Optimierungsschema der Formtemperaturregelung für die WPC-Profilextrusions-Produktionslinie

(Kompatibel mit den WPC-Profilextrusionslinien von Yongte, die über „präzise Temperaturregelung + gleichmäßige Wärmeübertragung + dynamische Anpassung“ verfügen, um Probleme wie ungleichmäßigen Fluss und Oberflächenfehler in WPC-Materialien (recyceltes PP/PE mit 60–70 % Holzpulver) zu beheben und gleichzeitig Produktqualität und Produktionseffizienz in Einklang zu bringen.)

I. Die zentrale Bedeutung der Formtemperaturregelung

2. Optimierung der Temperaturgleichmäßigkeit: Behebung der durch lokale Temperaturunterschiede verursachten Formungsfehler

Die Materialfließfähigkeit des Verbundmaterials aus Holzpulver und recyceltem Kunststoff ist schlecht. Die niedrige Formtemperatur führt zu einer unzureichenden Materialfüllung und einer Verstopfung des Fließkanals. Die hohe Temperatur führt zur Karbonisierung des Holzpulvers, zur Vergilbung der Produktoberfläche und zu einer ungleichmäßigen Dimensionsschrumpfung.

Qualität der Produktformung: Temperaturungleichmäßigkeiten können zu Mängeln wie Abweichungen in der Wandstärke, Oberflächenrauheit, Blasen und Verwerfungen in Profilen führen und sich insbesondere auf die Ebenheit und Tragfähigkeit von Konstruktionsprofilen (z. B. Bodenbeläge und Wandpaneele) auswirken.

Produktivität: Eine angemessene Formtemperatur kann die Abkühl- und Abbindezeit des Materials verkürzen, den Rhythmus des Extruders und der Zugmaschine anpassen und Abschaltungen und Nacharbeiten aufgrund schlechter Abbindung vermeiden.

Das Hauptziel besteht darin, Temperaturschwankungen im Inneren der Form aufrechtzuerhalten±2℃Dadurch entsteht ein geschlossenes Kreislaufsystem, das eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Fließkanal, einen stabilen Materialfluss und eine schnelle, präzise Materialverfestigung gewährleistet.

II. Optimierungsschema der Formtemperatur entsprechend verschiedenen Szenarien

), wodurch der Strömungswiderstand verringert wird, der durch die plötzliche Abkühlung des Materials an der Düsenöffnung entsteht.

Die Kernkompatibilitätstemperatur von WPC-Materialien sollte durch Ausgleich des Schmelzpunkts von recyceltem PP/PE (130–170 °C) bestimmt werden°C) mit der maximalen Hitzebeständigkeit von Holzpulver (≤180°C). Dies erfordert eine Optimierung der Produktstruktur, um eine Karbonisierung des Holzpulvers oder eine unzureichende Materialplastifizierung zu verhindern.

Anwendungsszenarien	Optimaler Temperaturbereich für die Formleistung	Ursprüngliche Standardeinstellungen	Optimierungslogik	Qualitäts-/Effizienzverbesserungspunkt
Standardquerschnitt (einfacher Querschnitt, z. B. flache Platte, Vierkantrohr)	170-175℃	160-170℃	Die Temperatur ist etwas höher als im hinteren Teil des Extruders (175–180 °C).℃), wodurch der Strömungswiderstand verringert wird, der durch die plötzliche Abkühlung des Materials an der Düsenöffnung entsteht.	; Polieren Sie die tote Zone des Strömungskanals und reinigen Sie die Kohlenstoffablagerungen in der Form
Komplexe Profile (mehrfach, dünnwandig, mit mehreren Ecken, z. B. Zierleisten)	175-180℃	165-170℃	Erhöhen Sie die Temperatur in der Kavität, um eine vollständige Materialfüllung sicherzustellen und Materialmangel oder Schweißspuren zu vermeiden	Die Erfolgsquote der Produkte stieg um 15 %, und die Nacharbeitsquote aufgrund von Materialmangel sank unter 1 %.
Hoher Holzanteil (≥65%)	172-178℃	165-170℃	Das Holzpulver hat eine schlechte Fließfähigkeit und die Viskosität des Materials wird durch mäßiges Erhitzen verringert, wobei eine übermäßige Temperatur vermieden wird, die zur Karbonisierung des Holzpulvers führt.	Die Häufigkeit von Verstopfungen der Fließkanäle wird um 80 % reduziert und die Lastschwankungen des Extruders werden um 10 % reduziert.
Recyceltes PP/PE hat einen niedrigen Schmelzpunkt (≤140℃)	165-170℃	160-170℃	Passen Sie den Schmelzpunkt des Rohmaterials an, um vorzeitiges Abkühlen oder übermäßige Plastifizierung zu verhindern.	Reduzierung der Schrumpfungsrate von 3 % auf weniger als 1,5 %
Hochgeschwindigkeitsproduktion (≥2m/min Zuggeschwindigkeit)	173-177℃	165-170℃	Nach der Beschleunigung verkürzt sich die Verweilzeit des Materials in der Form und der Temperaturanstieg gleicht die Fließfähigkeit aus.	20 % Produktivitätssteigerung, keine Oberflächenrauheitsfehler

