Chaque matériau métallique a un coefficient de dilatation thermique linéaire fixe, et l'inadéquation entre le coefficient de dilatation de l'alliage de la gaine du thermocouple et de l'acier du moule est un facteur facilement négligé, provoquant une instabilité de contact et une dérive de température à long terme-. Lorsque le canal chaud chauffe jusqu'à la température de production, la gaine de la sonde et la paroi du trou de montage du collecteur/buse se dilatent à des rythmes différents, modifiant l'étanchéité à la compression de la structure à baïonnette à ressort, formant des entrefers variables entre la pointe de détection et le fond du trou, ce qui entraîne une expansion progressive de l'écart de mesure après des semaines de production continue. L'association de matériaux de gaine de thermocouple avec des coefficients de dilatation similaires à ceux de l'acier moulé et l'optimisation de la course de compression du ressort peuvent maintenir un contact étroit et stable dans toutes les plages de température.
Les plaques à canaux chauds de moule sont principalement constituées d'acier pour moule P20, H13, S136, avec des coefficients de dilatation thermique linéaire allant de 11,0×10⁻⁶/degré à 13,5×10⁻⁶/degré. Différents alliages de gaine de thermocouple ont des coefficients de dilatation très différents : l'acier inoxydable 304 ordinaire est de 17,2 × 10⁻⁶/degré, l'acier inoxydable 316L est de 16,0 × 10⁻⁶/degré, l'alliage Hastelloy est de 12,8 × 10⁻⁶/degré, l'alliage d'Inconel est de 13,1 × 10⁻⁶/degré. Plus le coefficient de dilatation de la gaine est proche de celui de l'acier moulé, plus la différence de dilatation pendant le chauffage est faible et plus la pression de contact de la sonde à ressort est stable.
Les gaines ordinaires en acier inoxydable 304 ont un coefficient de dilatation beaucoup plus élevé que l'acier pour moule H13. Lorsque le moule chauffe à 300 degrés, le diamètre extérieur de la gaine se dilate bien plus que le diamètre intérieur du trou de montage, serrant étroitement la paroi du trou et comprimant excessivement le ressort intégré -. Après une compression excessive à long-terme-, le ressort subit une fatigue élastique et perd sa force de rebond. Lorsque le moule refroidit, la gaine se rétracte et le ressort fatigué ne peut pas pousser la pointe de détection pour s'adapter au fond du trou, formant un entrefer fixe de 0,3 à 0,6 mm, déclenchant une dérive continue de température de 4 à 9 degrés. Cette dérive se développe lentement et n'a pas de signal d'alarme, se traduisant uniquement par une tolérance dimensionnelle instable du produit et des défauts d'apparence après la production en série.
Les gaines en alliage haute température Hastelloy et Inconel-ont des coefficients de dilatation hautement adaptés à ceux de l'acier à canaux chauds H13 et S136. La différence d'expansion entre la gaine et la paroi du trou de montage après chauffage est contrôlée dans une plage extrêmement petite, le ressort ne supporte qu'une légère charge de compression sans fatigue d'extrusion à long-sur-, et la force de compression élastique peut être maintenue pendant plus de 5 mois sous 24-heures de production continue. Pour le PEEK à haute température, les moules à canaux chauds en plastique renforcé de fibre de verre avec une température de fonctionnement à long terme supérieure à 320 degrés, des gaines en alliage hautement adaptées sont obligatoires pour éviter l'atténuation de contact causée par un décalage d'expansion.
Même avec des coefficients de dilatation adaptés de la gaine et de l'acier du moule, une conception déraisonnable de la course du ressort entraînera toujours une défaillance du contact. Lors de la personnalisation des thermocouples à baïonnette, la course de compression réservée du ressort doit réserver un espace tampon de 1 à 2 mm en fonction de la différence de dilatation thermique maximale de la gaine et du trou du moule. Si la course de compression du ressort est trop courte, même de petites différences de dilatation compriment complètement le ressort jusqu'à la limite, conduisant à une rupture par fatigue ; Une course excessive fera trembler la pointe de détection à l'intérieur du trou pendant la vibration du moule, ce qui entraînera des lectures de température fluctuantes.
Soutenir les mesures d’optimisation pour compenser les risques d’inadéquation des coefficients de dilatation. Pour les moules existants équipés de sondes en acier inoxydable 304 qui ne peuvent pas être remplacées par lots, augmentez la profondeur réservée du trou de montage du thermocouple de 1,5 mm pour élargir la plage du tampon de compression du ressort et améliorez les ressorts standard en ressorts en alliage anti-fatigue à débattement élevé pour résister à une atténuation élastique par compression excessive. Lors de la conception de nouveaux moules à canaux chauds, donnez la priorité aux thermocouples à gaine Hastelloy correspondants pour les moules de production continue à haute température - et réservez les trous de course tampon standard pour les sondes au stade de l'étirage. Lors de l'entretien mensuel régulier, retirez les sondes pour vérifier l'élasticité du rebond du ressort ; un rebond lent et incomplet indique que la compression d'expansion à long terme - a provoqué de la fatigue et que la sonde doit être remplacée à l'avance pour éliminer les dangers cachés de dérive.
Une correspondance raisonnable du coefficient de dilatation de la gaine du thermocouple et du matériau en acier du moule peut maintenir l'écart de contact entre la pointe de détection et le fond du trou en dessous de 0,1 mm dans toute la plage de température, de la température ambiante à la température de production élevée, résolvant fondamentalement les défauts de dérive de température cachés à long terme causés par une déformation par dilatation thermique incohérente des composants métalliques.
