Het stoppen van vervorming: een betere manier om thermovorming in de auto-industrie toe te passen
Is het je ooit overkomen dat je een onderdeel uit de mal haalt en ziet dat het gewoon… vervormt? Dat is frustrerend. Je hebt veel tijd besteed aan het maken van de mal, maar het onderdeel vervormt zodra het in contact komt met de lucht.
Dit wordt ‘spring-back’ genoemd. Het gebeurt omdat het materiaal nog steeds onder druk staat door het verhittingproces. Als deze interne spanningen niet verdwijnen, zullen ze op een of andere manier hun weg vinden – meestal door de afmetingen van het onderdeel te verstoren.
Het geheim om dit te voorkomen, is geen hogere druk in de mal gebruiken. Het gaat erom hoe je het onderdeel verhit.
Waarom zoneverwarming werkt
In de meeste gevallen wordt het onderdeel gewoon met veel hitte verhit. Het probleem is dat geen enkel onderdeel perfect uniform is: er zijn dikke delen en dunne randen. Bij standaardverwarming ontstaan er hete en koude plekken, waardoor het onderdeel ongelijkmatig krimpt.
In plaats van één grote hittebron gebruiken we zoneverwarming met infraroodstralen. Stel je voor dat je je verwarming opdeelt in meerdere aparte zones. Op deze manier kun je de intensiteit van de warmte voor de dikke delen verhogen en voor de dunne delen verminderen. Hierdoor bereikt het hele onderdeel tegelijkertijd de glastransitietemperatuur.
Wanneer de hittebalans is bereikt, kunnen de polymeerketens eindelijk ontspannen. Er zijn geen resterende spanningen meer. Het onderdeel blijft dus op de juiste plek zitten.
De technische aspecten
Ik raad altijd gebruik van kortegolfige infraroodstralen aan. Deze dringen dieper in het materiaal door dan langegolfige stralen, waardoor de verwerkingstijd korter blijft.
Je moet deze stralen aansluiten op een PID-regelaar met snel reagerende thermocoupons. Als je sensoren te traag reageren, zal de temperatuur te hoog worden en kan het proces mislukken.
Echter: deze hoge-dichtheidsarray’s genereren veel warmte. Als je koelapparaten niet goed genoeg zijn, zal deze warmte terugkeren naar het apparaat. Hierdoor gaan de sensordata scheeflopen en zal het proces mislukken. Je moet ervoor zorgen dat je ventilatie systemen goed kunnen omgaan met deze hoeveelheid warmte.
Het echte resultaat
Zodra je dit goed hebt ingesteld, hoef je niet langer te raden. Je komt los van dat eindeloze proberen en krijgt eindelijk consistente resultaten. Je toleranties worden kleiner en je gooit minder afval weg.
Het is een veel efficiëntere manier van werken. In plaats van het materiaal met mechanische kracht te beïnvloeden, lost je het probleem op moleculair niveau op, nog voordat het onderdeel in de mal terechtkomt.