PT704293E - Processo para a tempera de unidades de injeccao e moldes de injeccao de materias plasticas - Google Patents
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Description
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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A TÊMPERA DE UNIDADES DE INJECÇÃO E MOLDES DE INJECÇÃO DE MATÉRIAS PLÁSTICAS" A presente invenção diz respeito a um processo para a têmpera de unidades de injecção e moldes de injecção, especialmente para o processamento de polímeros que podem ser reticulados e de ferramentas de moldar para o processamento de materiais plásticos, com pelo menos um circuito de têmpera.
Na fundição por injecção, o estado operacional térmico da ferramenta com a temperatura da ferramenta como medida, além da temperatura do cilindro e de fundição, é uma das grandezas operacionais térmicas mais importantes.
Esta grandeza exerce grande influência sobre a fluidez da massa fundida de material plástico, o tempo do ciclo e a qualidade das peças moldadas, especialmente a qualidade de superfície, a contracção e o retardamento. O estado operacional térmico do cilindro de plastificação é de suma importância para o processamento de altos polímeros que podem ser reticulados. 2 Ο estado operacional térmico do cilindro de plastificação é de suma importância para o processamento de altos polímeros que podem ser reticulados.
Durante a fundição por injecção, tais materiais exigem por ocasião do processamento em peças moldadas, um nível de temperatura relativamente baixo durante o tempo de permanência no cilindro de plastificação para evitar uma reticulação prematura, respectivamente reticulação parcial da massa de moldar. A quantidade de calor que se forma por ocasião da plastificação pela fricção da massa, quer dizer pela transformação de energia mecânica, no estado da máquina estacionária, quer dizer no estado posto em funcionamento, é, regra geral, maior do que a quantidade de calor necessária para a obtenção de uma viscosidade op-timizada da massa. A condução da temperatura da massa de moldar, respectivamente da massa fundida no sistema engrenagem sem fim/cilindro deve ser controlada de tal maneira que não ocorram nenhumas reacções prematuras de reticulação em consequência de temperaturas da massa demasiadamente altas. A exacta condução de temperatura para a massa de moldar acima da temperatura ambiente exerce uma determinada influência sobre a qualidade das peças moldadas a serem fabricadas.
Na prática, porém, apenas um modo de trabalho com aparelhos de têmpera conseguiu impor-se. 3
Todavia, apresenta algumas desvantagens básicas às quais, a seguir, também se faz referência em pormenor na descrição da aplicação de aparelhos de têmpera para ferramentas de máquinas de moldagem por injecção. Já são conhecidos vários processos para o controle do estado operacional térmico, quer dizer para a têmpera de ferramentas de uma máquina de moldagem por injecção.
Na prática, até agora apenas o modo de trabalho com aparelhos de têmpera se pôde impor.
Ainda se trabalha actualmente na introdução da têmpera de ferramentas como parte integrante das máquinas de moldagem por injecção.
Uma primeira variante consiste em alojar o aparelho de têmpera na máquina de moldagem por injecção (Matérias plásticas e Cauchu 1982, caderno 2, página 86.) (Piaste und Kautschuk, 1982). O aparelho de têmpera assim encontra-se na proximidade imediata da ferramenta para evitar perdas de calor através do sistema de tubulações.
Esta solução faz com que se necessite apenas de pouco espaço, mas, as desvantagens básicas deste processo de têmpera continuam a existir.
Estas, sobretudo, são o modo de trabalho energeticamente desfavorável e os elevados custos de aquisição para os aparelhos de têmpera.
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Na Patente DD-PS 203 011 descreve-se um processo no qual a fase de refrigeração é interrompida após o processo de injecção, realizando-se depois uma fase de têmpera, seguida por uma nova fase de refrigeração que deverá permanecer durante o tempo necessário até que o conteúdo de energia residual da peça moldada seja suficiente para aquecer a ferramenta de moldagem por injecção a uma temperatura favorável para o ciclo sequencial de moldagem por injecção. A desvantagem deste processo consiste especialmente no facto de as diferenças tecnologicamente condicionadas, no escoamento de calor das várias fases de refrigeração no início do processo de fabricação, precisarem de ser ajustadas manualmente por estrangulamentos diferentes da corrente da água de refrigeração nas válvulas de regulação ou a duração das fases de refrigeração precisar de ser ajustada variando o ajustamento dos temporizadores reguláveis.
Isto exige um esforço de mão-de-obra considerável e exige muito do pessoal de serviço.
Além do mais, com este processo, tal como nos aparelhos de têmpera convencionais, não podem ser niveladas no seu efeito energético sobre a qualidade da peça formada as perturbações inevitáveis do decurso de fabricação, como, por exemplo, as oscilações da temperatura da água de refrigeração e da passagem da água de refrigeração, as alterações quanto à temperatura, especialmente à temperatura da massa fundida, e do tempo de ciclo.
Em função da grandeza do efeito energético destas grandezas perturbadoras, o estado termodinâmico da ferramenta pode alterar-se de maneira mais ou menos 5 acentuada e, as peças moldadas produzidas podem apresentar diferenças de qualidade que levam ao refugo.
Na Patente Americana US-PS 4,420,446 é descrito um processo para o controle da temperatura da ferramenta por ocasião da moldagem por injecção.
No caso, uma temperatura de controle seleccionada é predeterminada como temperatura teórica. A temperatura da ferramenta é medida na proximidade imediata da cavidade de moldar.
Em função da passagem além ou aquém da temperatura teórica, as válvulas do circuito de refrigeração são abertas e fechadas, respectivamente.
Adicionalmente, ao passar além ou aquém de temperaturas predeterminadas superiores ou inferiores são emitidos sinais de aviso ópticos e acústicos.
Na revista "Processador plástico" 1984 ("Plastverarbeiter'1), caderno 5, páginas 77 a 80 é descrita uma solução semelhante na qual o calor alimentado com a massa fundida deve ser aproveitado para a têmpera da parede da ferramenta.
No caso, a têmpera é controlada por um microprocessador e através de um termómetro é medido o aumento de calor provocado no contorno da ferramenta pelo carregamento da massa fundida e o microprocessador regula (em função disso) o tempo de abertura do sistema de válvulas magnéticas para a alimentação da água 6 de refrigeração.
Realiza-se uma assim chamada refrigeração de impulso e a ferramenta assume a função de permutador de calor. A Patente Europeia EP 0 218 919 B 1 descreve um processo para a aferição e a correcção do dispositivo de têmpera da ferramenta em máquinas de moldagem por injecção no qual um computador controla a abertura e o fecho das válvulas como função de uma diferença de temperatura nas ferramentas de moldar, após um período de medição com as válvulas maximamente abertas e após um período de medição com as válvulas maximamente fechadas.
Atingidas as temperaturas teóricas, são executados dois ciclos de aferição nos quais é testado o comportamento ao alongamento da ferramenta pela queda, e, respectivamente, pelo aumento da temperatura medida.
Partindo das diferenças de temperatura detectadas, o computador calcula os tempos de abertura das válvulas que são necessários para manter a temperatura teórica predeterminada. A têmpera realiza-se apenas com base na temperatura da ferramenta momentaneamente medida.
Estes processos conhecidos, que se baseiam no mesmo princípio, têm as seguintes desvantagens. 7 A grande proximidade dos sensores de temperatura do contorno da ferramenta, por conseguinte da zona mais quente da ferramenta, leva forçosamente em cada processo de injecção, logo no início, a uma ultrapassagem da temperatura teórica e, com isso, ao disparo da refrigeração. A têmpera, em função isolada da temperatura momentaneamente medida pode levar a uma inércia sempre existente do equilíbrio térmico entra a massa fundida e a ferramenta, assim como entre o meio de refrigeração e a ferramenta, a um deslocamento temporal da têmpera da ferramenta e assim a temperaturas da ferramenta que se situam claramente abaixo, ou, respectivamente, acima da temperatura de controle seleccionada.
Tanto as grandezas perturbadoras no processo de moldagem por injecção, por exemplo, uma oferta reduzida do meio de refrigeração, como também a posição desfavorável das superfícies de refrigeração em relação ao contorno da ferramenta com ferramentas complicadas, nem sempre são compensadas suficientemente, e, portanto, nem sempre é possível uma adaptação das condições de têmpera aos parâmetros momentâneos do processo.
Outro processo de têmpera conhecido (Patente internacional WO 92/08598) controla a passagem do meio de têmpera após o cálculo de uma temperatura média da ferramenta ou temperatura média de retomo do meio de têmpera, respectivamente, depois de uma determinação de tendência das temperaturas médias da ferramenta ou da temperatura média de retomo de vários ciclos anteriores.
Deste modo, a temperatura média da ferramenta é comparada com uma tempera- 8 tura teórica predeterminada e o regime de refrigeração será alterado no ciclo sequencial se a temperatura média da ferramenta divergir da temperatura teórica predeterminada. O local de medição para a medição da temperatura na ferramenta, respectiva-mente, no retomo do meio de temperatura não é considerado como crítico, o que, porém, está em desacordo com os conhecimentos obtidos pela prática.
Para a duração de abertura das válvulas magnéticas no ciclo, apenas são feitas declarações gerais no processo acima descrito.
Por um lado, a válvula magnética seria aberta se a temperatura média do ciclo anterior se situar acima de uma temperatura limite superior e, por outro, se as temperaturas médias de um número de ciclos anteriores indicarem uma tendência crescente na proximidade da temperatura teórica. A duração de abertura propriamente dita deve ser dependente da "taxa" da alteração de temperatura e, respectivamente, da grandeza da diferença em relação à amplitude aceitável da temperatura.
Porém, no caso não se faz referência em pormenor a uma prescrição concreta exequível de cálculo a ser seguida. A regulação da temperatura da ferramenta, praticada com este processo, no ciclo sequencial deixa sem serem consideradas as perturbações sérias ocorrentes. 9
Estas perturbações são niveladas apenas posteriormente e através do mecanismo relativamente inerte de uma temperatura média.
Assume-se que a regulação descrita em geral e com grandezas de perturbações activas em particular "segue" a temperatura real da ferramenta, e, assim, não é alcançada a estabilidade almejada de processo.
Com a afirmação do local de medição e com o conhecimento de que uma distribuição de temperatura na ferramenta satisfaz o campo da temperatura, partindo de experiências práticas, quanto a uma fixação arbitrária do local de medição na ferramenta, existem dúvidas justificadas acerca da obtenção do objectivo almejado.
