Optymalizacja procesów wulkanizacji i utwardzania opon
Nierównomierne temperatury otoczenia wpływają na początkową temperaturę opon surowych, co prowadzi do przegrzania lub niedogrzania produktów. Sztywne czasy utwardzania, bez uwzględnienia tych wahań, obniżają trwałość, wydajność i bezpieczeństwo opon, zwiększając liczbę braków i zmniejszając spójność produktu.
Rozwiązanie
Czujniki podczerwieni mierzą temperaturę powierzchni każdej opony surowej przed utwardzeniem, umożliwiając regulację czasu utwardzania w czasie rzeczywistym za pomocą sterownika PLC. To dynamiczne podejście zapewnia optymalną wulkanizację pomimo zmiennych warunków otoczenia, usprawniając kontrolę procesu i redukując problemy z jakością związane z temperaturą.
Uzyskiwane korzyści
- Równomierne utwardzanie pomimo sezonowych lub dobowych wahań temperatury otoczenia.
- Zmniejszenie liczbę braków spowodowanych przegrzaniem lub niedogrzaniem opon.
- Zwiększenie wydajności produkcji opon poprzez dynamiczną optymalizację czasu utwardzania.
- Poprawa jakości i jednorodności produktu w różnych partiach opon.
- Zwiększenie efektywności energetycznej poprzez unikanie niepotrzebnego przegrzania.
Rola temperatury, ciśnienia i czasu w wulkanizacji opon
„Zielona opona” to opona, która została złożona ze wszystkich komponentów, ale nie została jeszcze poddana wulkanizacji ani nie dodano do niej bieżnika. Znana również jako opona „nieutwardzona”, pozostaje surowa i niewulkanizowana. Produkcja opon rozpoczyna się od przygotowania mieszanki gumy, oleju i dodatków, która jest następnie przetwarzana w różnych maszynach w celu uformowania poszczególnych komponentów opony, takich jak gumowa wyściółka, warstwy, opasanie, stopka, ściana boczna i bieżnik. Elementy te są montowane na maszynie do produkcji opon i prasowane w znany kształt opony.
Ostatnim etapem produkcji opon jest wulkanizacja, w której opona jest poddawana działaniu określonych temperatur i ciśnień, co powoduje reakcje chemiczne w gumie. Proces ten przekształca liniowe cząsteczki gumy w trójwymiarową sieć, nadając materiałowi cenne właściwości fizyczne i mechaniczne. Temperatura, ciśnienie i czas to kluczowe czynniki w wulkanizacji, często określane jako „trzy elementy wulkanizacji”. Ich precyzyjna kontrola jest niezbędna do produkcji opon wysokiej jakości.
Gdy opona osiągnie etap zielony, umieszcza się ją w formie w celu utwardzenia. Następnie zielona opona jest umieszczana w formie i poddawana utwardzaniu. Zielona opona jest umieszczana w dużej formie w celu utwardzenia, które polega na napompowaniu opony i podgrzaniu jej do odpowiedniego kształtu i bieżnika. Podczas procesu utwardzania zielona opona jest podgrzewana do ~200°C, aby połączyć ze sobą poszczególne elementy. Proces utwardzania zależy od rozmiaru opony i może trwać od 15 minut do całego dnia.
W produkcji opon proces utwardzania ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia trwałości i jakości produktu końcowego. Proces ten polega na podgrzaniu zielonej opony do precyzyjnej temperatury, co pozwala gumie na wulkanizację i uzyskanie pożądanych właściwości. Jednak wahania temperatury otoczenia, zwłaszcza te spowodowane zmianami sezonowymi, stanowią poważne wyzwanie. Na przykład temperatura zielonej opony umieszczonej w prasie wulkanizacyjnej może się różnić w zależności od warunków panujących w miejscu magazynowania lub w samym miejscu utwardzania. Ta niespójność może prowadzić do niedogrzania lub przegrzania, co z kolei może skutkować pogorszeniem trwałości lub wydajności opon, stanowiąc zagrożenie dla użytkowników końcowych.
Chęć utrzymania stałej jakości wymusza precyzyjny pomiar temperatury w procesie wulkanizacji opon. Tradycyjne metody zarządzania czasem wulkanizacji, oparte wyłącznie na ustalonym czasie, wymagają rewizji, ponieważ nie uwzględniają one zmian temperatury początkowej opony „surowej”. Wprowadzenie pomiaru temperatury w podczerwieni pozwala na dokładną ocenę temperatury każdej opony przed wulkanizacją, umożliwiając dynamiczną regulację czasu wulkanizacji i zapewniając optymalny przebieg procesu wulkanizacji każdej opony, niezależnie od warunków zewnętrznych.
Wdrażanie bezkontaktowego pomiaru temperatury w produkcji opon
Optris oferuje przemysłowe pirometry do bezkontaktowego pomiaru temperatury, które pomagają sprostać wyzwaniom związanym z procesem wulkanizacji opon. W tym zastosowaniu producenci OEM w Azji wykorzystują Optris CTlaser LT. Te pirometry monitorują temperaturę opony „surowej” przed procesem wulkanizacji.
Surowe opony są przechowywane przed procesem utwardzania, a temperatura otoczenia w miejscu przechowywania zmienia się w zależności od pory roku i cyklu dnia / nocy. Dodatkowo, surowe opony są przechowywane w pobliżu miejsca utwardzania, gdzie również są narażone na zmiany temperatury otoczenia. Każdy typ opony ma z góry określony czas utwardzania, który pozostaje stały niezależnie od temperatury surowej opony po załadowaniu jej do procesu utwardzania. Pirometry mogą mierzyć temperaturę powierzchni opony w znacznym stopniu, dlatego wymagany jest wysoki stosunek odległości do wielkości pola pomiarowego.
Wysoka emisyjność gumy jest wysoce kompatybilna z urządzeniami pomiarowymi Optris, szczególnie tymi pracującymi w zakresie pasma LT. Naturalnie wysoka emisyjność gumy pozwala na dokładne i wiarygodne odczyty temperatury, dzięki czemu urządzenia Optris mogą skutecznie monitorować i kontrolować procesy takie jak wulkanizacja opon. Ta kompatybilność zwiększa precyzję pomiarów, dzięki czemu urządzenia Optris idealnie nadają się do zastosowań, w których spójne i dokładne monitorowanie temperatury gumy ma kluczowe znaczenie. Technologia podczerwieni firmy Optris jest szczególnie dobrze przystosowana do tego zastosowania ze względu na swoją precyzję i wszechstronność. Pirometry mogą efektywnie działać w zmiennych warunkach środowiskowych, zapewniając dokładne pomiary nawet przy wahaniach temperatury otoczenia. Ponadto system został zaprojektowany z myślą o bezproblemowej integracji z istniejącymi procesami wulkanizacji, minimalizując potrzebę znacznych modyfikacji linii produkcyjnej. Dzięki temu rozwiązaniu opartemu na podczerwieni producenci opon mogą optymalizować proces wulkanizacji każdej opony, poprawiając ogólną jakość produktu i zmniejszając ryzyko wystąpienia wad.
Dane dotyczące temperatury zebrane przez czujniki podczerwieni są następnie przesyłane sygnałem 4…20 mA do programowalnego sterownika logicznego (PLC), który dostosowuje czas wulkanizacji na podstawie zmierzonej temperatury. Na podstawie temperatury zielonej opony, algorytm PLC dostosowuje optymalny czas utwardzania, aby wyeliminować resztki opony powstałe w wyniku przegrzania. Odpadki powstałe w wyniku niedogrzania zostaną wyeliminowane. Czerwony wskaźnik laserowy na czarnej powierzchni gumowej ułatwia regulację i ustawianie zbieżności.
Ppoprawa wydajności, jakości i efektywność energetyczna
Wdrożenie rozwiązania Optris do pomiaru temperatury w podczerwieni doprowadziło do znaczącej poprawy procesów wulkanizacji opon. Dzięki dokładnemu pomiarowi temperatury każdej „zielonej” opony producenci mogą zapewnić idealne dopasowanie czasu wulkanizacji do początkowych warunków opony. Ta optymalizacja zaowocowała 4% wzrostem wydajności opon i podobnym procentem oszczędności energii, co świadczy o wydajności i skuteczności systemu.
Co więcej, zastosowanie pirometrów eliminuje wpływ wahania temperatury otoczenia, co przekłada się na bardziej spójną jakość opon. Ta spójność redukuje ilość odpadów i obniża koszty produkcji, ponieważ mniej opon jest odrzucanych z powodu wad. Optris wyróżnia się jako preferowany partner producentów opon dzięki swojemu doświadczeniu w technologii podczerwieni i zaangażowaniu w dostarczanie rozwiązań, które podnoszą jakość i wydajność. Precyzja, niezawodność i łatwość integracji pirometrów Optris sprawiają, że są one idealnym wyborem do optymalizacji procesów wulkanizacji opon.