0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Модернизация самодельной мини-печи для фьюзинга; применение программируемого термоконтроллера Altec-рс410, краткая технология спекания, программирование

Модернизация самодельной мини-печи для фьюзинга – применение программируемого термоконтроллера Altec-рс410, краткая технология спекания, программирование

Самодельная печь для фьюзинга из электрической конфорки хороша многим, но в имеющейся конфигурации были два очень серьезных недостатка. Печь, даже в утепленном варианте имела довольно большие потери излучением (при высоких температурах), это не позволяло делать правильный отжиг спекшихся деталей – стекло после печи имело значительные внутренние напряжения. Это приводило к повышенному браку. Часто детали лопались при пайке (монтаже их средствами витражной техники Тиффани).

Второй момент – большое неудобство, впрочем, сугубо организационного смысла. Управление ходом сплавления вручную по таймеру. При этом, оператор был привязан к печи часами. Пропустив важный момент, можно было запросто испортить ценную заготовку. Применение недорогого программируемого промышленного контроллера китайского производства позволило нейтрализовать оба недостатка и сделать работу максимально простой и технологичной, вида – положил-включил-завтра забрал готовое.

Фото 3. Пример деталей выполненных в технике фьюзинг, в описываемой печи. Фото 1,2 – заготовки; фото 3 – готовые детали, установленные в витражный абажур светильника.

Минимально необходимая теория

В целом, весь процесс сплавления стекол должен подчиняться определенной сложной зависимости время-температура. Часто ее называют термопрофилем. Для лучшего понимания наших действий, рассмотрим термопрофиль сплавления художественного стекла для фьюзинга, ходовой марки Spektrum.

Экспериментальный выстраданный термопрофиль стекла для фьюзинга Spektrum, получившийся в авторской печи, где: r – скорость изменения температуры. Нарисован несколько не в масштабе.

Шаг 1 – довольно медленный разогрев стеклянной заготовки. Медленно, но верно. Высокая скорость нагрева может привести к растрескиванию заготовки. Выбранный темп нагрева применителен к моим небольшим размерам, в больших печах с большими размерами заготовок скорость нагрева следует снизить. При этом можно задействовать нагрев двухступенчатый – после

600°С стекло начинает плавиться и скорость нагрева можно сильно увеличить. Здесь, это более сложное программирование и в целом, выигрыш времени невелик. Греем до 720°С и выдерживаем 10 секунд. Выбранной температурой и временем можно регулировать вид получаемого изделия. Например: выбранные параметры позволяют получить несколько сглаженный, плавный профиль наплавных элементов (Фото 3). Немного уменьшив их (параметры)(удобнее изменять один параметр – изменения будут мягче, точнее) можно получить верхние детали выше, менее оплавленные, сильнее торчащие из основы. Напротив – увеличив, получим единую ровную стекляшку, где все элементы будут заподлицо.

Читать еще:  Самодельная ловушка для ловли живца в толще воды

Шаг 2 – охлаждение сплавленной детали до температуры отжига и выдержка ее при этой температуре 2 ч. Здесь следует сказать, что нужно стремиться к максимальной скорости охлаждения на участке 720°С — 550°С. Иногда в этот момент печь приоткрывают. Температура легко определяется визуально – светящаяся малиновым деталь бледнеет и в момент, когда начинают четко различаться цвета стекла, закрываем крышку печи. Медленное охлаждение в этом диапазоне температур чревато таким явлением как расстеклование – на поверхности детали появляются мельчайшие трещинки, цвета мутнеют. Впрочем, типичная печь для фьюзинга делается из очень легковесных огнеупоров и температурная инерция у нее мала. Обычно, превосходно обходится и без открывания, остывает быстро и так. 2 часа отжига – вероятно, несколько избыточно, с гарантией. Можно обойтись и меньшим временем, но лучше провести эксперименты – сделать несколько отжигов с разным временем, образцов максимального размера из прозрачного стекла и исследовать их на полярископе. Минимальное время отжига, при котором не удастся обнаружить внутренние напряжения, можно несколько увеличить и принять для повседневной работы.

Простой эквивалент полярископа можно без труда «сделать» из поляризационной пленки от ЖК экранов мобильных телефонов или портативных электронных игр и компьютерного ЖК монитора. На монитор выводится белый фон – это готовая подсветка и первая поляризационная пленка (уже внутри). Вторая пленка, внешняя, располагается перед экраном на некотором расстоянии. Сквозь нее мы смотрим на экран. Стеклянная деталь располагается плашмя, между экраном и внешней пленкой. Внешний кусочек пленки вращаем плашмя и смотрим через нее. При некотором ее положении, можно увидеть в стекле фиолетовые разводы. Это и есть внутренние напряжения. Во время эксперимента, все можно держать в руках. В качестве контрольных, можно рассмотреть внутренние напряжения пластиковых прозрачных деталей – коробочку от CD, прозрачную линейку и пр. Они (напряжения) там есть всегда.

Шаг 3 – в детали равномерно прогретой до температуры чуть-чуть ниже температуры начала плавления (наши 550°С) все частички стекла, за выбранное время, принимают спокойное, расслабленное положение, все друг другу улыбаются. Теперь нужно охладить деталь очень медленно, иначе, остывая быстро, первыми охладятся внешние слои, в то время как внутренние еще будут горячими. И – снова-здорова. Если важно оптимизировать процесс – расход электричества, время, то полярископ в руки и эксперименты, эксперименты и еще раз эксперименты. В мастерской не промышленной, дома, часто удобнее важные параметры выбрать с запасом.

