Esquema de optimización del control de temperatura del molde para la línea de producción de extrusión de perfiles de WPC

(Compatible con las líneas de extrusión de perfiles Yongte WPC, que presentan "control de temperatura de precisión + transferencia de calor uniforme + adaptación dinámica" para resolver problemas como flujo desigual y defectos superficiales en materiales WPC (PP/PE reciclado con 60-70 % de polvo de madera), al mismo tiempo que se equilibra la calidad del producto y la eficiencia de producción)

I. La importancia fundamental del control de la temperatura del molde

El molde de perfil de WPC es un componente crítico en la formación de materiales, donde el control de la temperatura impacta directamente:

La fluidez del material del material compuesto de polvo de madera y plástico reciclado es mala. La baja temperatura del molde provocará un llenado insuficiente del material y el bloqueo del canal de flujo. La alta temperatura provocará la carbonización del polvo de madera, el color amarillento de la superficie del producto y la contracción dimensional desigual.

Calidad de formación del producto: la desigualdad de temperatura puede causar defectos como desviación del espesor de la pared, rugosidad de la superficie, burbujas y deformaciones en los perfiles, afectando particularmente la planitud y la resistencia a la carga de los perfiles de construcción (por ejemplo, paneles de pisos y paredes).

Productividad: Una temperatura razonable del molde puede reducir el tiempo de enfriamiento y fraguado del material, igualar el ritmo del extrusor y de la máquina de tracción y evitar paradas y retrabajos causados ​​por un fraguado deficiente.

El objetivo principal es mantener las fluctuaciones de temperatura del molde dentro de±2℃, estableciendo así un sistema de circuito cerrado que garantiza una distribución uniforme de la temperatura en todo el canal de flujo, un flujo de material estable y una solidificación del material rápida y precisa.

II. Esquema de optimización de la temperatura del molde según diferentes escenarios.

La inconsistencia de temperatura en las ramas de la cavidad del molde da como resultado una velocidad de flujo de material desigual.

La temperatura de compatibilidad del núcleo de los materiales WPC debe determinarse equilibrando el punto de fusión del PP/PE reciclado (130-170°C) con la máxima resistencia al calor del polvo de madera (≤180°DO). Esto requiere la optimización de la estructura del producto para evitar la carbonización del polvo de madera o una plastificación insuficiente del material.

escenarios de aplicación	Rango de temperatura óptimo para el rendimiento del molde	Configuración predeterminada original	lógica de optimización	punto de mejora de calidad/eficiencia
Sección estándar (sección transversal simple, como placa plana, tubo cuadrado)	170-175℃	160-170℃	La temperatura es ligeramente superior a la de la sección trasera del extrusor (175-180℃), lo que reduce la resistencia al flujo causada por el enfriamiento repentino del material en la abertura de la matriz.	La velocidad de descarga aumenta un 10% y la suavidad de la superficie mejora un 20%.
m) y debería ampliarse el área de la sección transversal de la zona muerta. Además, calefacción local (+3-5	175-180℃	165-170℃	Aumente la temperatura en la cavidad para garantizar el llenado completo del material y evitar escasez de material o marcas de soldadura.	La tasa de aprobación del producto aumentó en un 15 % y la tasa de retrabajo debido a la escasez de material cayó por debajo del 1 %.
Alto contenido de madera (≥65%)	172-178℃	165-170℃	El polvo de madera tiene poca fluidez y la viscosidad del material se reduce mediante un calentamiento moderado, evitando al mismo tiempo una temperatura excesiva que provoque la carbonización del polvo de madera.	La frecuencia de bloqueo del canal de flujo se reduce en un 80% y la fluctuación de carga del extrusor se reduce en un 10%.
El PP/PE reciclado tiene un punto de fusión bajo (≤140℃)	165-170℃	160-170℃	1. Ajuste de temperatura básico: combine con precisión las características de las materias primas y los productos.	Reducir la tasa de contracción del 3% a menos del 1,5%
producción de alta velocidad (≥velocidad de tracción 2m/min)	173-177℃	165-170℃	Después de la aceleración, el tiempo de residencia del material en el molde se acorta y el aumento de temperatura compensa la fluidez.	Aumento del 20 % en la productividad, sin defectos de rugosidad superficial

2. Optimización de la uniformidad de la temperatura: solución de los defectos de formación causados ​​por la diferencia de temperatura local

Variaciones de temperatura (≥5℃) ocurren con frecuencia en la zona de alimentación, cavidad, salida y esquinas de los moldes de perfiles de WPC. Para garantizar una temperatura uniforme en todo el molde, se requiere una combinación de control de temperatura por zonas y optimización estructural.

(1) Mejora de la calefacción y el control de temperatura en la zona

Plan de renovación: el anillo calefactor del molde se dividirá en 3 o 4 zonas independientes (zona de alimentación, sección media de la cavidad, extremo de la cavidad y puerto de descarga), cada una equipada con un controlador de temperatura PID independiente (±0.5℃ precisión), sustituyendo el sistema de calefacción integrado convencional.

Configuración del gradiente de temperatura: zona de alimentación (175-180℃) → cavidad media (172-175℃) → extremo de la cavidad (170-172℃) → puerto de descarga (168-170℃), creando un suave gradiente 'delantero-alto, trasero-bajo' que garantiza el flujo de material al tiempo que acelera la solidificación.

Resultados: La diferencia de temperatura de cada zona del molde es inferior a 2℃, la desviación del espesor de pared del perfil se reduce de±0,3 mm a±0,1 mm y la tasa de planitud de la superficie aumenta en un 95%.

(2) Optimización del diseño del elemento calefactor

Reemplace el anillo calefactor tradicional de un solo circuito con una loseta calefactora de cerámica semiencapsulada, que se adhiere a la superficie del molde (aumentando el área de contacto en un 60%) y reduce la pérdida de calor.

Agregue varillas calefactoras auxiliares (potencia 50-100 W) en las esquinas del molde y canales de flujo estrechos para compensar la rápida disipación del calor y la baja temperatura en estas áreas.

Se coloca algodón aislante de alta temperatura (de 5 a 8 mm de espesor) entre el elemento calefactor y el molde para evitar la transferencia de calor al marco, reduciendo así la respuesta de temperatura del molde a las condiciones ambientales.

(3) Adaptación de la estructura del canal de flujo.

Si hay una zona muerta en el canal del molde (el material es fácil de mantener), la pared interior del canal debe pulirse (rugosidad Ra≤0.8μm) y debería ampliarse el área de la sección transversal de la zona muerta. Además, calefacción local (+3-5℃) debe aplicarse para evitar la retención de material y la carbonización.

Para perfiles de sección transversal complejos, se implementa un diseño de "canal de flujo en gradiente" para mantener una velocidad de flujo de material uniforme en todas las ramas de la cavidad, con ajuste de temperatura (±2℃) para las zonas correspondientes.

3. Actualización del equipo de control de temperatura: mejora la estabilidad de la temperatura y la velocidad de respuesta

(1) Actualización del sistema de control de temperatura.

Reemplace los termostatos estándar con termostatos inteligentes PID (±0.1℃ precisión) que ajustan automáticamente la potencia de calefacción para evitar un exceso de temperatura (caídas repentinas después de aumentos rápidos de temperatura).

Un sensor de retroalimentación de temperatura (resistencia de platino PT100, tiempo de respuesta≤0,5 s) se instala en la pared interior de la cavidad del molde (no en la superficie del anillo calefactor) para recopilar datos de temperatura en tiempo real de la zona de contacto del material, evitando el cálculo erróneo de que "la temperatura de la superficie cumple con el estándar pero la temperatura de la cavidad es insuficiente".

(2) El sistema de refrigeración coincide con precisión.

El molde debe estar equipado con agua de refrigeración de partición: el canal de agua de refrigeración (diámetro 8-10 mm) se establece en la salida y el final de la cavidad, y el caudal de agua de refrigeración (0,5-1,5 m/s) se controla mediante una válvula solenoide para lograr el equilibrio de "calentamiento y conformación + enfriamiento local";

La temperatura del agua de refrigeración está estrictamente controlada a 15-20℃ (consistente con la optimización anterior del sistema de enfriamiento de la línea de producción), evitando que una temperatura excesiva ralentice el fraguado del molde o que una temperatura insuficiente cause fluctuaciones excesivas en la temperatura del molde.

Para perfiles complejos con esquinas afiladas o espesores de pared desiguales, se aplica un diseño de "enfriamiento puntual" (que utiliza boquillas de microenfriamiento) para reducir con precisión las temperaturas locales y evitar la deformación del perfil.

4. Estrategia de ajuste dinámico: Adaptarse a los cambios en los escenarios de producción.

La temperatura del molde no es un valor fijo y debe ajustarse dinámicamente según las variables durante la producción para garantizar la estabilidad.

Escenario variable	Dirección de ajuste de temperatura	rango de ajuste	Base de ajuste
El PP/PE reciclado presenta un +5℃ aumento del punto de fusión	Aumente sincrónicamente la temperatura del molde.	+3-5℃	Evite que los materiales se enfríen demasiado rápido en el molde, lo que aumenta la resistencia al flujo.
Mayor velocidad de producción (de 1,5 m/min→2,5 m/min)	aumento moderado de temperatura	+2-3℃	Compensa el tiempo reducido de permanencia del material en el molde para garantizar un llenado completo
El contenido de polvo de madera aumentó (del 60% al 70%)	aumentar la temperatura	+5℃	La alta proporción de polvo de madera reduce la fluidez, lo que requiere un aumento de temperatura para disminuir la viscosidad del material.
Actualización del producto (de sección simple a sección compleja)	aumentar la temperatura	+5-8℃	La cavidad compleja requiere mayor fluidez para evitar la escasez de material y marcas de soldadura.
La temperatura ambiente desciende a≤10℃	aumentar la temperatura	+3-4℃	Reducción de la influencia de la transferencia de calor ambiental en la temperatura del molde

5. Mantenimiento y calibración: garantice la precisión del control de temperatura a largo plazo

Calibración periódica: Calibración mensual de sensores PT100 y termostatos PID utilizando termómetros estándar, con ajuste o reemplazo inmediato si el error excede±0.5℃.

Limpieza y mantenimiento: Limpie los elementos calefactores y el algodón aislante en la superficie del molde cada 3 días, eliminando los residuos de plástico y los depósitos de carbón de polvo de madera (que pueden causar una conducción desigual del calor); Inspeccione el circuito de agua de refrigeración semanalmente y elimine las incrustaciones (que reducen la eficiencia de refrigeración y provocan fluctuaciones de temperatura).

Reemplace los elementos calefactores: cuando la potencia de la bobina calefactora disminuye≥10% (como lo indica la pantalla de potencia del termostato) o el calentamiento se vuelve desigual, reemplace rápidamente la almohadilla térmica o la varilla calefactora (se recomienda mantener repuestos con las mismas especificaciones).

Protocolo de precalentamiento del molde: Antes del inicio, siga la secuencia de 'precalentamiento segmentado' (temperatura ambiente→ 120°C (mantener 30 minutos)→ 150°C (mantener 20 minutos)→ temperatura objetivo (mantener 15 minutos)) para evitar la deformación del molde debido al calentamiento repentino y garantizar una distribución uniforme de la temperatura.

III. Solución de problemas y soluciones para problemas comunes

Defectos relacionados con las temperaturas en los moldes.	Posible razón	Medidas de optimización
La superficie del perfil es rugosa y granular.	La temperatura del molde es demasiado baja, lo que da como resultado una plastificación insuficiente del material o un flujo de material deficiente debido a bajas temperaturas localizadas.	Aumentar la temperatura en 3-5℃; Compruebe si el elemento calefactor está dañado y complemente la calefacción local.
La superficie del perfil es amarilla con manchas quemadas.	La temperatura del molde es demasiado alta, lo que provoca la carbonización del polvo de madera; o la retención de material en la zona muerta del corredor conduce a la carbonización.	Enfriarse a las 5-8℃; Pulir la zona muerta del canal de flujo y limpiar los depósitos de carbón en el molde.
Deformación del perfil y contracción dimensional desigual	La diferencia de temperatura en cada región del molde es grande; o la distribución del sistema de refrigeración es desigual	Ajuste la temperatura de la zona para reducir la diferencia de temperatura a≤2℃; Optimice el circuito de agua de refrigeración para mejorar la refrigeración localizada.
La desviación en el espesor de la pared del perfil es significativa.	La inconsistencia de temperatura en las ramas de la cavidad del molde da como resultado una velocidad de flujo de material desigual.	La temperatura de la rama con caudal lento se incrementó en 2-3℃.
El molde no se descarga suavemente y con frecuencia se obstruye.	La temperatura del molde es demasiado baja, lo que hace que el material se enfríe y solidifique; o el polvo de madera tiene un contenido de humedad demasiado alto (debido a problemas de temperatura de mezcla).	Aumento de temperatura de 5 a 10℃; Mientras tanto, el contenido de humedad del polvo de madera debe controlarse a≤3% (optimización del proceso de pretratamiento de materia prima)

IV. Efectos esperados después de la optimización

métrico	Antes de la optimización	posoptimalidad	amplitud de ascenso
Rango de fluctuación de temperatura del molde.	±5℃	±2℃	Reducir en un 60%
Tasa de calificación superficial de los perfiles.	85%	98%	Aumento de 13 puntos porcentuales
corte inducido por temperatura	(1) Atualização do aquecimento e controle de temperatura na zona	Menos del 1%	Reducir en un 83%
límite superior de velocidad de producción	1,5-2 m/min	2,5-3m/minuto	Aumentar en un 50%
vida útil del molde	12-18 meses	24-30 meses	Ampliar al 100%

Resumen

El núcleo del control de temperatura del molde de perfil de WPC radica en "adaptación de precisión + transferencia de calor uniforme + adaptación dinámica". Aprovechando las propiedades compuestas del PP/PE reciclado y el polvo de madera, el sistema logra uniformidad de temperatura en toda el área a través del "control de temperatura por zonas + control de temperatura inteligente PID + optimización estructural". Los parámetros se ajustan dinámicamente según los escenarios de producción (materias primas, velocidad, producto) para evitar defectos causados ​​por valores fijos. El mantenimiento y la calibración regulares garantizan la precisión del control de temperatura a largo plazo. La solución optimizada no solo resuelve problemas comunes como la rugosidad de la superficie, la deformación y la obstrucción, sino que también mejora la eficiencia de la producción y extiende la vida útil del molde, brindando un soporte crítico para el funcionamiento estable de las líneas de producción de perfiles de WPC.

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