小型热压成型机的压力与温度系统是其核心,直接决定成品质量,在调试前的基础检查,因为机械结构不稳定或传感器不准,后续调试都是徒劳。
一、调试前的必要准备
在开始调试前,充分的准备工作能事半功倍,并确保安全。
1、机械基础检查:首先检查设备机械结构的稳定性。确保热压板的平行度在允许范围内(例如,高精度要求下,静态平行度误差应控制在±0.03mm至±0.05mm以内),这是压力均匀传递的基础。同时,检查导轨、丝杠等传动部件是否润滑良好,有无磨损或异物卡滞。
2、传感器与仪表校准:调试前,建议对压力传感器和温度传感器(如热电偶)进行校准。确保控制系统显示的数据真实反映实际值。温度校准可使用标准温度计作为参考,压力校准则需使用标准压力源或称重设备。
3、熟悉控制系统:仔细阅读设备说明书,了解触摸屏或控制仪表的操作方法。掌握如何设置和修改压力、温度、时间等工艺参数,以及如何进入PID参数调整界面。
二、温度系统调试技巧
温度控制影响着材料的熔融、流动和固化反应。
1、追求温度均匀性:理想的目标是热压板表面各点温差控制在±3℃以内。调试时,可在热压板不同位置(如中心、边缘)放置多个经过校准的热电偶,加热到工作温度后观察各点读数。若温差过大,可能需检查加热管是否部分损坏、热压板保温层是否完好,或考虑采用分区控温系统进行补偿。
2、优化PID参数:如果温度波动大(如设定200℃,实际在195℃-205℃间频繁波动),或到达设定温度时间过长,就需要调整PID参数。
- P(比例带):决定调节作用的强度。P值过小可能导致系统反应迟钝升温慢,P值过大则容易引起温度在设定值上下剧烈振荡。
- I(积分时间):用于消除静差。如果温度稳定后始终比设定值低(或高)一个固定值,通常需要减小积分时间以增强消除余差的能力。
- D(微分时间):根据温度变化趋势提前调节,有抑制波动的效果。如果温度在设定值附近持续小幅波动,可适当增加微分时间。
- 调整口诀:“先P后I,最后D”。先将I和D值设为无效(积分时间设到最大,微分时间设到0),然后逐步增大P值直到系统开始等幅振荡,再将P值略微减小到振荡消失,此时系统响应较快。然后逐步减小I值直到静差消除。最后微调D值来进一步平滑曲线。
3、设定合理的升温曲线:对于复合材料,尤其是厚制品,不宜直接快速升至目标温度。通常需要一个或多个升温平台(保温阶段),使材料内外温度均匀,并让低分子挥发物有充分时间排出,这对于减少气泡和内部应力至关重要。
三、压力系统调试技巧
压力系统负责压实材料,控制制品厚度和密度。
1、确保压力传递均匀:压力均匀性依赖于良好的机械平行度。调试时,可在上下压板间放置复写纸或软质锡纸进行合模压印,通过观察压痕颜色的深浅判断压力分布是否均匀。发现问题应优先从机械层面(如调整支撑螺栓、检查液压缸同步性)解决。
2、校准压力传感器:如果控制系统显示的压力值与用标准测力计在压板间实测的压力存在持续偏差,就需要对压力传感器进行零点和满量程的校准。
3、把握关键加压时机:对于树脂基复合材料,加压时机尤为关键。必须在树脂达到最佳黏度但尚未凝胶前完成加压。过早加压会导致树脂被大量挤出,造成“贫胶”;过晚加压则树脂已凝胶,无法有效排气和压实,会导致气泡和分层。这个时机通常与温度曲线中的某个点相关联。
4、运用多段压力控制:复杂的成型工艺可能需要多段压力控制。例如:
- 初始低压(预压):防止模具冲击和材料飞溅。
- 中间主压:使材料充满型腔,达到所需密度。
- 后期保压:补偿材料收缩,防止缩痕。
5、解决压力不稳与保压衰减:若出现压力波动或保压阶段压力下降过快,可依次排查:
- 液压系统:检查油位是否过低、油液是否污染、液压泵是否有异响、溢流阀是否工作正常。
- 密封性:检查油缸密封圈是否磨损导致内泄。
- 控制参数:在PLC或伺服驱动器中,适当缩短保压阶段的积分时间或启用自动补压功能,可以更及时地补偿压力损失。
四、压力与温度的协同优化
压力与温度并非独立,而是深度耦合、相互影响的。
- 温度是加压的基础:树脂的黏度由温度决定,因此温度曲线直接定义了有效的加压时间窗口。
- 顺序与联动:典型的调试顺序是先调平行度(机械基准)→再调温度(材料固化条件)→最后在温度平台上精确调试压力参数。更高级的调试会利用设备的多段程序控制功能,编写温度与压力的联动程序。例如,在升温至某一阶段时自动触发加压动作,确保工艺的精确重复。
为了更直观地展示不同材料的调试侧重点,请参考下表:

小型热压成型机的压力与温度系统调试是一个系统性的“精细活”。其核心逻辑在于:以良好的机械精度为基础,通过传感器校准确保“感知”准确,再通过合理的参数设置(曲线)和精密的PID控制实现“执行”精准,最终达到压力与温度在时序和量值上的协同,从而压制出高质量的产品。