuste	Base de ajuste
PP/PE reciclado exibe +5℃ aumento no ponto de fusão	Aumente de forma síncrona a temperatura do molde.	+3-5℃	Evite que os materiais esfriem muito rapidamente no molde, o que aumenta a resistência ao fluxo.
Aumento da velocidade de produção (de 1,5m/min→2,5m/min)	aumento moderado de temperatura	+2-3℃	Compensa o tempo reduzido de permanência do material no molde para garantir o enchimento total
O teor de pó de madeira aumentou (de 60% para 70%)	Aumentar a temperatura	+5℃	A elevada proporção de pó de madeira reduz a fluidez, necessitando de aumento de temperatura para diminuir a viscosidade do material.
Atualização de produto (seção simples para seção complexa)	Aumentar a temperatura	+5-8℃	Cavidade complexa requer maior fluidez para evitar falta de material e marcas de soldagem
A temperatura ambiente cai para≤10℃	Aumentar a temperatura	+3-4℃	Reduzindo a influência da transferência de calor ambiental na temperatura do molde

5. Manutenção e calibração: Garanta a precisão do controle de temperatura a longo prazo

Calibração regular: Calibração mensal de sensores PT100 e termostatos PID utilizando termômetros padrão, com ajuste ou substituição imediata se o erro exceder±0.5℃.

Limpeza e manutenção: Limpe os elementos de aquecimento e o algodão isolante da superfície do molde a cada 3 dias, removendo resíduos de plástico e depósitos de carbono de pó de madeira (que podem causar condução irregular de calor); inspecione o circuito de água de resfriamento semanalmente e remova incrustações (o que reduz a eficiência do resfriamento e causa flutuações de temperatura).

O molde não descarrega suavemente e fica frequentemente entupido.≥10% (conforme indicado pelo display de potência do termostato) ou o aquecimento ficar irregular, substitua imediatamente a almofada de aquecimento ou haste de aquecimento (recomenda-se manter peças sobressalentes com as mesmas especificações).

Protocolo de pré-aquecimento do molde: Antes da inicialização, siga a sequência de 'pré-aquecimento segmentado' (temperatura ambiente→ 120°C (manter 30 minutos)→ 150°C (manter 20 minutos)→ temperatura alvo (manter 15 minutos)) para evitar a deformação do molde devido ao aquecimento repentino e garantir uma distribuição uniforme da temperatura.

III. Solução de problemas e soluções para problemas comuns

Defeitos relacionados a temperaturas em moldes	Possível motivo	Medidas de otimização
A superfície do perfil é áspera e granular.	A temperatura do molde está muito alta, causando carbonização do pó de madeira; ou a retenção de material na zona morta do corredor leva à carbonização.	Aumente a temperatura em 3-5℃; Verifique se o elemento de aquecimento está danificado e complemente o aquecimento local
A superfície do perfil é amarela com manchas queimadas.	A temperatura do molde está muito alta, causando carbonização do pó de madeira; ou a retenção de material na zona morta do corredor leva à carbonização.	Esfrie por 5-8℃; polir a zona morta do canal de fluxo e limpar os depósitos de carbono no molde
Deformação do perfil e encolhimento dimensional irregular	A diferença de temperatura em cada região do molde é grande; ou a distribuição do sistema de refrigeração é desigual	Ajuste a temperatura da zona para reduzir a diferença de temperatura para≤2℃; otimizar o circuito de água de resfriamento para melhorar o resfriamento localizado.
O desvio na espessura da parede do perfil é significativo.	A inconsistência de temperatura nas ramificações da cavidade do molde resulta em velocidade de fluxo desigual do material.	A temperatura do ramal com vazão lenta foi aumentada em 2-3℃.
O molde não descarrega suavemente e fica frequentemente entupido.	A temperatura do molde está muito baixa, fazendo com que o material esfrie e solidifique; ou o pó de madeira tem um teor de umidade muito alto (devido a problemas de temperatura de mistura).	Aumento de temperatura em 5-10℃4. Estratégia de ajuste dinâmico: Adaptar-se às mudanças nos cenários de produção≤3% (otimização do processo de pré-tratamento de matérias-primas)

4. Efeitos esperados após a otimização

métrica	Antes da otimização	pós-otimização	amplitude de subida
Faixa de flutuação de temperatura do molde	±5℃	±2℃	Reduzir em 60%
Taxa de qualificação superficial dos perfis	85%	98%	Aumento de 13 pontos percentuais
Aumento de temperatura em 5-10	6%	Menos de 1%	Reduzir em 83%
limite superior da velocidade de produção	1,5-2m/min	2,5-3m/min	Aumente em 50%
vida útil do molde	12-18 meses	24-30 meses	Estender em 100%

Resumo

O núcleo do controle de temperatura do molde de perfil WPC reside na "correspondência de precisão + transferência de calor uniforme + adaptação dinâmica". Aproveitando as propriedades compostas de PP/PE reciclado e pó de madeira, o sistema alcança uniformidade de temperatura em toda a área por meio de "controle de temperatura por zonas + controle de temperatura inteligente PID + otimização estrutural". Os parâmetros são ajustados dinamicamente de acordo com os cenários de produção (matéria-prima, velocidade, produto) para evitar defeitos causados ​​por valores fixos. A manutenção e calibração regulares garantem a precisão do controle de temperatura a longo prazo. A solução otimizada não apenas resolve problemas comuns como rugosidade superficial, empenamento e entupimento, mas também aumenta a eficiência da produção e prolonga a vida útil do molde, fornecendo suporte crítico para a operação estável das linhas de produção de perfis WPC.

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