ممکن است تاکنون دستگاه چیلر را دیده باشید و یا حداقل نام آن به گوش شما خورده باشد. چیلر نوعی دستگاه خنک کننده است که انواع مختلفی دارد. دو نوع بسیار رایج و مشهور چیلرها، چیلرهای هوا خنک و چیلرهای آب خنک هستند. هر کدام از چیلرها برای موارد خاصی ساخته شده‌اند و کاربردهای متفاوتی دارند. تفاوت چیلرهای هوا خنک و آب‌خنک در نوع موادی است که به وسیله آن، سبب خنک شدن دستگاه‌های مختلف می‌شوند. همانگونه که از نام آنها پیداست، چیلرهای هوا خنک از جریان هوا و تبادل گرما بین دستگاه و مولکول‌های هوا سبب خنک شدن دستگاه‌های مختلف می‌شوند؛ اما چیلرهای آب‌خنک فرایند خنک سازی دستگاه‌ها را به وسیله آب انجام می‌دهند. در این مقاله قصد داریم به دو فرایند ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ با استفاده از چیلر بپردازیم. در ابتدا شما را با این دو فرایند آشنا کرده و سپس سیکل تولید آنها و خنک کاری با دستگاه چیلر و دیگر روش‌ها را بررسی می‌کنیم. پس تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.
آشنایی با فرایند ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ
در ابتدا به فرایند ترموفرمینگ می‌پردازیم و در ادامه، شما را با فرایند وکیوم فرمینگ آشنا می‌کنیم. ترموفرمینگ به فرایندی گفته می‌شود که در آن یک ورق، فیلم یا شیت از جنس پلاستیک تا دمایی خاص که در آن دما آن پلاستیک شکل انعطاف پذیری به خود بگیرد، حرارت داده شده و سپس به قالب مورد نظر می‌چسبد. پس از آن، با آب سرد چیلر خنک کاری یا سرد شدن صورت می‌گیرد و همین مسئله باعث می‌شود که ورق شکل قالب را بگیرد. در آخر نیز قسمت‌های اضافی برش داده می‌شود تا محصول نهایی به وجود بیاید. از این روش برای تولید انواع قطعات نازک و ورقی شکل که کاربردهای فراوانی دارند استفاده می‌شود. از جمله این قطعات می‌توان به پنل‌های درب و داشبورد خودروها، پالت‌های پلاستیکی، مواد بسته‌بندی پزشکی، انواع ظروف یکبار مصرف، ورقه‌های لوازم خانگی و… اشاره کرد.
فرایند وکیوم فرمینگ نیز یک نوع خاص از فرایند ترموفرمینگ است. در این روش ورق پلاستیکی حرارت داده می‌شود و سپس آن را به سطح قالب نزدیک می‌کنند. به دنبال این نزدیکی، خلاء ایجاد شده بین پلاستیک و قالب باعث می‌شود که پلاستیک محکم به سطح قالب بچسبد و فرم داده شود. علاوه بر وکیوم فرمینگ، می‌توان از روش‌ها و ابزارهای دیگری مانند مکانیکال فرمینگ و پرشر فرمینگ نیز برای تولید قطعات مختلف استفاده کرد. مهمترین موادی که بیشترین استفاده را در فرایند ترموفرمینگ دارند به شرح ذیل هستند.
- پلی اتیلن‌های مختلف
- ABS
- PVC
- پلی استایرن
- پلی پروپیلن یا همان PP
- آکریلیک یا همان پلی متیل متاکریلات(پلکسی گلاس یا PMMA)
- پلی کربنات یا همانPC
و…
چرا سیکل فرایند ترموفرمینگ(وکیوم فرمینگ) به خنک کاری نیاز دارد؟
اکنون به موضوع اصلی مقاله یعنی خنک کاری فرایند ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ با دستگاه چیلر بپردازیم. اگر با دستگاه تزریق پلاستیک آشنایی داشته باشید، می‌دانید که برای تولید قطعه از آب سرد یا همان کولینگ چیلر برای خنک‌کاری قطعه در قالب استفاده می‌شود. این امر به منظور کاهش مدت زمان تولید قطعه و قالب‌گیری و افزایش کیفیت محصول صورت می‌گیرد. فرایند ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ نیز مشابه فرایند تزریق پلاستیک است؛ به این صورت که با استفاده از آب سرد یا همان کولینگ چیلر که در مدار دستگاه‌های ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ جریان دارد، دمای قالب و دستگاه را کاهش می‌دهند تا بتوانند مدت زمان تولید قطعه را کاهش داده و تیراژ تولید افزایش یابد. سرمایش تولید شده توسط چیلر بسیار حساب شده و صحیح است که همین مسئله از ایجاد تنش‌های ناخواسته در تولید محصول جلوگیری کرده و عیوب ظاهری قطعه تولیدی را به حداقل می‌رساند.