2. Optimierung der Temperaturgleichmäßigkeit: Behebung der durch lokale Temperaturunterschiede verursachten Formungsfehler

Temperaturschwankungen (≥5℃) treten häufig im Einzugsbereich, in der Kavität, im Auslauf und in den Ecken von WPC-Profilformen auf. Um eine gleichmäßige Temperatur in der gesamten Form sicherzustellen, ist eine Kombination aus zonenweiser Temperaturregelung und Strukturoptimierung erforderlich.

(1) Modernisierung der Heizung und Temperaturregelung in der Zone

Renovierungsplan: Der Formheizring wird in 3–4 unabhängige Zonen unterteilt (Zufuhrzone, Hohlraummittelteil, Hohlraumende und Auslassöffnung), die jeweils mit einem eigenständigen PID-Temperaturregler ausgestattet sind (±0.5℃ Präzision) und ersetzt das herkömmliche integrierte Heizsystem.

Konfiguration des Temperaturgradienten: Einzugszone (175–180 °C).℃) → Mittelhöhle (172-175℃) → Hohlraumende (170-172℃) → Auslassöffnung (168-170℃), wodurch ein sanftes Gefälle „von vorne nach oben, von hinten nach unten“ entsteht, das den Materialfluss gewährleistet und gleichzeitig die Erstarrung beschleunigt.

Ergebnisse: Der Temperaturunterschied in jedem Bereich der Form beträgt weniger als 2℃, wird die Abweichung der Wandstärke des Profils verringert±0,3 mm bis±0,1 mm und die Oberflächenebenheit wird um 95 % erhöht.

(2) Optimierung der Heizelementanordnung

Ersetzen Sie den herkömmlichen Einzelschleifen-Heizring durch eine halbverkapselte Keramik-Heizplatte, die an der Formoberfläche haftet (die Kontaktfläche um 60 % vergrößert) und den Wärmeverlust reduziert.

Fügen Sie zusätzliche Heizstäbe (Leistung 50–100 W) an den Ecken der Form und schmalen Strömungskanälen hinzu, um die schnelle Wärmeableitung und niedrige Temperatur in diesen Bereichen auszugleichen.

Zwischen dem Heizelement und der Form wird hochtemperaturisolierende Baumwolle (5–8 mm dick) platziert, um eine Wärmeübertragung auf den Rahmen zu verhindern und so die Temperaturreaktion der Form auf Umgebungsbedingungen zu reduzieren.

(3) Anpassung der Strömungskanalstruktur

Wenn im Formkanal eine tote Zone vorhanden ist (Material lässt sich leicht halten), sollte die Innenwand des Kanals poliert werden (Rauheit Ra).≤0.8μm) und die Querschnittsfläche der Totzone sollte vergrößert werden. Zusätzlich Nahwärme (+3-5℃) sollte angewendet werden, um Materialrückhaltung und Karbonisierung zu vermeiden.

Für komplexe Querschnittsprofile wird ein „Gradient-Flow-Channel“-Design implementiert, um eine gleichmäßige Materialflussgeschwindigkeit über alle Hohlraumzweige hinweg mit Temperatur-Feinabstimmung aufrechtzuerhalten (±2℃) für entsprechende Zonen.

3. Upgrade der Temperaturkontrollausrüstung: Verbesserung der Temperaturstabilität und Reaktionsgeschwindigkeit

(1) Modernisierung des Temperaturkontrollsystems

Ersetzen Sie Standardthermostate durch intelligente PID-Thermostate (±0.1℃ Präzision), die die Heizleistung automatisch anpasst, um ein Überschreiten der Temperatur (plötzlicher Abfall nach schnellem Temperaturanstieg) zu verhindern.