Com a medição de temperatura no retomo do meio de têmpera, vários pontos críticos colocam mais ou menos em questão o efeito almejado do processo. A fim de calcular a temperatura média de retomo em relação à temperatura da ferramenta em cada caso, toma-se necessária uma medição da temperatura sobre toda a duração do ciclo.
Isto, por sua vez, causa uma dissipação de calor contínua adicional, se bem que estrangulada, para fora da ferramenta.
Em aplicações nas quais se necessita de temperaturas da ferramenta médias ou até altas, o nível de temperatura exigido na ferramenta não pode ser mantido. Não se realiza uma medição da temperatura anterior e isto tem como consequência 10 que fique sem ser considerado um factor de influência essencial do estado operacional térmico da ferramenta o que, no caso de alterações, leva inevitavelmente a divergências do estado teórico térmico da ferramenta.
Além do mais, as divergências ocorrentes, em caso de avaria, de uma temperatura média de retomo em relação a uma temperatura teórica predeterminada, sobretudo com grandes correntes de volume, na máquina posta em funcionamento, são empiricamente tão pequenas que nem sempre é possível uma previsão sensata sobre a duração de passagem do meio de têmpera. A presente invenção teve como objectivo criar um processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção, especialmente para a obtenção de polímeros que podem ser reticulados e de unidades de ferramentas de moldar para o processo de materiais plásticos, com pelo menos um circuito de têmpera, em que é medida a temperatura de retomo do meio de têmpera ou a temperatura do cilindro ou da ferramenta e em que, como resultado de uma comparação real/teórica, é alterada a passagem do meio de têmpera, processo este que, considerando os parâmetros momentâneos do processo de moldagem por injecção, incluindo perturbações ocorrentes do processo, garante uma constância suficientemente precisa do estado operacional térmico da ferramenta com regulação simultânea auto ajus-tável e que trabalha sem energia adicional.
Este objectivo é alcançado por um processo com as características da reivindicação 1.
Outras variantes de configuração da invenção são indicadas nas reivindicações dependentes 2 a 12. A procura deste objectivo partiu do seguinte pensamento básico: a entalpia na ferramenta, e, respectivamente, no cilindro de plastificação é determinada por componentes condutores de calor (quantidade de calor da massa fundida injectada, têmpera do canal quente, ...) e componentes exotérmicos (refrigeração da ferramenta e, respectivamente, do cilindro de plastificação, cessão de calor por convecção e radiação, condução de calor).
Se o estado operacional térmico da ferramenta e, respectivamente, do cilindro de plastificação durante a moldagem por injecção for mantido constante, as oscilações inevitáveis no processo de fabricação deverão ser compensadas nos vários componentes, que determinam o conteúdo de calor quanto ao seu efeito sobre o estado operacional térmico, por exemplo, da ferramenta.
Como dissipação de calor da ferramenta, apenas a refrigeração da ferramenta e, respectivamente, a têmpera da ferramenta pode ser dominada sistematicamente e, neste caso, existe especificamente a necessidade de comandar a duração temporal da passagem do meio de têmpera na ferramenta de tal maneira que precisam ser compensadas as perturbações de todos os tipos que exercem acção sobre a entalpia da ferramenta, como por exemplo, variações na temperatura da massa fundida, oscilações da temperatura precursora do meios de têmpera e do volume dos meios de têmpera, variações de tempo dos ciclos, oscilações da temperatura ambiente e outros.
As explicações seguintes referem-se, em princípio, às variantes de medição da / 12 temperatura da ferramenta e, respectivamente, da temperatura do cilindro. O processo de têmpera é separado em duas fases, uma fase inicial e uma fase operacional estacionária, cada uma com condições de temperatura diferentes.
Os impulsos de têmpera depositados por ciclo, especialmente na fase operacional estacionária, são iniciados sempre num momento , determinado por um sinal de controle do decurso da máquina, na proximidade temporal do processo de injecção por ocasião da têmpera da ferramenta e, respectivamente, na proximidade temporal do processo de plastificação, do início da rotação da engrenagem sem fim, por ocasião da têmpera dos cilindros de plastificação, a fim de provocar no lapso de tempo da maior diferença de temperatura entre a massa fundida injectada e o canal de têmpera a dissipação de calor necessária. O mais tardar, no momento Z2, qualquer têmpera no ciclo será finalizada, sendo o momento Z2 determinado por um sinal do controle do decurso da máquina, sinal este que é disparado num momento definido na proximidade temporal do fim do ciclo.
Durante toda a duração do ciclo, será medida continuamente a temperatura média da ferramenta para 0 respectivo circuito de têmpera no local carregado termica-mente de maneira equivalente tanto pela massa fundida injectada como pela têmpera, estando este local situado a uma distância suficientemente grande do contorno da forma, aproximadamente no centro geométrico entre o contorno da forma e 0 canal de refrigeração e, respectivamente, a superfície de refrigeração e na região do centro entre a entrada da água de refrigeração e a saída da água de refrigera- 13 ção e, respectivamente, na têmpera do cilindro, na região do centro geométrico entre a parede interna do cilindro e o canal de têmpera.
Após a primeira chegada ou ultrapassagem da temperatura teórica da ferramenta, de acordo com um modo de realização ainda a ser descrito, será escolhido um ciclo de referência pelo que a fase inicial é terminada. A entalpia neste ciclo de referência serve, por regra, como grandeza teórica para a entalpia de todos os ciclos seguintes.
Como grandeza relevante para a entalpia da ferramenta em dependência de um intervalo de tempo no ciclo é introduzida WRG(u-j,U2) ("Wãrmeinhalt Relevante Grõsse") segundo (1). u2 WRG(u1,u2) = / T(t)dt (1) U1 WRG(u-|,U2) é definida e calculada de maneira análoga ao integral da curva de temperatura T(t) sobre o eixo de tempo entre os momentos u-| e U2< em que u-| e U2 determinam os limites de intervalo do intervalo de tempo. Z-i+to WRGref(Z1,t0) = / T(t)dt Z,
Em todos os ciclos sequenciais, no momento Ζή do respectivo ciclo, é iniciado o impulso de têmpera de duração tp, em que tp como objecto de um processo de
14 correcção ainda a ser descrito, é corrigido no decurso do respectivo ciclo e por ocasião de divergências ocorrentes do decurso da temperatura em relação ao decurso da temperatura do mencionado ciclo de referência.
Para esta finalidade, cada ciclo sequencial, iniciando-se com o momento Z-| até o fim da duração tp é subdividido em intervalos de tempo mínimos (tj_-|,tj), a temperatura é medida em cada momento tj e o valor WRGrea|(tj_i ,tj) é calculado conforme (1). ti WRGist(tj.i,tj) = / T(t)dt ti-1 WRGrea|(tj_-|,tj) é comparado permanentemente para cada momento tf e até o fim da duração de têmpera to com o valor WRGref(tj_-| ,tj) do ciclo de referência e sempre em relação ao momento ciclicamente igual, segundo (2). WD (tj) = WRGrea|(ti-i ,tj) - WRGrefflj-! ,tj) (2) A diferença de ambas as grandezas de valor WD(tj) indica uma diferença da ental-pia dissipada da fenamenta neste intervalo de tempo (tj_-| ,tj) e é utilizada segundo o processo para uma conecção da duração de têmpera tQ pelo tempo de conec-ção tcon-fti) no ciclo em curso.
Por isso, para os resultados de (2) vale a seguinte diferenciação de casos: 15
WD(tj) > 0: na comparação em relação ao intervalo de tempo ciclicamente igual do ciclo de referência, a entalpia da ferramenta no ciclo real é maior e a duração da têmpera precisa ser prolongada pelo valor tcorr(tj). WD(tj) < 0: na comparação em relação ao intervalo de tempo ciclicamente igual do ciclo de referência, a entalpia da ferramenta no ciclo real é menor e a duração da têmpera precisa ser encurtada pelo valor tcorr(tj). WD(tj) = 0: não é necessária uma correcção da duração de têmpera
Para o cálculo do valor de tcorr(tj) parte-se das seguintes considerações:
Supondo o caso WD(tj) > 0. O tempo tco^tj) necessário para a dissipação do valor excedente proporcional à quantidade de calor, calculado segundo (2), é adicionado no momento tj à duração de têmpera predeterminada tp.
Vale tD(ti) = tD(ti-i) + tcorKti), em que tc0rr(t-i) será deduzido da seguinte relação: to(ti-l)+tterr(tÍ) WD(tj) = / TE(t)dt to(ti-l) em que TE(t) é entendido como unidade de temperatura para a qual vale:
TE(t) = 1 para t > 0 (3)
Assim vale to(ti.l)+tkorr(t) WRGistft^.ti) - WRGreKUti) = / TE(t)dt to(tj-l) ti / T(t)istdt -ti-1 ti / T(t)refdt = ti-1 tD(ti-1)+tkorr(ti) / TE(t)dt tD(ti-1)
Depois de substituir os valores de tempo e sob a premissa de que o comprimento do intervalo de tempo tende para zero e os valores T(tj_-|) tendem para os valores T(tj), resulta T(t)rear(ti-ti-l)-T(t|)ref*(ti-ti-l) = TE(tD)ref*(tD+tc0rrtD) (T(ti)real-T(Tj)ref)*(tHi-l)= TE(tQ)ref*(tcorr) e assim é σ (ti)real-^ (*i) ref)* (*i-^i-1) tcorr^i) “ TE(t0)ref e segundo (3)
tcorr(tj) ~ 0"(ti)real""^(ti)ref)*(*rt-l) W em que significam:
ti T(t) (-)real ()ref tD um momento isolado para a medição da temperatura de ferramenta, a temperatura na ferramenta termo relativo sempre ao ciclo actual .termo relativo ao ciclo de referência e a duração de têmpera no ciclo.
Para aplicações que, por situações externas, por exemplo, mostram um dimensionamento desfavorável da técnica de têmpera da ferramenta, uma inércia excessiva na transmissão de calor da massa fundida ao meio de têmpera, introduz-se em (4) um factor K entre 0,2 e 1,0 que, logo que seja necessário, actua de maneira amortecedora sobre o tempo de correcção calculado tco^tj).
Assim resulta: tcorr(ti) = k*(T(ti)rea|-T(ti)ref)*(ti-ti-l)
Para o caso WD(tj)<0 resulta analogamente a mesma dedução para tcorr(tj), em que o tempo de correcção tcorr{t) recebe sinal negativo.
Na fase inicial realiza-se no primeiro ciclo, iniciando no momento Z-|, um impulso inicial t|nit com duração fixa para obter uma purga total do respectivo circuito de têmpera e, ao atingir uma distância definida da temperatura média da ferramenta em relação à temperatura teórica inicia-se no ciclo sequencial, no momento Z-j, um impulso de têmpera tann de duração temporal pequena, em que o impulso de têmpera tann em todos os ciclos seguintes é iniciado até a primeira ultrapassagem da temperatura teórica predeterminada e garante uma aproximação amortecida da temperatura média da ferramenta à temperatura teórica escolhida.
Uma variante que pode ocorrer como caso especial na fase inicial consiste no facto de, com a predeterminação de uma temperatura teórica abaixo da temperatura real medida, se efectuar em todos os ciclos seguintes entre os momentos e Z2 uma têmpera contínua por tanto tempo até que a temperatura real medida passe pela primeira vez para baixo da temperatura teórica predeterminada.
Uma vez passada para baixo a temperatura teórica, a fase inicial é continuada com a iniciação do impulso do meio de refrigeração de duração tann no momento Z-j do ciclo que segue à passagem para baixo e é finalizada com a nova ultrapassagem da temperatura teórica e da selecção posterior do ciclo de referência.
Após a ultrapassagem da temperatura teórica predeterminada, a ferramenta e, res-pectivamente, 0 cilindro de plastificação é levado mediante uma predeterminação, actualizada para cada ciclo, por um impulso calculado do meio de têmpera e uma fase de têmpera dependente da comparação teórica/real actual nos ciclos dentro de um número de n ciclos a um equilíbrio térmico.
Para esta finalidade, pela duração total dos impulsos do meio de têmpera de um número fixado de ciclos imediatamente precedentes, determina-se a média aritmética da duração de refrigeração por ciclo, multiplicada por um factor K-| que possibilita uma reacção às perturbações térmicas inevitavelmente ocorrentes sobre 0 estado de temperatura da ferramenta e utilizada como duração de impulso calculado t£ para a iniciação do meio de têmpera no ciclo sequencial no momento Z-|.
Após a iniciação do impulso do meio de têmpera de duração tg= realiza-se como resultado da comparação teórica/real da temperatura de ferramenta para a duração 19 ίΛΛ- de cada ultrapassagem da temperatura teórica e, com isso, em função da temperatura, o mais tardar até o momento Z2 do ciclo actual, a iniciação de outros impulsos de têmpera. A duração deste impulso de têmpera tg é determinada pela fórmula de cálculo K1 G) n tg = * Σ (tEi+tvi) ------------ * Σ (tg i + tv,) (5) n i=1 sendo 0 significado de: η o número mínimo predeterminado de ciclos sequenciais após a primeira ultrapassagem da temperatura teórica predeterminada da ferramenta para o encontro do equilíbrio térmico, t£j o impulso de têmpera calculado para o ciclo i de n ciclos t\/j a soma dos impulsos de têmpera em dependência de temperatura do ciclo i de n ciclos, j 0 número de ciclos após a primeira ultrapassagem da temperatura teó rica predeterminada e K1G) a grandeza dependente de j, mecânica e processualmente dependente, que serve para a avaliação do tempo de têmpera médio partindo dos n ciclos.
Para o cálculo vaiem as seguintes condições iniciais a partir do ciclo 1, após a primeira ultrapassagem da temperatura teórica: (*) *E1= Win 20 (**) o cálculo de (5) se efectua para cada j < n, substituindo n por j. (***) K1(j) = ag + a-|*j para j < n K1(j) = 1 paraj = n
Se o número predeterminado de n ciclos for alcançado após a primeira ultrapassagem da temperatura teórica predeterminada, no momento Z-j do ciclo de referência é disparado um impulso de têmpera de duração tp, sendo que tp é igual ao valor t£, calculado no enésimo ciclo, segundo (5), e em que é calculado o valor WRGreKZ-i.tD).
No ciclo sequencial efectua-se novamente uma têmpera de duração tp e um cálculo mencionado do integral de temperatura.
Se a diferença dos dois integrais for menor do que um valor predeterminado Wq, então o ciclo trabalhado em último será caracterizado como ciclo de referência, o decurso temporal de temperatura na ferramenta é fixado de maneira adequada e a fase inicial é tida como finalizada.
Para Wq é predeterminado um valor entre 0,1 e 5%, preferivelmente, 2% do integral WRG(Z-],t0) calculado como referência.
Se a diferença dos dois integrais for maior do que este valor Wq predeterminado, serão executados, começando com j=1, novamente n ciclos segundo o modo descrito para o encontro da referência, sendo que para n são seleccionados, preferivelmente, três e K10) = 0,75, em que estes três ciclos podem ser novamente acti-vados pelos impulsos de têmpera resultantes da comparação teórica/real. 21
Após cada um dos três ciclos, a duração de têmpera t^ é calculada para o ciclo sequencial segundo (5).
Após o terceiro ciclo, atinge-se K1 G)=1 e tp=tE, é disparado o impulso de têmpera de duração tp e é calculado o integral WRG(Z-|, tp). O impulso de têmpera e o cálculo do integral são igualmente executados no ciclo sequencial, os valores dos integrais são comparados com o ciclo precedente e a selecção descrita de referência, eventualmente começando com j = 1, é repetida até que seja satisfeita a condição
WRGzj.1(Z1,tD) - WRGj(Zi ,tD) < WG O ciclo actual é caracterizado como ciclo de referência e a fase inicial é finalizada. Já antes do primeiro ciclo de máquina pode ser ligado um aquecimento adicional que, nos circuitos de têmpera relevantes para o estado operacional térmico e, res-pectivamente nas zonas do cilindro, importantes para o estado operacional térmico da massa a ser plastificada, minimiza a duração do aquecimento ao nível térmico almejado.
Utilizando o aquecimento adicional, este é desligado a uma distância predeterminada da temperatura da ferramenta e, respectivamente, da temperatura do cilindro em relação à temperatura teórica predeterminada.
Quanto aos sinais de comando do decurso da máquina, os quais são utilizados para os momentos Z-| e Z2t existem, por exemplo, para a têmpera da ferramentas as seguintes possibilidades.
Como momento Z-j é seleccionado o início do tempo de pós pressão e como momento Z2 é seleccionado 0 fim do movimento de abertura da ferramenta ou como momento Z-| o início do processo de injecção e como Z2 o fim do movimento de abertura da ferramenta ou 0 momento Z-| e 0 momento Z2 são fixados pelos mesmos sinais do comando do decurso da máquina em que neste caso Z2 é idêntico ao sinal Z-| do ciclo sequencial. Este último caso é aplicado preferivelmente quando se deseja um estado de temperatura relativamente baixo da ferramenta.
Na têmpera do cilindro, é fixado como momento Z-|, por exemplo, o inicio da plasti-ficação, e para 0 momento Z2 são oferecidas as mesmas variantes como na têmpera da ferramenta.
As seguintes exposições referem-se a variantes nas quais é medida a temperatura de retomo do meio de têmpera.
Como grandeza relevante para a entalpia da ferramenta em dependência de um intervalo de tempo no ciclo, é introduzida WRG(ui,U2) ("Wãrmeinhalt Relevante Grõsse") segundo (1‘). u2 WRG(U1lU2)= / (Trflck(t)-Tvor(t) )dt(1') Ui WRG(ui,U2) é definido e calculado, de maneira análoga ao integral da curva de 23 temperatura em função do eixo de tempo entre os momentos u-j e U2, diminuído do integral em função do decurso de temperatura do decurso prévio do meio de têmpera, em que TruckW significa o decurso de temperatura no retomo, Tvor(t) o decurso de temperatura no decurso prévio do meio de têmpera e u-) e U2 os limites de intervalo do intervalo de tempo. A duração possível da dissipação de calor da ferramenta entre os momentos Z-|, fixada por um sinal do comando do decurso da máquina em proximidade temporal do processo de injecção durante a têmpera da ferramenta e, respectivamente, em proximidade temporal do início de plastificação durante a têmpera do cilindro, e Z2, fixado por um sinal de comando do decurso da máquina em proximidade temporal do fim do ciclo, é dividida em termos de zero por cento (dissipação máxima de calor) a 100 (dissipação mínima de calor), mas invertida em termos de percentagem com relação à possível duração de têmpera. O operador fornece a duração desejada da dissipação de calor em percentagem relacionada com a divisão feita, quer dizer como duração de têmpera relativa.
Num primeiro ciclo caracterizado como ciclo de referência, alcançado o equilíbrio térmico da ferramenta, a grandeza WRGref(Zi,td) é calculada a partir da duração de têmpera relativa da predeterminada como se segue. to WRGreKZi.to) = / (WtHUt) )dt Zi
Em todos os ciclos sequenciais é iniciado no momento Z-| do respectivo ciclo, o 24 impulso de têmpera de duração t^, em que é corrigido como objecto de um processo de correcção, a ser ainda descrito, do respectivo ciclo e por ocasião de divergências do decurso de temperatura em relação ao decurso de temperatura do assim chamado ciclo de referência.
Para esta finalidade, cada ciclo sequencial, partindo do momento Z-j até o fim da duração de têmpera relativada t^ é subdividido em intervalos mínimos de tempo (t;_ 1, tj), sendo medidas em cada momento tj a temperatura anterior do meio e a temperatura de retomo do meio e calculado o valor WRGrea|(tj_i, tj) segundo a seguinte fórmula de cálculo: ti WRG^ÍWt,) = / (WtHWt) )dt ti-1 WRGreal(t-i-1. tj) é comparado permanentemente para cada momento tj e até ao fim da duração de têmpera relativa de t^ com o valor WRGref(tj_i, tj) do ciclo de referência e sempre em relação ao momento ciclicamente igual, segundo (2‘): WD(tj) = WRGrea|(tj_i, tj) - WRGreKth-l > tj) <2’) A diferença de ambas as grandezas de valor indica uma diferença da entalpia dissipada da ferramenta neste intervalo de tempo (tj.-j, tj) e é utilizada segundo o processo para uma correcção da duração de têmpera relativa de t<j pelo tempo de correcção ίς0ΓΓ(^) no ciclo em curso.