Читать еще:  Самодельная газовая горелка

300°С все равно печь будет остывать быстрее, чем от тех же 300 до комнатной температуры – потери на излучение.

Простой температурный ПИД-контроллер задействованный в первой ипостаси печи. Умеет только точно удерживать выбранную температуру. Делает он это хорошо, молодец, только в данном применении этого, как в песне поется — мало.

Применение программируемого термоконтроллера, способного самостоятельно поддерживать внутри печи нужный термопрофиль, кроме полной автоматизации – смены температур в нужный момент, вполне решает и описанную задачу. То есть, скорость изменения температур (и ее постоянство) задается и очень точно контролируется. По крайней мере, те, которые способна обеспечить печь. Наши две главные скорости – первоначального нагрева и остывания в конце процесса удается задавать и регулировать в нужных пределах в полной мере.

Новый контроллер

Термоконтроллер Altec-pc410, способен обеспечивать сложный температурный процесс по заданному термопрофилю. Применяется в основном в паяльных станциях для монтажа BGA микросхем.

В качестве «Большого Брата» выбран термоконтроллер Altec-pc410 китайского производства. Его основная специализация – применение в BGA паяльных станциях. Микросхемы такого типа имеют контактные площадки для пайки, на дне и микросхема при монтаже греется насвозь. Сверху. Это обуславливает точное слежение за температурами и контролируемую скорость их нарастания во избежание термоудара. В отличие от множества аналогов, например популярного «печного» ОВЕНа-251, здесь задается не время на каждый шаг программы, а именно скорость нарастания, как параметр более значимый и информативный для помянутой пайки. Но для работы со стеклом это также удобнее! К тому же Altec имеет больше памяти (программ) и стоит, более чем в два раза дешевле отечественного. К минусам его, следует отнести менее наглядную индикацию, без вычерченной кривой со светодиодиками, передняя панель Altec кажется более сложной, без мнемосхем, а поскольку пользуются фьюзинг-печами в основном барышни, это серьезное препятствие. Впрочем, программируется элементарно. Пользоваться еще проще.

Подключение

Здесь, термоконтроллер, для проверки был подключен на живую нитку к старому блоку управления, вместо контроллера обычного, однотемпературного, не программного. Контроллер не установлен в корпус как положено – это только проверка работоспособности прибора и идеи. В дальнейшем, контроллер будет работать с новой, несколько большей печью, в своем корпусе, с трехфазной нагрузкой.

Управляющий выход прибора подключен к имеющемуся тиристорному ключу, на вход подан сигнал с заделанной в печь термопары К-типа (хромель-алюмель). Устройство дополнительно требует две внешних кнопки «Пуск» и «Стоп». Причем, контакты «Пуск» должны быть замкнуты все время выполнения программы. В предыдущем варианте для некоторого снижения темпа нагрева, последовательно с нагревателем печи было включено внешнее сопротивление – масляный нагреватель 2кВт.

Читать еще:  Самодельная мухобойка с функцией обстрела насекомых

Отныне его можно не использовать – на задней стенке блока удалена розетка для его подключения, изменена коммутация.

Программирование

Следует понимать, что существует не один вариант описываемого прибора – т.н. «исполнения», вполне могущие отличаться в незначительных деталях. Общий принцип, однако, един.

Первоначальное конфигурирование

Прибор универсальный и перед работой следует его сконфигурировать — включить нужные функции, ограничить их в нужных пределах, отключить ненужные, изменить некоторые параметры для удобной работы в конкретном применении. Здесь, например, можно включить и настроить релейный выход. Им можно подавать сигнал вблизи максимальной температуры – для ручного открывания крышки печи.

Прибор предназначен для работы в составе паяльного оборудования. Максимальная температура при этом — 400°С. В фабричной конфигурации контроллер работает в этих пределах.

Итак. Для входа в меню параметров конфигурации следует нажать и удерживать более 3 сек. клавишу PAR/SET, найти параметр SP h и установить его нужное значение. В данном случае, хотя бы 800°С.

Программирование термопрофиля

Трактирщик. Вы целовались с ним на балконе!
Дама. А вы танцевали с дочкой генерала.
Трактирщик. Танцевать прилично!
Дама. Черт побери! Вы шептали ей что-то на ухо все время!
Трактирщик. Я шептал ей: раз, два, три! Раз, два, три! Раз, два, три! Она все время сбивалась с такта.
Дама. Смешно!


Е.Шварц. Обыкновенное чудо.

Здесь все очень просто. Приведу наглядную памятку, с лицевой панели разрабатываемого блока управления.

То есть программа состоит из нескольких шагов, каждому шагу соответствует три параметра: L- нужная температура; d – время ее удержания; r – скорость ее нарастания. Ага – раз-два-три, раз-два-три, раз-два-три… Остальное очевидно.

Программа для приведенного выше термопрофиля выглядит так: r1=0.15 L1=720 d1=10; r2=99.98 L2=550 d2=5400; r3=0.05 L3=40 d3=1

Выводы

Получилось чудо как хорошо! Однажды настроенная печь работает исключительно, без малейшей мороки и вполовину экономнее. Спекание превратилось в сплошное удовольствие.
Передняя панель при некоторой привычке показалась вполне информативной и понятной. Даже при беглом взгляде легко понять, какой момент отрабатывает программа.
Очень хотелось связать контроллер с компьютером. Возможность такая есть, но оказалось – совершенно незачем. Блажь и только. Легко программируется и без компьютера. Один раз. Потом только вызывается нужная программа из памяти. Более того, все программное обеспечение (есть несколько вариантов) для РС-шника, тоже для пайки – до 400°С. Ну да и черт с ним.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector