熱膨張は、加熱サイクル中のすべてのホット ランナー金属コンポーネントの避けられない物理的特性であり、熱電対プローブ、マニホールド、ノズル間の熱膨張係数の不一致により、センサーの接触完全性と内部ワイヤ構造が徐々に破壊され、徐々に温度ドリフトや断続的な開回路故障の根本原因として見落とされることがよくあります。{0}}ホット ランナー マニホールドとノズルは、金型鋼、ベリリウム銅、高導電率黄銅合金から製造されており、それぞれ 12 ppm/度から 22 ppm/度の範囲の明確な線熱膨張率を持っています。ステンレス鋼およびインコネル熱電対シースの膨張係数は約 8 ～ 10 ppm/度 と低くなります。システムが周囲温度から 280 ～ 380 度の動作温度まで加熱すると、マニホールドとノズルは埋め込まれた熱電対プローブよりも急激に外側に膨張し、センシング アセンブリに持続的な機械的押し出しと張力が生じます。
バネ-式のノズルチップ熱電対は、熱膨張応力の矢面にさらされます。冷間始動時、スプリングはプローブ接合部とノズルコア間の密着を維持します。加熱後、ノズルの金属が膨張して内部のバネが伸び、圧縮圧力が減少し、薄い絶縁エアギャップが形成されます。毎日繰り返される加熱と冷却のサイクルはスプリングの疲労を引き起こします。数千回の熱サイクルの後、スプリングは弾性回復能力を失い、翌朝の冷間始動時に密着をリセットできなくなります。多くの金型技術者は、最初の取り付け時にのみネジのトルクを調整し、最初の完全な熱サイクル後の膨張による緩みを補うための二次トルク検査の必要性を無視しています。- -膨張に対抗するためにネジを締めすぎると、逆の損傷が発生します。ノズルの熱膨張により、外装シースの内側の薄い感知接合部が押しつぶされ、内部の熱電対ワイヤが破損し、生産中に TC OPEN アラームがトリガーされます。-。
埋め込まれたディープ-ウェルマニホールド熱電対は、半径方向の膨張による摩擦による損傷に直面します。マニホールドの深い穴は高温で放射状に拡大し、挿入された装甲シースを圧迫します。シースの外壁と穴の金属の間の絶え間ない摩擦により、保護酸化マグネシウム絶縁層に傷がつき、内部のプラスとマイナスの熱線が接地接触や短絡の危険にさらされます。-。薄い 0.6 mm のシース壁を備えた安価な汎用熱電対は、数百回の熱サイクルで摩耗しますが、ハイエンドのオリジナル センサーは、摩擦摩耗を軽減するために研磨された外面を持つ厚い 1.2 mm インコネル シースを採用しています。{6}}
熱膨張により、外部の熱電対ワイヤーハーネスも損傷します。狭いワイヤ チャネルに通された固定延長ケーブルを加熱したり、引っ張ったり、ねじったりすると、モールド プレートが膨張してわずかに移動します。繰り返される引張応力により、細い熱電対ワイヤの内部に微小な亀裂が生じ、完全な破断までゆっくりと広がります。-標準の取り付けプロトコルでは、3 つの重要な手順を通じて膨張による損傷を軽減します。埋め込まれたプローブに対して 0.3 ～ 0.5 mm の軸方向クリアランスを確保すること、トルク制限ドライバーを使用して標準化された取り付けネジ圧力を設定すること、そして熱膨張時のモールド プレートの移動を吸収するために配線チャネルに緩いケーブルのたるみを残すことです。-毎月のメンテナンスには、スプリング張力とシース表面の磨耗の冷間状態での分解検査が含まれ、温度測定値が不安定になる前に疲労したスプリングや傷のあるプローブを交換する必要があります。{8}}適切な膨張補償設計により、熱電対の耐用年数が 100% 以上延長され、複数キャビティのホット ランナー金型における断続的な温度変動障害の 80% が排除されます。-