Assim, para os resultados de (2’) vale a seguinte diferença de casos:
25 WD(tj) > 0: na comparação em relação ao intervalo de tempo ciclicamente igual do ciclo de referência, a entalpia da ferramenta no ciclo real é maior, a duração da têmpera precisa ser prolongada pelo valor t^^t;). WD(tj) < 0: na comparação em relação ao intervalo de tempo ciclicamente igual do ciclo de referência, a entalpia da ferramenta no ciclo real é menor, a duração da têmpera precisa ser encurtada pelo valor WD(tj) = 0: não é necessária uma conrecção da duração de têmpera
Para o cálculo do valor de tcorr(tj) parte-se das seguintes considerações:
Sem limitação da totalidade dos dados do caso WD(tj) > 0. O tempo tcorrttj) necessário para a dissipação do valor excedente proporcional à quantidade de calor, calculado segundo (2'), é adicionado no momento tj à duração de têmpera predeterminada tp
Vale td - td + tcorr(t'). em que t^ pode ser deduzido da seguinte relação: WD(tj) - WGRref(td. td+ tcorr)’ com isso vale
\_/L CÂ-\, 26 WRGrea|(tj-l.tj)-WRGref(tj_i, tj) - WRGref(t<j, +tcorr) e tj tj td+tten- / (Trflck(t) “TVor(t))istdt- / (Trúck(t)"Tv0r(t))refdt — / (Trúck(t) - TVOr(t))refdt tM tj-1 trf
Depois de substituir os valores de tempo e sob a premissa de que o comprimento do intervalo de tempo tende para zero e assim os valores T(tj_-j) tendem para os valores T(tj), resulta O" ruck(ti)'T vor(^i))rea*(^i'^i-1 )'("*" ruck(^i)‘Tvor^i))ref*(^i-l) -O" vor(*d))ref* (^d+^corr^d) ((T ruckOi)·^ voKWrearíT ruck^i)'"*"vor(ti))ref*^i'^i-1 )=(T(td)-TvoKtd))ref*(^orr) e assim é ((Tmck(ti)-TvoKty)reai"0"ruck(ti)' Tvor(tj))ref* Ctj-tj-l) tcorr ~ (T(td)-Tvor(tc|))ref em que significam: tj um momento isolado para a medição da temperatura de retomo,
TruckW a temperatura no retomo do meio
Tvor(t) a temperatura anterior do meio ()real termo que se relaciona sempre com o ciclo actual (.)ref termo que se relaciona com o ciclo de referência e 27
27 *D a duração de têmpera no ciclo.
Para aplicações que, por situações externas, por exemplo, um dimensionamento desfavorável da técnica de têmpera da ferramenta, mostram uma inércia excessiva na transmissão de calor da massa fundida ao meio de têmpera, é introduzido em (3’) um factor K entre 0,5 e 1,5 que, uma vez que seja necessário, actua de maneira amortecedora sobre o tempo de correcção calculado
Assim resulta: (("'”njck^i)‘Tvor(ti))reai"(Truck(ti)'"*"vor^i))ref*(^i^i-l) tconr^* -------------------------------------------------------------------------------- (3') (T(td)-TvoKtd))ref
Para o caso WD(tj)>0 resulta analogamente a mesma dedução para tco^tj), em que o tempo de correção tcorr{tj) recebe sinal negativo. O processo de têmpera propriamente dito é separado em duas fases, uma fase inicial e uma fase operacional, cada uma com condições de temperatura diferentes, sendo a fase inicial finalizada após a selecção do ciclo de referência.
Os impulsos de têmpera são iniciados sempre no momento Z-\, no momento do processo de injecção e, respectivamente, do processo de plastificação, o respecti-vo início da rotação do parafuso sem fim para, durante a maior diferença de temperatura entre a massa fundida injectada, respectivamente, massa plastificada e o canal de têmpera, provocar a necessária dissipação de calor. 28
Assim, a duração do impulso durante a fase inicial é determinada pelo modo inicial enquanto ela na fase estacionária é predeterminada como temperatura de têmpera relativa e, no resultado do processo de correcção acima descrito, é adaptada sempre às exigências do processo de fabrico. O mais tardar, com o momento Z2 é finalizada qualquer têmpera possível no ciclo. Já antes do primeiro ciclo de máquina, o processo inventivo permite que possa ser ligado um aquecimento adicional que, nos circuitos de têmpera relevantes para o estado operacional térmico, respectivamente nas zonas do cilindro, importantes para o estado operacional térmico da massa a ser plastificada minimiza a duração do aquecimento ao nível térmico almejado.
Utilizando 0 aquecimento adicional, este é desligado após o aumento predeterminado da temperatura de retomo após um impulso de temperatura de duração fixada.
Na fase inicial efectua-se no primeiro ciclo, começando no momento Z-| uma têmpera inicial com um impulso de têmpera tjnit de duração fixada, para se obter uma primeira purga total do respectivo circuito de têmpera.
Nos ciclos sequenciais, a duração predeterminada relativa de t<j é subdividida em dependência do nível térmico desejado na ferramenta em impulsos iniciais cuja duração é determinada partindo de tçj. 29 *d td-anf = J * — m em que j vai de 1 a m, e favoravelmente, m = 5 para um nível térmico desejado relativamente baixo e m = 10 para um nível térmico desejado relativamente alto.
Se o valor da duração de têmpera relativa for atingido, é calculado para este ciclo, pela primeira vez, o integral descrito WRG(Z-| ,¾) sobre o decurso de temperatura. O ciclo sequencial é caracterizado como ciclo de referência, e efectua-se a uma têmpera de duração predeterminada relativa e novamente um cálculo do integral descrito de temperatura.
Se a diferença dos dois integrais for menor do que um valor predeterminado Wq, então o ciclo efectuado em último será caracterizado como ciclo de referência, o decurso temporal de temperatura no precursor do meio e no retomo do meio é fixado de maneira adequada e a fase inicial é tida como finalizada.
Para Wq é predeterminado um valor entre 1 e 20%, preferivelmente 10%, do integral WRG(Z-j .tp), calculado como referência.
Se a diferença dos dois integrais for maior do que este valor Wq predeterminado, efectua-se novamente uma têmpera de duração predeterminada relativa e uma comparação com o valor calculado WRG(Z-| ,¾) do ciclo precursor.
Esta sequência de têmpera e de comparação de integrais é seguida para cada ciclo subsequente até a passagem para baixo do valor predeterminado Wq e, com isso ligado, da caracterização do ciclo actual. como ciclo de referência e término da fase inicial. O ciclo de referência é o ciclo sequencial após alcançado o equilíbrio térmico da unidade a ser temperada, como, por exemplo, o cilindro ou a ferramenta.
Como descrito detalhadamente, este estado de equilíbrio é alcançado pelas etapas do processo da fase inicial.
Contudo, pode pensar-se também que o estado de equilíbrio térmico pode ser alcançado de maneira diferente.
Quanto aos sinais de comando do decurso de máquina que são utilizados para os sinais Z«i e Z2, existem para a têmpera da ferramenta as seguintes possibilidades.
Como momento Z-| é seleccionado o início do tempo de pós pressão e como momento Z2 é seleccionado o fim do movimento de abertura da ferramenta ou como momento Z-\ 0 início do processo de injecção e como Z2 0 fim do movimento de abertura da ferramenta ou 0 momento Z-j e o momento Z2 são fixados pelos mesmos sinais do comando do decurso da máquina, em que neste caso Z2 é idêntico ao sinal Z-| do ciclo sequencial.
Este último caso é aplicado, de preferência, quando se deseja um estado de temperatura relativamente baixo da ferramenta. 31
Na têmpera do cilindro, fixa-se como momento Z-j, por exemplo, o início da plas-tificação, para o momento Z2 são dadas as mesmas variantes como na têmpera da ferramenta.
Pelo processo de têmpera inventivo se aumenta substancialmente a estabilidade do processo por ocasião da moldagem por injecção. A quota de refugo pode ser reduzida em cerca de 30% em comparação com o método de têmpera convencional.
Diminuições dos tempos de ciclo de cerca de 5% levam a um aumento notável de produção.
Aparelhos de têmpera externos com aquecimentos e bombas de circulação apenas são necessários se se pretenderem temperaturas altas do meio de têmpera.
Em consequência disso, reduz-se 0 consumo de energia específico do processo de moldagem por injecção em cerca de 10%.
Pela têmpera, partindo da medição da temperatura anterior e do retomo, ainda se apresenta a vantagem adicional de que pode deixar de existir uma instalação de sensores térmicos na parede do cilindro e, respectivamente, da ferramenta de moldagem por injecção.
Especialmente com ferramentas complicadas de moldagem por injecção, a colocação dos furos para os sensores térmicos é ligada a um dispêndio considerável de
custos.
Outra vantagem consiste, por exemplo, também em que com máquinas de moldagem por injecção se pode realizar a têmpera tanto do cilindro como da ferramenta de moldagem por injecção segundo o processo inventivo.
Ambos as fases de processo, assim, podem ser ligadas em um aparelho comum de controle pelo que o dispêndio em termos de aparelhos técnicos se reduz substancialmente. A invenção será explicada, a seguir, em pormenor.
Os desenhos mostram: FIG 1 representa um diagrama funcional para a têmpera de uma ferramenta de moldagem por injecção com medição da temperatura de retomo e FIG 2 um diagrama funcional para a têmpera de um cilindro de uma prensa de injecção com medição da temperatura de retomo.
No diagrama funcional, segundo a FIG 1, é representada uma máquina de moldagem por injecção (1) com uma ferramenta de moldagem por injecção (2). A têmpera da ferramenta de moldagem por injecção (2) realiza-se através de circuitos de meios de têmpera K-| a Kn, em que a passagem do meio de têmpera para cada circuito do meio de têmpera pode ser interrompida ou recomeçada por meio de válvulas magnéticas. 33
No diagrama funcional, segundo a FIG 2, é representada uma máquina de moldagem por injecção (1) incluindo um cilindro de plastificação (2'). A têmpera do cilindro de plastificação (2') realiza-se através dos circuitos do meio de têmpera K-| a Kn, em que a passagem do meio de têmpera para cada circuito de meio de têmpera pode ser interrompida ou restabelecida por meio de válvulas magnéticas. O estado operacional térmico das zonas de cilindro, que podem ser alojadas nos circuitos de têmpera K-j a Kn, pode ser elevado pelos circuitos de aquecimento H-| a Hn a um nível de temperatura predeterminado; utilizando exclusivamente o calor perdido de plastificação pode dispensar-se o aquecimento adicional. O aparelho de comando (3) que trabalha segundo a invenção para a têmpera da ferramenta e, respectivamente, do cilindro de plastificação consiste em blocos funcionais da fase de adaptação, transformador digital análogo (ADU), computador (CPU), unidade de entrada, unidade de saída e vários interfaces. A fixação funcional dos vários blocos funcionais neste aparelho e, com isso, no sistema do processo de moldagem por injecção e, respectivamente de plastificação, medição de temperatura e adaptação da corrente do meio de têmpera é a seguinte:
Por cada circuito de têmpera Kj (i=1,...n) da ferramenta de moldagem por injecção e, respectivamente do cilindro de plastificação é instalado no retorno do meio de têmpera, na proximidade da ferramenta, respectivamente do cilindro, um sensor 34 térmico ThRj (i=1,...n) que é ligado de forma flexível à fase de adaptação do aparelho de comando; adicionalmente é colocado um sensor térmico ThV antes do meio de têmpera.
Pela fase de adaptação, os sinais térmicos ligados são adaptados, em correspondência a materiais dos sensores e de transmissão escolhidos, ao transformador digital analógico (ADU).
Este transmite os sinais térmicos recebidos como sinais eléctricos a um computador (CPU) no qual estes são processados.
Assim, o software instalado no CPU, partindo do integral sobre o decurso de temperatura num ciclo de referência escolhido, do decurso de temperatura medido em ciclos síncronos em cada ciclo sequencial e do integral de comparação calculado sobre esse, determina a duração de passagem do meio de têmpera em cada circuito de têmpera. O início e o fim da passagem do meio de têmpera fixam o CPU pela emissão de sinais de comando à válvula magnética de cada circuito de têmpera. A gravação dos valores de medição, dos resultados de cálculo e dos circuitos de têmpera é garantida.
Ligadas também ao CPU estão uma unidade de entrada para a entrada de valores de regulação e uma unidade de saída para manobra do operador. 35 ίΛΛ/'-
Os sinais Ζ·\ e Z2 introduzidos no CPU para controle de accionamento da máquina de moldagem por injecção fornecem as referências para o processo de moldagem por injecção.
Os diagramas funcionais para as variantes da medição de têmpera na ferramenta de moldagem por injecção e, respectivamente, na parede do cilindro da máquina de moldagem por injecção apresentam, em princípio, a mesma construção, apenas com a diferença de que os elementos térmicos não estão dispostos no retomo do meio de têmpera mas na parede de cilindro e, respectivamente, na ferramenta de moldagem por injecção. O local de medição deve, se possível, estar colocado na região do centro geométrico entre 0 contorno da forma e 0 canal de refrigeração e, respectivamente, na superfície de refrigeração e na região do centro entre a entrada do meio de têmpera e da saída do meio de têmpera. A seguir, são indicados alguns exemplos para o processo inventivo.
Os exemplos 1 a 3 referem-se à variante para a medição da temperatura de retorno do meio de têmpera e os exemplos 4 a 6 à variante para a medição da temperatura da ferramenta e, respectivamente, da temperatura da parede do cilindro. EXEMPLO 1:
Numa máquina de moldagem por injecção do tipo Krauss Maffei 150-620 B é produzida uma peça de automóvel de arejamento de motor em poliamida 6,6. 36
Os parâmetros técnicos do processo são os seguintes: - Projecto da ferramenta: duplo - Massa de uma carga (2 peças moldadas + peça de entrada): 204 g - Massa da ferramenta: 850 kg - Pressão de injecção: 920 bar - Tempo de injecção: 1,8 s
- Força de fecho: 1300 kN - Pressão posterior 750 bar - Tempo da pressão posterior 5,5 s
- Temperatura anterior: 37° C - Tempo do ciclo: 33 s A ferramenta de moldagem por injecção é equipada com quatro circuitos de têmpera; sensores de temperatura no retomo de cada um dos circuitos de têmpera e um sensor no precursor do meio de têmpera são acoplados com a unidade de comando.
Como momento Z-| é seleccionado "início pós pressão", como Z2 0 "fim do movimento de abertura da ferramenta". A duração entre Z-| e Z2 é de cerca de 22 s.
Como duração de têmpera relativa de tp são preestabelecidos para os circuitos de têmpera 1 e 2 (lado do injector) 50%,por exemplo, 11 s, e para os circuitos de têmpera 3 e 4 (lado de operação) 40%,por exemplo, 13,2 s. 37
As temperaturas de retorno do meios dos respectivos circuitos de têmpera são medidas imediatamente na saída da ferramenta.
As medições de temperatura no retorno e antes realizam-se continuamente sobre toda a duração do ciclo.
No exemplo do circuito de têmpera (1) explica-se o modo de trabalho do processo. A fase inicial realiza-se no primeiro ciclo, iniciando-se no momento Z-|, um impulso inicial tjnj{ de duração fixada para obter uma primeira purga total do respectivo circuito de têmpera. A duração do impulso inicial tjnj{ é fixada empiricamente de valores empíricos existentes, em que, para este exemplo, 5 segundos são considerados como suficientes.
Para os ciclos seguintes m é detectado em cada caso um impulso inicial como segue: td td-anf" J* m
Este cálculo realiza-se em função do circuito de refrigeração, em que m é seleccio-nado = 5.
Para o circuito (1) resultam para os ciclos 2 a 6 os seguintes impulsos de têmpera: 38 £λ_λ* 2,2 s, 4,4 s, 6,6 s, 8,8 s, 11 s.
Se o valor predeterminado da duração de têmpera relativa, portanto 50% e, res-pectivamente, 11 s for alcançado, para este ciclo é calculado pela primeira vez o integral descrito WRG(Zi,tQ) sobre o decurso de temperatura, WRG(Z-j, t<j)= 27.5. O ciclo sequencial caracterizado como ciclo de referência, efectua novamente uma têmpera dos 11 s predeterminados e novamente um cálculo do integral descrito de temperatura, WRG(Z-|, ίφ= 28,3. A diferença dos dois integrais (0,8) é menor do que um valor predeterminado Wq (2,75) e isto significa que o ciclo realizado em último é reconhecido como ciclo de referência, o decurso temporal de temperatura anterior de meio e do retorno de meio é armazenado e a fase inicial considera-se como finalizada.
Em todos os ciclos sequenciais, no momento Z-| de cada ciclo é iniciado o impulso de têmpera de duração t^» em que t^ (11 s) é corrigido aplicando-se o processo de correcção no curso de cada ciclo e por ocasião de divergências ocorrentes do decurso de temperatura em relação ao decurso de temperatura do mencionado ciclo de referência.
Para tanto, cada ciclo sequencial, iniciando-se no momento Ζ·\ até o fim da duração da têmpera relativa de t^ subdividido em mínimos intervalos de tempo (tj_i, t,) de duração de 0,05 s, sendo medida em cada momento tj a temperatura de retomo do meio e calculado o valor WRGrea|(tj_-|, tj) segundo a seguinte fórmula de cálculo:
WRGist(t,-i,ti) = / (WQ-T^dt ti-1 WRGrea|(tj.-i, tj) é comparado para cada momento tj e até ao fim da duração de têmpera relativa de t^ com o valor WRGref(tj_-|, tj) do ciclo de referência e sempre em relação ao momento ciclicamente igual, segundo (2). A diferença WD(tj) de ambas as grandezas de valor é utilizada segundo o processo para uma correcção da duração de têmpera t^ relativa ao tempo de correcção tcorr^i) n0 c'c·0 corrente. WD(tj) = WRGrea|(tj_i, tj) - WRGref(tM, tj) k* (0"mck(ti)"TvoKti)rear0"ruck(ti)‘Tvor(ti))ref)*0i"ti-1) tcorr- (T (t(j)-T voKkl))ref em que k = 1.
Dos resultados de medição e de cálculo são indicados, por exemplo, os valores Truck^i)- Tvor(tO. WRGreal(tj-1 ,tj), WQ(tj),tcorr(tj) e t^ para o 50°, 80°, 120° e 200°, ponto de medição do 20° ciclo do circuito de têmpera 1 na seguinte tabela.
Momento T > retomo ΤνθΓσ anterior^ WRGreal WD tcorr td tj(°C) tj (°C) ti tj tj(s) tj (s) 50 41,6 37,0 0,24 -0.01 -0,04 10,1 80 40,8 37,1 0,185 -0,02 -0,04 9,4 120 39,7 37,0 0,135 0,005 0,01 9,7 220 38,1 37,0 0,06 0,01 0,02 10,6
Todos os circuitos de têmpera são alimentados com água industrial da rede fechada de água de refrigeração da fábrica, a qual antes apresenta uma temperatura de 37°C. A utilização de um aparelho de têmpera não é necessária.
Segundo o modo de realização da presente invenção, as peças moldadas acima mencionadas foram produzidas em funcionamento contínuo com qualidade cor-recta num tempo de ciclo de 33 s. A quota de refugo verificada foi de 2,6 % e o consumo de energia situou-se em 0,59 kWh/kg. EXEMPLO 2:
Numa uma máquina de moldagem por injecção do tipo "Krauss Maffei" 250-1200 B
41 é produzida uma peça de automóvel de cobertura de polipropileno enchido com 40% de talco.
Os parâmetros técnicos do processo são os seguintes: - Projecto da ferramenta: simples - Massa de uma carga (2 peças moldadas+peça de entrada): 210 g - Massa da ferramenta: 770 kg - Pressão de injecção: 800 bar - Tempo de injecção: 2,0 s
- Força de fecho: 2000 kN - Pressão posterior: 700 bar - Tempo da pressão posterior 3,5 s
- T emperatura anterior: 14°C - Tempo do ciclo: 26,5 s A ferramenta de moldagem por injecção é equipada com quatro circuitos de têmpera, sensores de temperatura no retomo de cada um dos circuitos de têmpera e um sensor antes do meio de têmpera são acoplados a uma unidade de comando.
Como momento é seleccionado "início pós pressão", como Z2 0 "fim do movimento de abertura da ferramenta". A duração entre Z-| e Z2 é de cerca de 19 s.
Como duração de têmpera relativa de t,j são preestabelecidos para os circuitos de têmpera 1 e 2 (Lado do injector) 70%, por exemplo, 5,7 s, e para os circuitos de 42 têmpera 3 e 4 (lado de operação) 65%, por exemplo, 6,6 s.
As temperaturas de retomo do meio dos respectivos circuitos de têmpera são medidas imediatamente na saída da ferramenta.
