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

小型熱壓成型機的壓力與溫度系統調試是一個系統性的“精細活”。其核心邏輯在于:以良好的機械精度為基礎,通過傳感器校準確保“感知”準確,再通過合理的參數設置(曲線)和精密的PID控制實現“執行”精準,最終達到壓力與溫度在時序和量值上的協同,從而壓制出高質量的產品。