无需拆卸的模具清洗方式确保全球塑料产品制造商全天候生产,并有效提高生产力。诀窍是专为热模具设计的干冰喷射清洗系统,它尤其适用于具备小的复杂的以及敏感表面的多腔室模具。
干冰喷射清洗方式的优势十分明显,它不仅清洁效果出色,而且清洁周期较短,从而有效减少停工期。由于干冰喷射是一个干燥的过程,不需要拆卸/重新装配,它可以原地清洁机器,这意味着它可以获得更短的停工期。干冰喷射尤其适用于电子行业,对大多数基体不会造成损伤,可以安全用于电气部件。干冰不产生二次废物,这不仅避免了额外的清理工作和费用,而且临时隔离区也可以重新投入使用,从而进一步节省成本。干冰对对环境无害,符合 USDA、FDA 和 EPA 准则。此外,干冰喷射清洁方式的工作量低于传统清洁方法,清洁资源较少,而且清洁效率更高,清洁能力十分强,满足食品工业的清洁要求。
下面以泰科电子公司为例来介绍干冰喷射清洁方式是如何有效节约清洁成本和削减停工时间的。
位于宾夕法尼亚州的泰科电子公司是世界上最大的连接器、继电器、开关、电路保护装置以及传感器供应商。该公司首次试用干冰清洗模具系统是在位于北卡罗莱纳州的汽车零部件厂,在此之前,该厂采用传统清洗工艺如超声波清洗和手工清洗溶剂,经历了较长的停机时间。这一试验的成功使该公司位于欧洲的15家汽车电子工厂陆续改用干冰喷射系统。
泰科电子比利时工厂采用这一技术生产安全气囊连接器及其他安全部件的经验,体现了干冰喷射清洁的效率。该工厂拥有超过300个模具,其中10个为大型,长时间运行模具,模具生产的产品范围从0.39英寸至5.9英寸,重量约为5.1克至198克。
“注塑机每天需要运行24小时,但一些模具必须每两天清洗一次。”泰科电子比利时公司全球汽车分公司塑料加工技术部经理斯科特•杨说。采用模具加工降解塑料,容易造成工件瑕疵和阻塞模具通风孔,从而在工件上产生焦痕。这些工件就得报废。
过去,泰科采用了各种模具清洁方法,包括超声波,聚四氟乙烯颗粒喷射,清洁剂和手刮。用这些方清洁一个单一的模具板,需要花费清理工作人员8至12小时。在清洁前,需要四个小时将模具和成型机器进行冷却,然后才能拆卸模具进行清洗。接着,工作人员把模具从机器搬运到一个独立的清洁房。在整个清洁过程中,不仅模具停止生产,泰科还不得不增拨工人对模具进行拆卸和清洁。在厂房中搬运模具效率极低且容易对昂贵的模具造成损伤。
泰科电子需要一种更有效的模具清洗方法。在研究了一些清洁技术后,泰科选择了Cold Jet公司的干冰喷射清洗系统。干冰喷射通过加速固态回收二氧化碳(来自制造工厂,二氧化碳作为副产品)经由软管和高速(超音速)喷嘴清除物体表面的污染物。这些华氏零下110度的超冷颗粒迅速从受污表面吸收热量,这样就在涂层的连续微量薄层间产生了巨大温差。这种热量的巨大梯度变化在微量薄层间产生局部高剪切应力。剪切应力的产生也有赖于涂层的导热性能和其热胀缩系数,以及衬底的热质量。这种在极短的时间内产生的高剪切应力能够在各层间造成大量微细龟裂,因而导致污染物离子或衬底表面涂层的分解。干冰颗粒的这些热能和动能效果基本上能够打碎表面污染物的结合,使得它们从模具上脱落下来。同时,干冰颗粒在冲击瞬间气化,干冰的动量也在冲击瞬间消失,固态CO2迅速升华变为气体。干冰颗粒在千分之几秒内体积膨胀近800倍,这样在冲击点造成“微型爆炸”。由于CO2挥发掉了,干冰清洗过程中没有产生任何二次废物,留下需要清理的只是清除下来的污垢。
干冰喷射清洗消除了二次废物处理的费用和不便,而这些是采用清洗剂和超声波清洗方法无法避免的。干冰清洗还可以消除清洁工艺造成和物质残留可能造成的磨损,延长模具的使用寿命。此外,通过消除有害化学物质,工作环境也得到了改善。最重要的是,干冰喷射可以清洁热模具,而且无需对模具进行拆卸,帮助减少或消除长期停工带来的损失。
Aero 80-DX运用 Cold Jet 专利的 SureFlow 系统设计,透过减慢升华速度及确保干冰粒的喷射流稳定,以提供不间断且运作正常的清洗。结合凸出的承接盘、触发启动的承接盘震动、超多层绝缘、360°转动半径及无平轮。
泰科比利时工厂还选用了Cold Jet的i3MicroClean,此款为干冰清洗机系统中最精密的机型,造型轻巧而精简的单管低压电动喷射系统采用干冰块为媒介,所需空气量低达 12cfm,喷射气压可在20至125 psi (1.4 至 8.6 bar) 间切换。该系统的可调喷射压力使用户能够快速清洁脆弱表面,相比传统清洁方式,而且不造成磨损。其清洁能力足够清洁顽固表面。
购买该系统,泰科确立了18个月的投资回报率目标。 斯科特说,“系统刚刚购回一个多月,我们就可以看到即时的效益。”泰科采用干冰清洗系统在高温注塑机上清洁10个最大和最常用的模具。整个清洁过程还不到一个小时。
据斯科特说,泰科仍使用传统的清洁方法清洁一些模具。“相比十个最常用的大型模具采用了干冰喷射这一最有效的清洗办法,而其他具有更多复杂曲面与通风孔的模具则需要更多和更灵活的清洗方式。除了能够更快和更频繁的清洁我们的大型模具,我们也不再需要一个工作团队来进行模具的拆卸、清洁和装配。干冰喷射清洗过程只需要一位工作人员来喷射模具即可。”
为了满足欧洲的噪音和安全标准,泰科要求操作人员配戴眼镜和耳塞。他们还必须隔离清理区域,降低喷射机器上的气压,在不影响清洁速度或效率的基础上尽量减少噪音。
对制造商来说,使用干冰喷射清洗技术清洗模具的好处有很多,包括降低成本和免除溶剂对环境的危害、避免手工清洗时重复运动造成的伤害,最重要的一点就是能够更快、更好地清洗模具。近年来,随着世界制造业向中国转移,干冰清洗技术在中国也得到了更多的应用和发展。随着世界对环保产品需求的激增,更加高效和清洁的干冰清洗技术将持续向前发展,不断适应新要求。

【打印本文】