As medições de temperatura no retomo e anterior realizam-se continuamente durante toda a duração do ciclo. O decurso de processo é análogo ao do exemplo 1, para o cálculo da duração dos impulsos iniciais m é posto = 5 e a fase inicial é finalizada após 7 ciclos com a se-lecção do ciclo de referência.
Os impulsos de têmpera calculados nos ciclos sequenciais alcançam, sob influências perturbadoras ocorrentes na prática sobre o estado operacional térmico da ferramenta, uma duração entre 4,2 s e 7,5 s para os circuitos 1 e 2 e 5,4 s e 8,0 s para os circuitos 3 e 4.
Todos os circuitos de têmpera são alimentados com água industrial da rede fechada de água de refrigeração da fábrica, a qual antes apresenta uma temperatura de 14°C. A utilização de um aparelho de têmpera não é necessária.
Segundo o modo de realização da presente invenção, as peças moldadas acima mencionadas foram produzidas em funcionamento contínuo com qualidade cor-recta ao longo de um dia de produção em operação de três turnos, em consequên- 43 cia do estado operacional térmico, com estabilidade processual optimizada, com um tempo de ciclo de 26,5 s. A quota de refugo detectada foi de cerca de 0,85% e o consumo específico de energia situou-se em 0,55 kWh/kg. EXEMPLO 3
Produção de uma peça moldada "amortecedor de atenuação" com uma mistura de borracha com base em cauchu SBR/NR no processo de moldagem por injecção.
Os parâmetros técnicos do processo são os seguintes: Máquina de moldagem por injecção:
- força de fecho: 850 kN - diâmetro do pistão da engrenagem sem fim: 45 mm - número de rotação do parafuso sem fim: 90 rpm - pressão dinâmica em percentagem: 35 % - tempo de ciclo: 45 s
Molde de injecção: - forma inteiramente automática - aquecida electricamente
Peça moldada: 44 - aberta, directamente injectada através do sistema de fundição - número de gavetas: 24 - peso de carga (incluindo a peça de entrada) 0,064 kg O cilindro de plastificação é equipado com três circuitos de têmpera que são ligados através de sensores térmicos no retomo do meio e um sensor térmico anterior do meio com a unidade de comando. O circuito (1) (entrada de massa) e circuito (3) (região do bocal) são equipados com aquecimentos adicionais.
Como momento Z-| é seleccionado o "início de plastificação", como Z2 o "fim do movimento de abertura da ferramenta". A duração entre Z-j e Z2 importa em 37 s.
Como duração de têmpera relativa de t^ são fixados para o circuito de têmperas (zona de entrada) 90 % (3,7 s), quer dizer que deve ser mantido um nível relativamente elevado do calor de fricção, para os circuitos de têmpera 2 (início zona de expulsão) e 3 são prefixados 80 % (7,4 s).
Para o estado operacional térmico do cilindro de plastificação, esta prefixação significa uma entalpia crescente por sobre 0 cilindro em direcção à zona de expulsão, entalpia esta que resulta do calor de fricção crescente relativamente forte neste sentido. 45
As temperaturas de retomo do meio dos respectivos circuitos de têmpera são medidas imediatamente na saída do cilindro.
As medições de temperatura no retomo e antes realizam-se continuamente sobre toda a duração de ciclo.
Na fase inicial, já após alguns minutos, se alcançou um tal nível de estado operacional térmico que os aquecimentos puderam ser desligados. A fase inicial é finalizada após 12 ciclos, em que 3 ciclos serviram para a determinação do ciclo de referência.
As temperaturas calculadas nos impulsos sequenciais alcançaram, sob influências perturbadoras ocorrentes na prática sobre o estado operacional térmico do cilindro de plastificação, uma duração entre 2,0 s e 5,5 s para o circuito 1 e entre 5,4 s e 8,6 s para os circuitos 2 e 3.
Todos os circuitos de têmpera são alimentados com água industrial da rede fechada de água de refrigeração da fábrica, a qual antes apresenta uma temperatura de 14°C. A utilização de um aparelho de têmpera não é necessária.
Segundo o modo processual inventivo, as peças moldadas acima mencionadas foram produzidas em funcionamento contínuo com qualidade correcta sob os seguintes parâmetros: 46 46 45 s 2,9 % 0,60 kWh/kg 22 min - Tempo do ciclo: - Quota de refugo: - Consumo de energia específico: - Dispêndio suplementar para trabalhos de ajuste por turno: EXEMPLO 4
Numa máquina de moldagem por injecção do tipo "Krauss Maffei" 150-620 B é produzida uma peça de automóvel de arejamento do motor em poliamida 6.6.
Os parâmetros técnicos do processo são os seguintes:
- projecto da ferramenta: duplo - massa de uma carga (2 peças incluindop peça de entrada): 204 g - Peso da ferramenta: 850 kg - pressão de injecção: 920 bar - tempo de injecção: 1,8 s - força de fecho: 1300 kN - Pressão posterior: 750 bar - tempo da pós pressão: 5,5 s - temperatura anterior: 37° C - tempo do ciclo: 33 s 47 A ferramenta de moldagem por injecção é equipada com quatro circuitos de têmpera que são acoplados através dos sensores térmicos à unidade de comando.
Como temperatura teórica da ferramenta Tteor são prefixados para os circuitos de têmpera 1 e 2 (lado do bocal) 65° C e para os circuitos de têmpera 3 e 4 (lado de trabalho) 55° C.
As temperaturas de ferramenta na região dos circuitos de têmpera foram medidas no meio geométrico entre o canal de têmpera e do contorno de forma e no meio eventual entre a entrada e a saída do meio de têmpera do respectivo circuito.
No exemplo do circuito de têmpera 1 será descrita a maneira da colocação do furo para a instalação do sensor térmico.
No meio entre a entrada do meio da têmpera e a saída do meio de têmpera, o furo é colocado entre dois canais de têmpera, que correm paralelos entre si e em relação ao contorno da ferramenta, no meio geométrico entre ambos os canais e verticalmente ao contorno da ferramenta. O furo termina na metade da distância entre o canal de têmpera e o contorno da ferramenta em frente ao contorno da ferramenta.
As dimensões concretas para o circuito de têmpera (1) são as seguintes: - Distância entre os centros dos dois canais de têmpera: 40 mm - Distância entre o centro do canal de têmpera e o contorno: 40 mm 48 - Distância entre o fundo do furo e o contorno: 20 mm.
Os furos necessários para a medição de temperatura para os circuitos Kq, K3 e K4 foram colocados analogamente aos do circuito (1).
As medições realizam-se continuamente em toda a duração de ciclo.
Como reacção aos valores medidos são iniciados impulsos de meio de têmpera de duração temporal limitada no correspondente circuito de refrigeração.
No primeiro ciclo da fase inicial realiza-se, iniciando-se no momento Z-| ("início pós pressão"), um impulso de têmpera tjnjt de duração fixada para se obter uma primeira purga total do respectivo circuito de têmpera. A duração do impulso inicial tjnjf é fixada empiricamente de valores empíricos existentes, em que, para este exemplo, 5 segundos são considerados como suficientes.
No ciclo sequencial, ao alcançar uma distância definida da temperatura média das ferramentas às temperaturas teóricas predeterminadas de 3 K nos respectivos circuitos de têmpera no momento Z-| ("início pós pressão”), efectua-se a iniciação de um impulso de têmpera tann durante uma duração de 0,3 segundos.
Este impulso de têmpera de 0,3 segundos é iniciado em todos os ciclos seguidos até a primeira ultrapassagem da temperatura teórica predeterminada. 49
Ao alcançar e, respectivamente, ao ultrapassar a temperatura teórica, inicia-se a procura do equilíbrio térmico na ferramenta.
Isto quer dizer que nos ciclos n (n=5), após o primeiro alcance ou ultrapassagem da temperatura teórica predeterminada, se inicia no momento Z-| um impulso de têmpera Tf= que, como valor médio, é calculado da duração total de refrigeração dos cinco ciclos precedentes e é avaliado em um factor K-|, segundo a fórmula K10 n te= * Σ (tEi+tvi) n i=1 com n=5, em que para K1(j) vale: K1(j) = ag + ai*j paraj<6 K-| (j) = 1 para j > 5
Considerando a inércia térmica dos processos de transmissão de calor no início da fase operacional estacionária e dos "processos de sobre oscilações" na regulação de temperatura daí frequentemente resultantes, foram seleccionados para as constantes a0 e a-j os seguintes valores: a0 = 0,25; a-] =0,15;
Para K1(j) resulta uma fase monotonamente crescente em função de j que garante que apenas o impulso calculado após o 5° ciclo, após a ultrapassagem da temperatura teórica, tem a duração necessária tQ para a manutenção da temperatura teórica predeterminada. 50 A duração tpéa mesma para o valor tg calculado para o 6o ciclo segundo (5), para o exemplo tp é = 12,7 s. A têmpera no resultado da comparação de temperatura teórico/real de agora em adiante é suspensa.
Para este ciclo, no exemplo 6, após a ultrapassagem da temperatura teórica, calcula-se pela primeira vez o integral descrito WRG(Zi ,to) sobre o decurso de temperatura, WRG(Z-|,tD)=820,9.
No ciclo sequencial efectua-se novamente uma têmpera de duração calculada t[) e novamente um cálculo do integral de temperatura descrito, WRG(Z-) ,t0)=826,7. A diferença dos dois integrais (5,8) é menor do que um valor predeterminado Wq (Wq=16,4) e isto significa que o ciclo realizado como último é caracterizado como ciclo de referência, o decurso de temperatura temporal medido na ferramenta e, respectivamente, no cilindro é armazenado e a fase inicial é tida como finalizada.
Em todos os ciclos iniciais, no momento Z-| de cada ciclo é iniciado o impulso de têmpera de duração tQ, em que tp (12,7 s) é corrigido aplicando o processo de correcção no decurso de cada ciclo e por ocasião de divergências eventuais do decurso de temperatura do mencionado ciclo de referência.
Para este fim, cada ciclo sequencial, iniciando-se no momento Z-j é subdividido em mínimos intervalos de tempo (tj.-j, tj) de duração de 0,05 s até o final da temperatura de duração tD, sendo medida em cada momento tj a temperatura de ferramenta 51 e sendo calculado o valor WRGrea|(tj_i, tj) segundo (1). WRGist(tj.i,tj) / = T(t)dt ti WRGrea|(tj_'|, tj) é comparado permanentemente para cada momento tj e até ao fim da duração de têmpera relativa de tp com o valor WRGref(tj.-|, tj) do ciclo de referência e sempre em relação ao momento ciclicamente igual segundo (2). A diferença de ambas as grandezas de valor é utilizada segundo o processo para uma correcção da duração de têmpera tp pelo tempo de correção tcorr(tj) no ciclo em curso. WD(tj) = WRGrea|(tj-1. tj) - WRGref(tj--|, tj) tcorr(ti) = k*(T(ti)real-T(ti)ref)*(ti-ti-l) com k=1.
