小型熱壓成型機的壓力與溫度系統(tǒng)是其核心,直接決定成品質(zhì)量,在調(diào)試前的基礎(chǔ)檢查,因為機械結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或傳感器不準(zhǔn),后續(xù)調(diào)試都是徒勞。
一、調(diào)試前的必要準(zhǔn)備
在開始調(diào)試前,充分的準(zhǔn)備工作能事半功倍,并確保安全。
1、機械基礎(chǔ)檢查:首先檢查設(shè)備機械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。確保熱壓板的平行度在允許范圍內(nèi)(例如,高精度要求下,靜態(tài)平行度誤差應(yīng)控制在±0.03mm至±0.05mm以內(nèi)),這是壓力均勻傳遞的基礎(chǔ)。同時,檢查導(dǎo)軌、絲杠等傳動部件是否潤滑良好,有無磨損或異物卡滯。
2、傳感器與儀表校準(zhǔn):調(diào)試前,建議對壓力傳感器和溫度傳感器(如熱電偶)進行校準(zhǔn)。確保控制系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)真實反映實際值。溫度校準(zhǔn)可使用標(biāo)準(zhǔn)溫度計作為參考,壓力校準(zhǔn)則需使用標(biāo)準(zhǔn)壓力源或稱重設(shè)備。
3、熟悉控制系統(tǒng):仔細閱讀設(shè)備說明書,了解觸摸屏或控制儀表的操作方法。掌握如何設(shè)置和修改壓力、溫度、時間等工藝參數(shù),以及如何進入PID參數(shù)調(diào)整界面。
二、溫度系統(tǒng)調(diào)試技巧
溫度控制影響著材料的熔融、流動和固化反應(yīng)。
1、追求溫度均勻性:理想的目標(biāo)是熱壓板表面各點溫差控制在±3℃以內(nèi)。調(diào)試時,可在熱壓板不同位置(如中心、邊緣)放置多個經(jīng)過校準(zhǔn)的熱電偶,加熱到工作溫度后觀察各點讀數(shù)。若溫差過大,可能需檢查加熱管是否部分損壞、熱壓板保溫層是否完好,或考慮采用分區(qū)控溫系統(tǒng)進行補償。
2、優(yōu)化PID參數(shù):如果溫度波動大(如設(shè)定200℃,實際在195℃-205℃間頻繁波動),或到達設(shè)定溫度時間過長,就需要調(diào)整PID參數(shù)。
- P(比例帶):決定調(diào)節(jié)作用的強度。P值過小可能導(dǎo)致系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍升溫慢,P值過大則容易引起溫度在設(shè)定值上下劇烈振蕩。
- I(積分時間):用于消除靜差。如果溫度穩(wěn)定后始終比設(shè)定值低(或高)一個固定值,通常需要減小積分時間以增強消除余差的能力。
- D(微分時間):根據(jù)溫度變化趨勢提前調(diào)節(jié),有抑制波動的效果。如果溫度在設(shè)定值附近持續(xù)小幅波動,可適當(dāng)增加微分時間。
- 調(diào)整口訣:“先P后I,最后D”。先將I和D值設(shè)為無效(積分時間設(shè)到最大,微分時間設(shè)到0),然后逐步增大P值直到系統(tǒng)開始等幅振蕩,再將P值略微減小到振蕩消失,此時系統(tǒng)響應(yīng)較快。然后逐步減小I值直到靜差消除。最后微調(diào)D值來進一步平滑曲線。
3、設(shè)定合理的升溫曲線:對于復(fù)合材料,尤其是厚制品,不宜直接快速升至目標(biāo)溫度。通常需要一個或多個升溫平臺(保溫階段),使材料內(nèi)外溫度均勻,并讓低分子揮發(fā)物有充分時間排出,這對于減少氣泡和內(nèi)部應(yīng)力至關(guān)重要。
三、壓力系統(tǒng)調(diào)試技巧
壓力系統(tǒng)負責(zé)壓實材料,控制制品厚度和密度。
1、確保壓力傳遞均勻:壓力均勻性依賴于良好的機械平行度。調(diào)試時,可在上下壓板間放置復(fù)寫紙或軟質(zhì)錫紙進行合模壓印,通過觀察壓痕顏色的深淺判斷壓力分布是否均勻。發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)優(yōu)先從機械層面(如調(diào)整支撐螺栓、檢查液壓缸同步性)解決。
2、校準(zhǔn)壓力傳感器:如果控制系統(tǒng)顯示的壓力值與用標(biāo)準(zhǔn)測力計在壓板間實測的壓力存在持續(xù)偏差,就需要對壓力傳感器進行零點和滿量程的校準(zhǔn)。
3、把握關(guān)鍵加壓時機:對于樹脂基復(fù)合材料,加壓時機尤為關(guān)鍵。必須在樹脂達到最佳黏度但尚未凝膠前完成加壓。過早加壓會導(dǎo)致樹脂被大量擠出,造成“貧膠”;過晚加壓則樹脂已凝膠,無法有效排氣和壓實,會導(dǎo)致氣泡和分層。這個時機通常與溫度曲線中的某個點相關(guān)聯(lián)。
4、運用多段壓力控制:復(fù)雜的成型工藝可能需要多段壓力控制。例如:
- 初始低壓(預(yù)壓):防止模具沖擊和材料飛濺。
- 中間主壓:使材料充滿型腔,達到所需密度。
- 后期保壓:補償材料收縮,防止縮痕。
5、解決壓力不穩(wěn)與保壓衰減:若出現(xiàn)壓力波動或保壓階段壓力下降過快,可依次排查:
- 液壓系統(tǒng):檢查油位是否過低、油液是否污染、液壓泵是否有異響、溢流閥是否工作正常。
- 密封性:檢查油缸密封圈是否磨損導(dǎo)致內(nèi)泄。
- 控制參數(shù):在PLC或伺服驅(qū)動器中,適當(dāng)縮短保壓階段的積分時間或啟用自動補壓功能,可以更及時地補償壓力損失。
四、壓力與溫度的協(xié)同優(yōu)化
壓力與溫度并非獨立,而是深度耦合、相互影響的。
- 溫度是加壓的基礎(chǔ):樹脂的黏度由溫度決定,因此溫度曲線直接定義了有效的加壓時間窗口。
- 順序與聯(lián)動:典型的調(diào)試順序是先調(diào)平行度(機械基準(zhǔn))→再調(diào)溫度(材料固化條件)→最后在溫度平臺上精確調(diào)試壓力參數(shù)。更高級的調(diào)試會利用設(shè)備的多段程序控制功能,編寫溫度與壓力的聯(lián)動程序。例如,在升溫至某一階段時自動觸發(fā)加壓動作,確保工藝的精確重復(fù)。
為了更直觀地展示不同材料的調(diào)試側(cè)重點,請參考下表:

小型熱壓成型機的壓力與溫度系統(tǒng)調(diào)試是一個系統(tǒng)性的“精細活”。其核心邏輯在于:以良好的機械精度為基礎(chǔ),通過傳感器校準(zhǔn)確保“感知”準(zhǔn)確,再通過合理的參數(shù)設(shè)置(曲線)和精密的PID控制實現(xiàn)“執(zhí)行”精準(zhǔn),最終達到壓力與溫度在時序和量值上的協(xié)同,從而壓制出高質(zhì)量的產(chǎn)品。