Influence Analysis of Lubricant Application on Heat Balance of Mould

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23220%2F19%3A43958253" target="_blank" >RIV/49777513:23220/19:43958253 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Analýza vlivu aplikace maziva na tepelnou bilanci formy

Original language description

Výroba přesných odlitků z hliníku a jeho slitin je prováděna nejčastěji vstřikováním do forem pod tlakem, kdy roztavený kov je vpraven do kovové formy, ve které ztuhne ve tvaru požadovaného polotovaru. Vzhledem k tomu, že se jedná zpravidla o velkosériovou nebo hromadnou výrobu, která je z velké většiny určena pro dodávky dílů pro automobilový průmysl, je kladena zásadní pozornost na kvalitu a celkovou efektivitu výrobního řetězce. Pro dosažení vysokého stupně efektivity je nutno zabezpečit vysoký výrobní takt. Spolu s tím je nutno minimalizovat veškeré procesní i mezioperační kroky. Mezi ně patří především doby solidifikace odlitku a příprava formy pro vstřik roztaveného kovu. Aby bylo dosaženo vysoké tvarové a povrchové kvality odlévaných součástí, je nutno zabezpečit vhodné napěťové podmínky na styčných plochách mezi formou a zpracovávaným materiálem. Tyto podmínky ovlivňují nejen kvalitu povrchu, ale mají i zásadní vliv na životnost formy. Proto musí být v procesních podmínkách povrch dutiny formy odpovídajícím způsobem ošetřen. Vedle povrchových vrstev je zásadním ošetřením aplikace maziva, které ovlivňuje nejen zabíhavost a kvalitu povrchu, ale má i sekundární nezanedbatelný vliv na tepelnou bilanci bezprostředního povrchu nástroje. V důsledku toho je nutno, vedle tribotechnického aspektu, optimalizovat celou řadu technologických parametrů, které pak ve výsledku vedou k optimálnímu využití maziva. Vzhledem k tomu, že mazivo, přes veškerý pokrok představuje jistou ekologickou zátěž a zároveň i vedlejší náklady, je nutno směřovat k minimalizaci mazacího filmu. Množství maziva, které je aplikováno nejčastěji ve formě aerosolů, hraje důležitou roli i pro ochlazování formy, neboť se z maziva odpařují kapalné fáze a to je spojeno s odjímáním tepelné energie, která do tělesa formy vstupuje povrchem z tuhnoucího a chladnoucího kovu. Tím vzniká protichůdný požadavek na aplikaci maziva, kde na jedné straně větší množství maziva podporuje snížení teploty povrchu formy, čímž pozitivně působí na možnost zkrácení výrobního taktu, avšak na druhé straně zvyšuje výrobní náklady. Tyto náklady jsou dány jednak pořizovací cenou ale i vedlejšími procesy, například nadměrný požadavek na čištění povrchu a s tím spojenou likvidací odpadu. Zároveň, vedle technologických požadavků, je nutno vyřešit i technickou stránku aplikace maziva. Proto je zásadní nejen výsledná tloušťka mazacího filmu, ale i způsob jeho nanesení na povrch dutiny formy. V praxi to znamená optimalizaci mazacích desek, umístění trysek, jejich tvar a charakter rozprašování, aplikační tlak, vhodná konzistence, dopravní a čerpací systémy, nádrže, čištění a filtrace atd. K této optimalizaci náleží i poloha a pohyb mazacích desek, která může rovněž ovlivnit délku mezioperačního cyklu. Dalším zásadním vlivem maziva na tepelnou bilanci formy je specifické odparné teplo kapalných komponent maziva, které jsou v mazivu zároveň využity jako nosiče emulgovaných komponent. Čím vyšší podíl kapalných komponent a čím vyšší specifické odparné teplo tím vyšší účinek má mazivo na ochlazení povrchové vrstvy dutiny. Zásadní význam pro tepelnou bilanci formy má však ochlazování chladícím médiem, které je zpravidla realizováno kanálovými rozvody v tělese nástroje. Řádově nižší vliv má ochlazování přirozenou konvekcí na volném povrchu. Vzhledem k relativně nízkým teplotám radiační ochlazovací vlivy jsou poměrně zanedbatelné. Pro doporučení a technickou aplikaci maziva je nutno vždy nejprve zvážit veškeré okrajové podmínky celé technologie, interakce maziva, jakožto významného technologického komplexu na formu i odlitek a po té provést postupnou optimalizaci všech výše uvedených parametrů. Jedině tak lze dosáhnout vysoce efektivní výrobní technologie, která dokáže zabezpečit vysoké nároky odběratelů na kvalitu, při akceptovatelných nákladech a cenách výsledného produktu.