Dos resultados de medição e de cálculo são indicados, por exemplo, os valores T(tj)real· WRGrea|(ti-1.tj)WD(ti), Wtj) e tD para o 1o, 50°, 80°, 120° e 200° ponto de medição do 20° ciclo do circuito de têmpera (1).
Momento Treal Tref WRGref tcorr i em tj(°C) em tj emtj em tj(s) após tj(s) 1 64,8 64,8 3,25 0,00 12,7 50 65,8 66,3 3,30 -0,025 12,1 80 66,7 66,7 3,34 0,00 11,8 120 66,0 66,2 3,30 -0,01 11,6 200 65,4 65,2 3,25 0,01 12,0
Como se depreende do exemplo, o impulso de têmpera de 12,7 s induzido no ciclo de referência, o qual foi necessário para manter a temperatura teórica predeterminada, é corrigido no curso do 20° ciclo de 12,7 através de 12,1, 11,8, 11,6 até a 12,0 s.
Todos os circuitos de têmpera são alimentados com água industrial da rede fechada de água de refrigeração da fábrica a qual antes apresenta uma temperatura de 37°C. A utilização de um aparelho de têmpera não é necessária.
Segundo o modo processual inventivo, as peças moldadas acima mencionadas foram produzidas em funcionamento contínuo com qualidade correcta num tempo de ciclo de 33 segundos. A quota de refugo detectada foi de cerca de 2,6% e o consumo de energia específico foi de cerca de 0,59 kWh/kg. EXEMPLO 5:
Numa máquina de moldagem por injecção do tipo "Krauss Maffei" 250-1200 B é produzida uma peça de automóvel de cobertura de polipropileno enchido com 40% de talco. 53
Os parâmetros técnicos do processo são os seguintes: - projecto da ferramenta: simples - peso de uma carga (2 peças moldadas + peça de entrada): 210 g - peso da ferramenta: 770 kg - pressão de injecção: 800 bar - tempo de injecção: 2,0 s
- força de fecho: 2000 kN - pressão posterior: 700 bar - tempo do pós pressão: 3,5 s
- temperatura do precursor: 14°C - tempo do ciclo: 26,5 s A ferramenta de moldagem por injecção é equipada com quatro circuitos de têmpera, sensores de temperatura situados, segundo o processo, na ferramenta na região de cada um dos circuitos de têmpera e são acoplados à unidade de comando.
Como momento é seleccionado "início pós pressão", como Z2 0 "fim do movimento de abertura da ferramenta". A duração entre Z<\ e Z2 é de cerca de 19 s.
As temperaturas teóricas são preestabelecidos para os circuitos de têmpera 1 e 2 (lado do injector) 55°C, e para os circuitos de têmpera 3 e 4 (lado de operação) 45°C. 54 O decurso de processo é análogo ao do exemplo 1, a fase inicial é finalizada após 8 ciclos.
Os impulsos de têmpera calculados nos ciclos sequenciais alcançam, sob influências perturbadoras ocorrentes na prática sobre o estado operacional térmico da ferramenta, uma duração entre 4,2 s e 7,5 s para os circuitos 1 e 2 e 5,4 s e 8,0 s para os circuitos 3 e 4.
Todos os circuitos de têmpera são alimentados com água industrial da rede fechada de água de refrigeração da fábrica, a qual antes apresenta uma temperatura de 14°C. A utilização de um aparelho de têmpera não é necessária.
Segundo o modo de realização da presente invenção, as peças moldadas acima mencionadas foram produzidas em funcionamento contínuo com qualidade cor-recta ao longo de um dia de produção em operação de três turnos, em consequência do estado operacional térmico, com estabilidade processual optimizada, num tempo de ciclo de 26,5 s. A quota de refugo detectada foi de 0,85% e o consumo de energia específico situou-se em 0,55 kWh/kg. EXEMPLO 6 55
Fabrico da peça moldada "amortecedor de atenuação" de uma mistura de borracha com base em cauchu SBR/NR por injecção de material duroplástico.
Os parâmetros técnicos do processo são os seguintes: Máquina de moldagem por injecção:
- força de fecho: 850 kN - diâmetro do êmbolo da engrenagem sem fim: 45 mm - número de rotação do parafuso sem fim: 90 rpm - pressão dinâmica em percentagem: 35 % - tempo de ciclo: 45 s
Molde de injecção: - forma inteiramente automática - aquecida electricamente Peça moldada: - aberta, directamente injectada através do sistema de fundição - número de gavetas: 24 - peso de carga (incluindo o jito) 0,064 kg O cilindro de plastificação é equipado com três circuitos de têmpera que, através de sensores térmicos situados na parede de cilindro, são ligados à unidade de comando. O circuito (1) (entrada de massa) e circuito (3) (região do bocal) são equipados com Λ £α-Λ> 56 aquecimento adicionais.
Como momento Zf é seleccionado o "início de plastificação", como Z2 o "fim do movimento de abertura da ferramenta". A duração entre Ζη e Z2 é de cerca de 37 s.
Como temperaturas teóricas de cilindro Tteor são circuito de têmpera (zona de entrada): 45" C circuito de têmpera 2 (zona de aquecimento e de compressão, início zona de expulsão): 52" C circuito de têmpera 3 (zona de expulsão e porta vento): 60" C
a temperatura de desligar é de cerca de Tteor - 2,0 K
As temperaturas de cilindro na região dos respectivos circuitos de têmpera são medidas no centro de gravidade de massa da parede de cilindro, quer dizer com um diâmetro interno existente de 45 mm e um diâmetro externo do cilindro de 90 mm, aproximadamente 15 mm da parede externa na direcção radial e do meio aproximado entre a entrada de têmpera e a saída de têmpera de cada circuito. A medição de temperatura se realiza continuamente sobre toda a duração de ciclo.
Na fase inicial, já depois de poucos minutos foi alcançada a temperatura de desligamento dos aquecimentos adicionais a partir da qual foram iniciados impulsos de
57 têmpera tann de 0,3 s nos respectivos momentos Z-| e dos vários ciclos para causar uma chegada amortecida de Ί\βΟΓ
Alcançada T^eor após o 5. ciclo da primeira ultrapassagem da temperatura teórica foi seleccionado o ciclo de referência e, com isso, a fase inicial foi finalizada.
Os impulsos de têmpera calculados nos ciclos sequenciais alcançam sob a influência de influências perturbadoras ocorrentes na prática sobre o estado operacional térmico do cilindro de plastificação, uma duração entre 2,0 s e 5,5 s para o circuito 1 e 5,4 s e 8,6 s para os circuitos 2 e 3.
Todos os circuitos de têmpera são alimentados com água industrial da rede fechada de água de refrigeração da fábrica, a qual no precursor apresenta uma temperatura de 14°C. A utilização de um aparelho de têmpera não é necessária.
Segundo o modo processual inventivo, as peças moldadas acima mencionadas foram produzidas em funcionamento contínuo com qualidade correcta sob os seguintes parâmetros: 45 s 2,9% 0,60 kWh/kg 22 min - tempo de ciclo: - quota de refugo: - consumo de energia específico: - dispêndio suplementar para trabalhos de ajuste por turno:
São fabricadas peças moldadas como nos exemplos 1 e 4 aplicando-se a têmpera convencional com as seguintes condições de têmpera: - método de têmpera: 2 aparelhos de têmpera auxiliares de 2 circuitos - meio de têmpera: água
- temperatura do meio de têmpera: 2 x 55° C, 2 x 60° C
No caso, o tempo necessário de ciclo foi de cerca de 37 segundos.
Em serviço contínuo foi alcançada uma quota de refugo de 3,1 % e o consumo específico de energia situou-se em 0,72 kWh/kg. EXEMPLO DE COMPARAÇÃO 2 São fabricadas peças moldadas como nos exemplos 2 e 5 aplicando-se a têmpera convencional com as seguintes condições de têmpera, em que a ferramenta é temperada por - método de têmpera: 2 aparelhos de têmpera auxiliares de 2 circuitos - meio de têmpera: água - temperatura do meio de
59 têmpera: 2 x 50*C (lado do bocal), 2 x 45° C (lado de carga).
No caso, o tempo necessário de ciclo foi de cerca de 29 segundos.
Em serviço contínuo foi alcançada uma quota de refugo de 2,6 % e o consumo específico de energia situou-se em 0,69 kWh/kg.
Pelo modo de realização da presente invenção consegue-se em comparação com a têmpera convencional uma estabilidade processual nitidamente melhor.
Além da economia em aparelhos de têmpera que, em cada um dos exemplos são dois, existe a vantagem essencial de uma redução do tempo de ciclo.
Segundo os exemplos, essa se situa aproximadamente em cerca de 10 %.
Com isso, se consegue um aumento considerável de produtividade.
Também a quota de refugo pôde ser reduzida consideravelmente.
Nos exemplos, as reduções obtidas da quota de refugo situam-se em 38 e, respec-tivamente, 67 %.