Ein Temperatur-Feedback-Sensor (PT100-Platinwiderstand, Reaktionszeit).≤0,5 s) wird an der Innenwand des Formhohlraums (nicht an der Heizringoberfläche) installiert, um Echtzeit-Temperaturdaten aus der Materialkontaktzone zu sammeln und so die Fehleinschätzung „Oberflächentemperatur entspricht dem Standard, aber Hohlraumtemperatur ist unzureichend“ zu verhindern.

(2) Das Kühlsystem ist genau abgestimmt.

Die Form sollte mit geteiltem Kühlwasser ausgestattet sein: Der Kühlwasserkanal (Durchmesser 8–10 mm) ist am Auslass und am Ende des Hohlraums angebracht, und die Kühlwasserdurchflussrate (0,5–1,5 m/s) wird durch ein Magnetventil gesteuert, um das Gleichgewicht zwischen „Erwärmung und Formgebung + lokaler Kühlung“ zu erreichen;

Die Kühlwassertemperatur wird streng auf 15–20 °C kontrolliert℃ (im Einklang mit der vorherigen Optimierung des Kühlsystems der Produktionslinie) und verhindert, dass eine zu hohe Temperatur die Formaushärtung verlangsamt oder eine unzureichende Temperatur übermäßige Schwankungen der Formtemperatur verursacht.

Bei komplexen Profilen mit scharfen Ecken oder ungleichmäßiger Wandstärke wird ein „Punktkühlungs“-Design (mit Mikrokühldüsen) angewendet, um die lokalen Temperaturen präzise zu senken und Profilverzüge zu verhindern.

4. Dynamische Anpassungsstrategie: Anpassung an Änderungen in Produktionsszenarien

Die Formtemperatur ist kein fester Wert und muss während der Produktion dynamisch an Variablen angepasst werden, um Stabilität zu gewährleisten.

Variables Szenario	Richtung der Temperatureinstellung	Einstellbereich	Anpassungsbasis
Recyceltes PP/PE weist einen Wert von +5 auf℃ Erhöhung des Schmelzpunktes	Erhöhen Sie gleichzeitig die Temperatur der Form.	+3-5℃	Verhindern Sie, dass Materialien in der Form zu schnell abkühlen, was den Strömungswiderstand erhöht.
Erhöhte Produktionsgeschwindigkeit (von 1,5 m/min→2,5m/min)	moderater Temperaturanstieg	+2-3℃	Kompensiert die verkürzte Materialverweilzeit in der Form, um eine vollständige Füllung sicherzustellen
Der Gehalt an Holzmehl wurde erhöht (von 60 % auf 70 %).	Temperatur erhöhen	+5℃	Der hohe Anteil an Holzpulver verringert die Fließfähigkeit und erfordert eine Temperaturerhöhung, um die Materialviskosität zu verringern.
Produkt-Upgrade (einfacher Abschnitt zum komplexen Abschnitt)	Temperatur erhöhen	+5-8℃	Komplexe Hohlräume erfordern eine höhere Fließfähigkeit, um Materialmangel und Schweißspuren zu vermeiden
Die Umgebungstemperatur sinkt auf≤10℃	Temperatur erhöhen	+3-4℃	Reduzierung des Einflusses der Umgebungswärmeübertragung auf die Formtemperatur

5. Wartung und Kalibrierung: Gewährleisten Sie eine langfristige Genauigkeit der Temperaturregelung

Regelmäßige Kalibrierung: Monatliche Kalibrierung von PT100-Sensoren und PID-Thermostaten mit Standard-Thermometern, mit sofortiger Anpassung oder Austausch, wenn der Fehler größer ist±0.5℃.

Reinigung und Wartung: Reinigen Sie alle 3 Tage die Heizelemente und die Isolierwatte auf der Formoberfläche und entfernen Sie dabei Kunststoffrückstände und Holzstaub-Kohlenstoffablagerungen (die zu einer ungleichmäßigen Wärmeleitung führen können). Überprüfen Sie den Kühlwasserkreislauf wöchentlich und entfernen Sie Ablagerungen (die die Kühleffizienz verringern und Temperaturschwankungen verursachen).

Heizelemente austauschen: Wenn die Leistung der Heizspirale nachlässt≥10 % (wie durch die Leistungsanzeige des Thermostats angezeigt) oder die Erwärmung ungleichmäßig wird, tauschen Sie das Heizkissen oder den Heizstab umgehend aus (es wird empfohlen, Ersatzteile mit denselben Spezifikationen aufzubewahren).