یکی از رایج‌ترین و بزرگ‌ترین اشتباهات ترموفرمینگ کارها، دادن گرمای بیش از حد به شیت‌ها است. این مسئله باعث می‌شود که در مرحله خنک‌کاری به سرمایش بیشتری احتیاج پیدا کنند؛ یعنی آب سرد چیلر با دمای پایینتری مورد نیاز است و یا اینکه مدت زمان خنک کاری افزایش می‌یابد. برای جلوگیری از این مشکل و رسیدن به بهینه‌ترین حالت ممکن، اپراتور دستگاه ترموفرمینگ باید بر اساس جنس ماده اولیه محصول، بر اساس جداول موجود حرارت دهی را تنظیم کند تا اتلاف انرژی و هزینه‌های ناشی از کارکرد زیاد دستگاه چیلر کاهش یابد.
خنک کاری فرایند ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ با دستگاه چیلر و دیگر روش‌ها
تنها دستگاهی که در صنعت به دقیق‌ترین و مناسب‌ترین شکل ممکن می‌تواند آب سرد مورد نیاز برای خنک کاری دستگاه و قالب ترموفرمینگ و وکیوم فرمینگ را فراهم کند، دستگاه چیلر است. در گذشته به جز چیلر، از دستگاه دیگری برای کاهش دمای آب کولینگ استفاده می‌کردند که آن دستگاه، برج خنک کننده نام داشت؛ اما استفاده از این دستگاه مشکلات فراوانی داشت؛ از جمله این مشکلات می‌توان به عدم کارایی برج خنک کننده در کاهش زیاد دمای آب و تنظیم دقیق آن اشاره کرد. به همین دلیل، امروزه استفاده از دستگاه برج خنک کننده بسیار کمتر شده اما در برخی از کارگاه‌ها که همچنان از دستگاه‌های قدیمی برای خنک کردن سیستم‌ها استفاده می‌کنند، دستگاه برج خنک کننده همچنان کارایی دارد.
مهمترین و اصلی‌ترین مشکل دستگاه برج خنک کننده، مصرف آب زیاد است؛ چون این دستگاه مدار باز است و کاهش دمای آب به روش تبخیری انجام می‌شود. به علاوه، آب مصرفی همواره به گند زدایی و رسوب زدایی نیاز دارد که این کار بسیار هزینه بر بوده و به علت باز بودن مدار، مستعد رشد انواع باکتری‌ها و قارچ‌ها است. رشد باکتری‌ها نیز به نوبه خود زمینه بیماری‌های بیشماری را فراهم می‌کند. خوشبختانه دستگاه چیلر این مشکلات را ندارد. نوع تراکمی هوا خنک دستگاه چیلر دارای مداری کاملاً بسته است که بدون مصرف آب می‌تواند با دقت بسیار بالایی دمای آب را کاهش دهد. این ویژگی دستگاه چیلر سبب کاربرد فراوان و گسترده آن در صنایع مختلف از جمله خنک کاری دستگاه‌هایی مثل ترموفرمینگ، وکیوم فرمینگ، اکسترودر و… شده است.
چیلر چگونه قالب ترموفرمینگ را خنک کاری می‌کند؟
مهمترین و اصلی‌ترین وظیفه دستگاه چیلر، فارغ از نوع آن، عمل سردسازی آب است. همانطور که گفتیم، چیلرها انواع مختلفی دارند؛ اما در بیشتر از ۹۵ درصد مواقع نوع آنها تراکمی است؛ به گونه‌ای که ساختار آنها برای کار مداوم صنعتی طراحی شده است. به دلیل کاربرد فراوان چیلرهای تراکمی در صنایع مختلف و نوع ساختاری که دارند، به آنها چیلر تراکمی صنعتی نیز گفته می‌شود. اکنون می‌خواهیم بدانیم که
دستگاه چیلر از چه اجزایی ساخته شده است؟
دستگاه چیلر، شامل اجزایی همچون کندانسور هواخنک، اپراتور، کمپرسور و شیر انبساط است. همانطور که می‌دانید، آبی که از فرایند ترموفرمینگ می‌آید آب گرم است. این آب گرم وارد اپراتور چیلر شده و توسط یک گاز به نام گاز مبرد که دائماً در چیلر در حال گردش است، سرد می‌شود. آب سرد شده از اپراتور خارج شده و مجدداً وارد دستگاه ترموفرمینگ می‌شود و به سمت قالب‌ها فرستاده می‌شود تا گرمای فرایند را دوباره به خود جذب کند و دوباره به چیلر برگردد. همانطور که مشاهده می‌کنید، این فرایند به صورت یک سیکل بوده که مدام در جریان است. در برخی سیستم‌ها فرایند ترموفرمینگ با هوای دمیده شده فن‌ها خنک می‌شود. در این دستگاه‌ها آب سرد را می‌توان به دستگاهی مثل هواساز منتقل کرد تا به وسیله باد وزیده شده توسط فن‌های هواساز با دمای پایین به فرایند ترموفرمینگ وارد شده و دفع گرما به صورت بهتری انجام شود.