No total, com isso também resulta uma redução do consumo específico de energia a qual se situa entre 10 e 20 %. 60
EXEMPLO DE COMPARAÇÃO 3
Peças moldadas como nos exemplos 3 e 6 são fabricadas aplicando-se a têmpera convencional com as seguintes condições de têmpera, em que a ferramenta é temperada por - método de têmpera: um aparelho de têmpera auxiliar, têmpera contínua sobre todo o cilindro de plastifi cação - meio de têmpera: água
- temperatura do meio de têmpera: 75° C
Em funcionamento continuo foram sob os seguintes parâmetros: - tempo de ciclo: - quota de refugo: - consumo de energia específico: - dispêndio suplementar para trabalhos de ajuste por tumo: fabricadas as peças moldadas mencionadas 52 s 4,2 % 0,70 kWh/kg 37 min LISBOA, 22 de JUNHO de 2000
Claims (12)
1 REIVINDICAÇÕES 1 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção, especialmente para o processamento de polímeros que podem ser reticulados e de unidades de ferramenta de moldagem de materiais plásticos, com pelo menos um circuito de têmpera, em que a temperatura de retomo do meio de têmpera ou a temperatura do cilindro, ou da ferramenta é medida, e é alterada a circulação do meio de têmpera, em resultado de uma comparação de valor real/teórico, caracterizado por a) antes da medição da temperatura de retomo do meio de têmpera ser subdividida, em partes iguais, a possível duração da dissipação de calor no ciclo de cada unidade entre dois momentos Zi e Z2 e de a duração desejada da dissipação de calor ser predeterminada, antes da regulação, como duração de têmpera relativa e de, depois disso, serem medidas continua-mente as temperaturas de retomo e antes do meio de têmpera e de, após 0 alcance do equilíbrio térmico da respectiva unidade ser detectada e armazenada no ciclo sequencial, como valor teórico, uma grandeza de valor WRG, relevante à entalpia da unidade, como superfície sobre a diferença, medida em função de tempo, entre a temperatura de retomo e a temperatura anterior do meio de têmpera de um mencionado ciclo de referência para a duração de têmpera relativa predeterminada ou b) de ser medida continuamente a temperatura no cilindro, ou na 2 ferramenta no circuito de têmpera relacionado tanto com a massa fundida e, respectivamente com o pó moldável aquecido como com o local equivalentemente solicitado da têmpera e de, após o alcance do equilíbrio térmico da respectiva unidade ser detectada e armazenada no ciclo sequencial, como valor teórico, uma grandeza de valor WRG, relevante à entalpia da unidade, como superfície sobre a temperatura medida, a partir de um mencionado ciclo de referência, em função do tempo do momento Z-| até ao fim de uma duração de temperatura íq detectada a partir do término do modo de partida, e de, com referência a ambas as etapas de processo a) e b) em todos os ciclos seguintes, ser comparada a superfície detectada pelo decurso nas curvas do estado real momentâneo e a superfície detectada analogamente ao ciclo de referência com a superfície detectada no ciclo de referência e de a diferença de superfície detectada ser determinada, como medida para a divergência da entalpia do ciclo de referência, o valor de correcção para a duração do impulso de têmpera disparado no respectivo ciclo e de o impulso de têmpera detectado ser disparado no momento e, o mais tardar, no momento Z2 ser finalizada qualquer têmpera possível no ciclo, em que os sinais Z-\ e Z2 são predeterminados pelo comando do decurso da unidade de máquina.
2 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção de harmonia com a reivindicação 1, caracterizado por serem fixados para a têmpera de ferramentas de moldar para a moldagem por injecção, como momento Z-|, o início do tempo de pós pressão ou o início do processo de injecção e, como momento Z2, o término do movimento de abertura da ferramenta.
3- Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injec-ção de harmonia com a reivindicação 1, caracterizado por serem fixados para a têmpera do cilindro de máquinas de moldagem por injecção, como momento Z<|, o início de plastificação (início de rotação do parafuso sem fim) e, como momento Z2, o término do movimento de abertura da ferramenta.
4 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção de harmonia com a reivindicação 1, caracterizado por os momentos Z-j e Z2 serem fixados pelos mesmos sinais de comando do decurso da máquina, em que o momento Z2 é idêntico ao momento Z-| do ciclo sequencial.
5 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção de harmonia com uma das reivindicações 1,2 e 4, caracterizado por o local para a medição da temperatura se situar na região do meio geométrico entre o contorno da peça moldada (parede da ferramenta) e os canais de têmpera ou superfície de têmpera para a passagem do meio de têmpera e na região do centro entre a entrada do meio de têmpera e saída do meio de têmpera a uma distância suficientemente grande do contorno da peça moldada.
6 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção de harmonia com uma das reivindicações 1,3 e 4, caracterizado por 0 local de medição de temperatura se situar aproximadamente no meio geométrico entre a parede externa e interna do cilindro na região mediana entre a entrada e a 4 saída do meio de têmpera do correspondente circuito de têmpera.
7 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção de harmonia com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o estado de equilíbrio térmico na variante da medição da temperatura de retomo do meio de têmpera, durante a fase inicial, por ocasião do início do processo, se alcançar pelas seguintes etapas de processo: a) no primeiro ciclo do processo é iniciado no momento Z-j um impulso de têmpera tjnjf com uma duração fixada a fim de provocar uma primeira purga completa do circuito de têmpera, b) nos ciclos seguintes, a duração de têmpera tçj relativa é subdividida, em função do nível térmico desejado, num determinado número de impulsos iniciais de duração diferentes, por ciclo, segundo a seguinte relação tD-anf =' ------------- m com o significado de tçj a duração de têmpera relativa j um número de 1 a m, e m um número de valor de 5 a 10 para o nível térmico, em que 5 é um nível baixo e 10 é um nível alto, em que em cada ciclo é iniciado apenas um impulso inicial e de os impulsos iniciais detectados são iniciados tantas vezes até que o valor predeterminado t<j seja alcan- c) se o valor t<j for alcançado, para este ciclo será calculado e armazenado o integral WRG(Z·), t^) sobre o decurso de temperatura, d) no ciclo seguinte ao do ciclo no qual foi alcançado o valor t<j pela primeira vez, de maneira análoga à da etapa do processo c), é calculado o integral WRG(Zi ,tp) sobre o decurso de temperatura e é comparado com o valor calculado armazenado do integral do ciclo precedente; se a diferença for menor do que um valor Wq predeterminado, então este ciclo será fixado e armazenado como ciclo de referência; se a diferença for igual ou maior do que o valor WRG(Z-| ,¾) então o cálculo do integral com o valor do ciclo precedente será repetido nos ciclos seguintes até que se passe para baixo do valor Wq e até que se finalize assim o processo inicial.
8 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção de harmonia com uma das reivindicações 1 a 4 e 7, caracterizado por durante o funcionamento estacionário, se iniciar em todos os ciclos no momento Z-j do correspondente ciclo a têmpera com a duração de têmpera relativa de t<j, por em intervalos de tempo curtos subsequentes ser medida permanentemente a temperatura anterior e do retomo, e calculado o integral WRG(tj.-|, tj), e comparado com o integral do ciclo de referência sempre no momento ciclicamente igual e o resultado da diferença continuamente detectada ser corrigida a duração de têmpera t<j no ciclo em curso.
9 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injecção 6 de harmonia com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o estado de equilíbrio térmico, na variante da medição da temperatura no cilindro, respec-tivamente na ferramenta, ser alcançado durante a fase inicial, no início do processo, pelas seguintes etapas de processo: a) no primeiro de todos os ciclos, por ocasião do início do processo, é iniciado no momento Z-j um impulso inicial t(n(t com duração fixa a fim de se obter uma primeira purga completa do respectivo circuito de têmpera, b) ao alcançar uma distância definida da temperatura média medida em relação à temperatura teórica predeterminada, é iniciado no ciclo sequencial no momento Z<| um impulso de têmpera tjnj{ de pouca duração temporal, em que este impulso de duração igual é iniciado em todos os ciclos subsequentes até à primeira ultrapassagem da temperatura teórica predeterminada para garantir uma aproximação amortecida da temperatura da ferramenta e, respectivamente, do cilindro à temperatura teórica escolhida. c) ao alcançar e, respectivamente, ao ultrapassar a temperatura teórica predeterminada, a ferramenta e, respectivamente, o cilindro de plastificação por meio de um impulso de têmpera calculado anteriormente, actualizado em cada ciclo, e por uma fase de têmpera dependente do valor teórico/real actual de comparação, dentro de um número de n ciclos, é levado à proximidade do equilíbrio térmico, detectando, peia duração total dos impulsos de têmpera de um número predeterminado de ciclos imediatamente precedentes, a média aritmética da duração de têmpera por ciclo, avalian-do-a com um factor k1 que possibilita a compensação de perturbações térmicas na prática inevitavelmente ocorrentes sobre o estado de temperatura da unidade e utilizando-a como duração do impulso calculada t^ para a iniciação do meio de têmpera no ciclo sequencial no momento Z-\. 7 d) se o número predeterminado de n ciclos for alcançado após a primeira ultrapassagem da temperatura teórica predeterminada, no cicio sequencial, no momento Z-j é iniciado um impulso de têmpera de duração tp, em que tp é igual ao valor t^ calculado para este ciclo e o valor WRG(Z-) ,tp) é calculado e e) no ciclo, que segue ao cicio do primeiro cálculo do valor WRG(Zi,tp), é calculado o valor WRG(Z-j ,tp) para o ciclo actual e a diferença dos dois valores é comparada; se a diferença for menor do que um valor Wq predeterminado, o ciclo actual é fixado como ciclo de referência e o decurso temporal de temperatura é armazenado de maneira adequada e a fase inicial é tida como finalizada, em caso contrário, a fase inicial é continuada com parâmetros modificados n e K1 a partir da etapa de processo c) até passar para baixo do valor Wq predeterminado na etapa de processo e).
10 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injec-ção de harmonia com a reivindicação 9, caracterizado por durante a fase inicial, com a predeterminação de uma temperatura teórica que se situa abaixo da temperatura real, se efectuar em todos os ciclos seguintes Z-| e Z2 uma têmpera até que a temperatura real medida passe pela primeira vez para baixo da temperatura teórica predeterminada, em que, após passado para baixo da temperatura teórica, a fase inicial do impulso de têmpera tann no momento Z-j do ciclo subsequente à primeira passagem para baixo é continuada e é finalizada com a nova ultrapassagem da temperatura teórica e da escolha posterior do ciclo de referência.
8
11 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por in- jecção de harmonia com uma das reivindicações 1 a6e9a 10, caracteriza-do por durante o funcionamento estacionário ser iniciada, em todos os ciclos sequenciais no momento Z*\ do respectivo ciclo, a têmpera com a duração de impulso tp, em que em intervalos de tempo curtos subsequentes entre Z-| até ao fim da duração de têmpera é medida tp e calculado o integral WRGrea|(tj_ 1, tj), sendo comparada com o integral do ciclo de referência sempre no momento ciclicamente igual e sendo corrigido no resultado da diferença detecta-da a duração de têmpera tp no ciclo em curso.
12 - Processo para a têmpera de unidades de máquinas de moldagem por injec- ção de harmonia com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por ser previsto um aquecimento adicional que pode ser ligado antes da fase inicial, durante a fase inicial e na fase operacional estacionária e, após alcançar o nível térmico necessário, poder ser novamente desligado. LISBOA, 22 de JUNHO de 2000
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