Czech name

Analýza vlivu aplikace maziva na tepelnou bilanci formy

Czech description

Výroba přesných odlitků z hliníku a jeho slitin je prováděna nejčastěji vstřikováním do forem pod tlakem, kdy roztavený kov je vpraven do kovové formy, ve které ztuhne ve tvaru požadovaného polotovaru. Vzhledem k tomu, že se jedná zpravidla o velkosériovou nebo hromadnou výrobu, která je z velké většiny určena pro dodávky dílů pro automobilový průmysl, je kladena zásadní pozornost na kvalitu a celkovou efektivitu výrobního řetězce. Pro dosažení vysokého stupně efektivity je nutno zabezpečit vysoký výrobní takt. Spolu s tím je nutno minimalizovat veškeré procesní i mezioperační kroky. Mezi ně patří především doby solidifikace odlitku a příprava formy pro vstřik roztaveného kovu. Aby bylo dosaženo vysoké tvarové a povrchové kvality odlévaných součástí, je nutno zabezpečit vhodné napěťové podmínky na styčných plochách mezi formou a zpracovávaným materiálem. Tyto podmínky ovlivňují nejen kvalitu povrchu, ale mají i zásadní vliv na životnost formy. Proto musí být v procesních podmínkách povrch dutiny formy odpovídajícím způsobem ošetřen. Vedle povrchových vrstev je zásadním ošetřením aplikace maziva, které ovlivňuje nejen zabíhavost a kvalitu povrchu, ale má i sekundární nezanedbatelný vliv na tepelnou bilanci bezprostředního povrchu nástroje. V důsledku toho je nutno, vedle tribotechnického aspektu, optimalizovat celou řadu technologických parametrů, které pak ve výsledku vedou k optimálnímu využití maziva. Vzhledem k tomu, že mazivo, přes veškerý pokrok představuje jistou ekologickou zátěž a zároveň i vedlejší náklady, je nutno směřovat k minimalizaci mazacího filmu. Množství maziva, které je aplikováno nejčastěji ve formě aerosolů, hraje důležitou roli i pro ochlazování formy, neboť se z maziva odpařují kapalné fáze a to je spojeno s odjímáním tepelné energie, která do tělesa formy vstupuje povrchem z tuhnoucího a chladnoucího kovu. Tím vzniká protichůdný požadavek na aplikaci maziva, kde na jedné straně větší množství maziva podporuje snížení teploty povrchu formy, čímž pozitivně působí na možnost zkrácení výrobního taktu, avšak na druhé straně zvyšuje výrobní náklady. Tyto náklady jsou dány jednak pořizovací cenou ale i vedlejšími procesy, například nadměrný požadavek na čištění povrchu a s tím spojenou likvidací odpadu. Zároveň, vedle technologických požadavků, je nutno vyřešit i technickou stránku aplikace maziva. Proto je zásadní nejen výsledná tloušťka mazacího filmu, ale i způsob jeho nanesení na povrch dutiny formy. V praxi to znamená optimalizaci mazacích desek, umístění trysek, jejich tvar a charakter rozprašování, aplikační tlak, vhodná konzistence, dopravní a čerpací systémy, nádrže, čištění a filtrace atd. K této optimalizaci náleží i poloha a pohyb mazacích desek, která může rovněž ovlivnit délku mezioperačního cyklu. Dalším zásadním vlivem maziva na tepelnou bilanci formy je specifické odparné teplo kapalných komponent maziva, které jsou v mazivu zároveň využity jako nosiče emulgovaných komponent. Čím vyšší podíl kapalných komponent a čím vyšší specifické odparné teplo tím vyšší účinek má mazivo na ochlazení povrchové vrstvy dutiny. Zásadní význam pro tepelnou bilanci formy má však ochlazování chladícím médiem, které je zpravidla realizováno kanálovými rozvody v tělese nástroje. Řádově nižší vliv má ochlazování přirozenou konvekcí na volném povrchu. Vzhledem k relativně nízkým teplotám radiační ochlazovací vlivy jsou poměrně zanedbatelné. Pro doporučení a technickou aplikaci maziva je nutno vždy nejprve zvážit veškeré okrajové podmínky celé technologie, interakce maziva, jakožto významného technologického komplexu na formu i odlitek a po té provést postupnou optimalizaci všech výše uvedených parametrů. Jedině tak lze dosáhnout vysoce efektivní výrobní technologie, která dokáže zabezpečit vysoké nároky odběratelů na kvalitu, při akceptovatelných nákladech a cenách výsledného produktu.

Type

V_souhrn - Summary research report

CEP classification

—

OECD FORD branch

20301 - Mechanical engineering

Project

—

Continuities

N - Vyzkumna aktivita podporovana z neverejnych zdroju

Publication year

2019

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Number of pages

2

Place of publication

—

Publisher/client name

TECHIOL s.r.o.

Version

—