Elk metaalmateriaal heeft een vaste lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt, en de discrepantie tussen de uitzettingscoëfficiënt van de legering van de thermokoppelmantel en het gietstaal is een factor die gemakkelijk over het hoofd wordt gezien en die langdurige contactinstabiliteit en temperatuurschommelingen op de lange termijn veroorzaakt. Wanneer de hotrunner opwarmt tot de productietemperatuur, zetten de sondemantel en de wand van het spruitstuk/mondstukmontagegat met verschillende snelheden uit, waardoor de drukdichtheid van de veerbajonetstructuur verandert, waardoor variabele luchtspleten ontstaan tussen de sensortip en de bodem van het gat, wat resulteert in geleidelijk groeiende meetafwijkingen na weken van continue productie. Door thermokoppelmantelmaterialen aan te passen met vergelijkbare uitzettingscoëfficiënten als gietstaal en de veercompressieslag te optimaliseren, kan een stabiel nauw contact in alle temperatuurbereiken worden gehandhaafd.
Hotrunnerplaten voor matrijzen zijn meestal gemaakt van P20, H13, S136-vormstaal, met lineaire thermische uitzettingscoëfficiënten variërend van 11,0×10⁻⁶/ graad tot 13,5×10⁻⁶/ graad. Verschillende thermokoppelmantellegeringen hebben enorm verschillende uitzettingscoëfficiënten: gewoon 304 roestvrij staal is 17,2 × 10⁻⁶/ graad, 316L roestvrij staal is 16,0 × 10⁻⁶/ graad, Hastelloy-legering is 12,8 × 10⁻⁶/ graad, Inconel-legering is 13,1 × 10⁻⁶/ graad. Hoe dichter de uitzettingscoëfficiënt van de mantel bij het gietstaal ligt, hoe kleiner het uitzettingsverschil tijdens verwarming en hoe stabieler de contactdruk van de veersonde.
Gewone 304 roestvrijstalen omhulsels hebben een veel hogere uitzettingscoëfficiënt dan H13-vormstaal. Wanneer de mal opwarmt tot 300 graden, zet de buitendiameter van de mantel veel meer uit dan de binnendiameter van het montagegat, waardoor de wand van het gat strak wordt samengedrukt en de ingebouwde veer buitensporig wordt samengedrukt. Na langdurige -termijnover- compressie krijgt de veer last van elastische vermoeidheid en verliest hij de terugveerkracht. Wanneer de mal afkoelt, krimpt de mantel terug en kan de vermoeide veer de sensortip niet in de bodem van het gat duwen, waardoor een vaste luchtspleet van 0,3–0,6 mm ontstaat, wat een continu temperatuurverschil van 4–9 graden veroorzaakt. Deze drift ontwikkelt zich langzaam en geeft geen alarmsignaal, maar wordt alleen weerspiegeld in onstabiele productmaattoleranties en uiterlijke defecten na massaproductie.
De omhulsels van Hastelloy en Inconel-legeringen voor hoge- temperaturen hebben uitzettingscoëfficiënten die sterk overeenkomen met die van H13- en S136-hotrunnerstaal. Het uitzettingsverschil tussen de mantel en de wand van het montagegat na verwarming wordt binnen een extreem klein bereik geregeld, de veer draagt slechts een milde drukbelasting zonder langdurige -termijn over-extrusiemoeheid, en de elastische compressiekracht kan gedurende meer dan 5 maanden worden gehandhaafd bij een continue productie van 24- uur. Voor hoge-temperatuur PEEK-mallen met glasvezelversterkte kunststof met een werktemperatuur op lange termijn boven de 320 graden zijn omhulsels van hoogwaardige legeringen verplicht om contactverzwakking als gevolg van niet-overeenstemmende uitzetting te voorkomen.
Zelfs met op elkaar afgestemde uitzettingscoëfficiënten van de mantel en het vormstaal zal een onredelijk ontwerp van de veerslag nog steeds contactstoringen veroorzaken. Bij het aanpassen van bajonetthermokoppels moet de gereserveerde compressieslag van de veer een bufferruimte van 1-2 mm reserveren, afhankelijk van het maximale thermische uitzettingsverschil van de mantel en het vormgat. Als de veerweg te kort is, zullen zelfs kleine uitzettingsverschillen de veer volledig tot het uiterste samendrukken, wat leidt tot vermoeidheidsbreuken; een te grote slag zorgt ervoor dat de sensortip tijdens het trillen van de mal losjes in het gat gaat trillen, wat resulteert in fluctuerende temperatuurmetingen.
Ondersteunen van optimalisatiemaatregelen om de risico's van mismatch bij uitzettingscoëfficiënten te compenseren. Voor bestaande mallen uitgerust met 304 roestvrijstalen sondes die niet in batches kunnen worden vervangen, vergroot u de gereserveerde diepte van het montagegat van het thermokoppel met 1,5 mm om het bereik van de veercompressiebuffer uit te breiden, en upgradet u de standaardveren naar veren van gelegeerd materiaal met een hoge veerweg en anti{4}}vermoeidheid om over- elastische compressiedemping te weerstaan. Geef bij het ontwerpen van nieuwe hotrunner-matrijzen prioriteit aan bijpassende thermokoppels met Hastelloy-mantel voor matrijzen voor continue productie op hoge- temperatuur, en reserveer standaard bufferslaggaten voor sondes in de tekenfase. Trek tijdens het reguliere maandelijkse onderhoud de sondes uit om de veerkracht van de veer te controleren; Een langzame en onvolledige rebound geeft aan dat langdurige expansiecompressie vermoeidheid heeft veroorzaakt, en dat de sonde van tevoren moet worden vervangen om verborgen gevaren te elimineren.
Een redelijke afstemming van de uitzettingscoëfficiënt van de thermokoppelmantel en het materiaal van vormstaal kan de contactopening tussen de sensortip en de bodem van het gat onder de 0,1 mm houden in het volledige temperatuurbereik van kamertemperatuur tot productiehoge temperatuur, waardoor verborgen fouten in de temperatuurafwijking op lange termijn, veroorzaakt door inconsistente thermische uitzettingsvervorming van metalen componenten, fundamenteel worden opgelost.
