Успешный опыт внедрения новой системы охлаждения

Когда производственные задачи требуют высокой точности, короткого цикла и минимального процента брака, даже небольшие технологические усовершенствования могут кардинально повлиять на результат. Одним из таких шагов стало внедрение новой системы охлаждения в пресс-формы — решение, которое изменило темп, устойчивость и экономику всего производственного процесса. Мы делимся опытом внедрения усовершенствованной охлаждающей системы и рассказываем, как грамотный подход к перераспределению температур внутри формы позволил существенно повысить производительность, качество продукции и снизить энергозатраты. Этот кейс особенно актуален для тех, кто работает с крупносерийным литьем пластмасс и заинтересован в стабильности и эффективности процессов.

Содержание

• Зачем нужна оптимизация охлаждения
• Ключевые проблемы старой системы
• Какие решения были внедрены
• Что дало внедрение новой системы
• Рекомендации для производств

Зачем нужна оптимизация охлаждения

Система охлаждения — это не просто замкнутая цепь для отвода тепла. Это активный участник каждого цикла литья, определяющий, сколько времени займёт формование изделия, насколько равномерной будет усадка, как быстро удастся извлечь деталь из формы и сколько процентов продукции уйдёт в брак. В условиях высоких производственных темпов даже разница в 1-2 секунды на цикл даёт внушительный прирост в общем объёме выпуска за смену, неделю и месяц. Поэтому пересмотр терморегулирующей системы — стратегически важный шаг для предприятий, стремящихся к росту эффективности без глобальных затрат на новое оборудование.

Оптимизация охлаждения позволяет добиться:

• Стабильного и предсказуемого цикла литья
• Повышения качества геометрии изделия за счёт равномерного остывания
• Снижения процента деформаций и короблений
• Сокращения времени производственного цикла
• Снижения энергозатрат на термостабилизацию

Однако для этого важно не просто увеличить интенсивность охлаждения, а выстроить умную, сбалансированную систему, соответствующую особенностям формы и пластика. И наш проект по внедрению такой системы наглядно это демонстрирует.

Ключевые проблемы старой системы

До модернизации в используемой пресс-форме применялась классическая линейная схема охлаждения — прямолинейные каналы, просверленные в теле формы, без учёта тепловых нагрузок в конкретных зонах. Такая конфигурация не позволяла эффективно снимать тепло в зонах локального перегрева, особенно в местах утолщения изделия и вблизи литников. Итогом становилось неравномерное остывание изделия, резкие температурные перепады между противоположными участками полости, а также частый выход деталей с короблением и нарушением геометрии. Для компенсации приходилось удлинять цикл, что влияло на общую производительность. Кроме того, в летний период рост температуры окружающей среды лишь усугублял ситуацию, снижая стабильность процесса.

Дополнительной проблемой была сложность очистки каналов от накипи и отложений. Со временем теплоотдача ухудшалась, и процесс литья требовал всё больше коррекций. Периодически возникала необходимость полной остановки производства для демонтажа и обслуживания форм, что не только снижало выпуск, но и увеличивало износ пресс-форм из-за перепадов температуры и гидроударов при запуске. Очевидно, что такая система уже не соответствовала текущим требованиям по качеству и скорости.

Какие решения были внедрены

После детального анализа мы пришли к выводу, что классическая схема охлаждения требует полной замены. Была разработана и внедрена система охлаждения нового типа на основе конформного охлаждения — то есть каналов, которые повторяют форму полости и обеспечивают максимально равномерное отведение тепла. Для изготовления элементов использовались технологии аддитивного производства (3D-печать из металла), что позволило создать геометрию каналов, невозможную в рамках традиционной механической обработки.

Также была реализована интеллектуальная система термоконтроля с разделением формы на несколько температурных зон. Каждая зона имеет свой регулятор и датчики, позволяющие динамически менять температуру в зависимости от текущих условий литья. Благодаря этому достигается высокая точность поддержания температур в ключевых участках, что критично для полимеров с узким диапазоном кристаллизации.

На изображении — внутренняя структура формы с конформными каналами охлаждения, обеспечивающая равномерную терморегуляцию

Что дало внедрение новой системы

Внедрение новой охлаждающей системы дало ощутимые и, что важно, измеримые результаты. Уже в течение первой недели тестов цикл литья сократился в среднем на 18%, а после полной настройки оборудования — на 22%. Это позволило увеличить объём выпуска продукции в смену почти на четверть без изменения числа работников и станков. Ещё одним заметным плюсом стало снижение брака — с 4,7% до 1,2%, что особенно важно при производстве серий с жёсткими геометрическими допусками. Благодаря равномерному охлаждению изделие стало менее подвержено короблению, а параметры размеров стабилизировались даже при скачках температуры в цеху.

Отдельно стоит отметить снижение энергозатрат: усовершенствованная система позволила сократить потребление энергии на охлаждение на 12%, что в пересчёте на год даёт существенную экономию. За счёт более стабильной тепловой среды снизилась нагрузка на термопластавтоматы, что также благоприятно отразилось на техническом ресурсе оборудования. Важным результатом стало и снижение времени простоев, поскольку необходимость в регулярной чистке каналов отпала — теперь они самоочищаются благодаря постоянной циркуляции и продуманной геометрии. Все эти изменения дали не только технологический, но и экономический эффект, укрепив позицию компании в рамках контрактных поставок и увеличив гибкость производственного графика.

Рекомендации для производств

Если ваша компания сталкивается с похожими проблемами — нестабильностью геометрии изделий, высокими циклами, частыми остановками из-за перегрева или сложностями в обслуживании — стоит рассмотреть возможность перехода к современным системам охлаждения. Однако внедрение подобных решений требует комплексного подхода. Важно не просто изменить каналы, а:

• Проанализировать текущую температурную карту формы
• Определить зоны перегрева и тепловых «ловушек»
• Внедрять систему с учётом особенностей конкретного материала
• Использовать симуляции Moldflow или аналогичные для оценки эффекта
• Сопровождать внедрение обучением персонала и наладкой оборудования

Переход на новое охлаждение — это инвестиция, которая окупается за счёт стабильного качества, увеличенного выпуска и снижения затрат на обслуживание. Мы убеждены, что именно такие шаги позволяют добиваться реальных улучшений в условиях современного конкурентного производства.