), wodurch der Strömungswiderstand verringert wird, der durch die plötzliche Abkühlung des Materials an der Düsenöffnung entsteht.→ 120°C (30 Minuten halten)→ 150°C (20 Minuten halten)→ Zieltemperatur (15 Minuten beibehalten)), um Formverformungen durch plötzliches Erhitzen zu verhindern und eine gleichmäßige Temperaturverteilung sicherzustellen.

III. Fehlerbehebung und Lösungen für häufige Probleme

Temperaturbedingte Defekte in Formen	Möglicher Grund	Optimierungsmaßnahmen
Die Profiloberfläche ist rau und körnig.	Die Formtemperatur ist zu niedrig, was zu einer unzureichenden Materialplastifizierung oder einem schlechten Materialfluss aufgrund örtlich niedriger Temperaturen führt.	Erhöhen Sie die Temperatur um 3-5℃; Überprüfen Sie, ob das Heizelement beschädigt ist, und ergänzen Sie die lokale Heizung
Die Profiloberfläche ist gelb mit verbrannten Stellen.	Die Formtemperatur ist zu hoch, was zur Karbonisierung des Holzpulvers führt; oder Materialansammlungen in der Totzone des Laufrads führen zur Karbonisierung.	Abkühlen um 5–8 Uhr℃; Polieren Sie die tote Zone des Strömungskanals und reinigen Sie die Kohlenstoffablagerungen in der Form
Profilverzug und ungleichmäßige Dimensionsschrumpfung	Der Temperaturunterschied in jedem Bereich der Form ist groß; oder die Verteilung des Kühlsystems ist ungleichmäßig	Passen Sie die Zonentemperatur an, um den Temperaturunterschied zu verringern≤2℃; Optimieren Sie den Kühlwasserkreislauf, um die lokale Kühlung zu verbessern.
Die Abweichung in der Wandstärke des Profils ist erheblich.	Temperaturschwankungen in den Verzweigungen des Formhohlraums führen zu einer ungleichmäßigen Materialflussgeschwindigkeit.	Die Temperatur des Zweigs mit langsamer Strömungsgeschwindigkeit wurde um 2-3 erhöht℃.
Der Schimmel entleert sich nicht reibungslos und ist häufig verstopft.	Die Formtemperatur ist zu niedrig, wodurch das Material abkühlt und erstarrt; oder das Holzpulver hat einen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt (aufgrund von Mischtemperaturproblemen).	Temperaturerhöhung um 5-10℃; In der Zwischenzeit sollte der Feuchtigkeitsgehalt von Holzpulver kontrolliert werden≤3 % (Optimierung des Rohstoffvorbehandlungsprozesses)

IV. Erwartete Effekte nach der Optimierung

metrisch	Vor der Optimierung	Postoptimalität	Amplitude des Anstiegs
Temperaturschwankungsbereich der Form	±5℃	±2℃	Um 60 % reduzieren
Oberflächenqualifikationsrate der Profile	85 %	98 %	Steigerung um 13 Prozentpunkte
temperaturbedingter Ausfall	6 %	Weniger als 1 %	Um 83 % reduzieren
Obergrenze der Produktionsgeschwindigkeit	1,5-2 m/min	2,5-3 m/min	Steigerung um 50 %
Lebensdauer von Schimmel	12-18 Monate	24-30 Monate	Um 100 % verlängern

Zusammenfassung

Der Kern der WPC-Profilformtemperaturregelung liegt in „Präzisionsanpassung + gleichmäßiger Wärmeübertragung + dynamischer Anpassung“. Das System nutzt die Verbundeigenschaften von recyceltem PP/PE und Holzpulver und erreicht durch „Zonentemperaturregelung + intelligente PID-Temperaturregelung + Strukturoptimierung“ eine gleichmäßige Temperatur über den gesamten Bereich. Die Parameter werden je nach Produktionsszenario (Rohstoffe, Geschwindigkeit, Produkt) dynamisch angepasst, um Fehler durch feste Werte zu vermeiden. Regelmäßige Wartung und Kalibrierung gewährleisten eine langfristige Genauigkeit der Temperaturregelung. Die optimierte Lösung behebt nicht nur häufig auftretende Probleme wie Oberflächenrauheit, Verzug und Verstopfung, sondern steigert auch die Produktionseffizienz und verlängert die Lebensdauer der Form, was eine entscheidende Unterstützung für den stabilen Betrieb von WPC-Profilproduktionslinien darstellt.

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