Formowanie wtryskowe
Z Wikipedii
Formowanie wtryskowe to technika formowania tworzyw sztucznych polegająca na wtłaczaniu stopionego tworzywa do formy, w której zastyga ono (zestala się) w kształtkę. Formowanie wtryskowe (krótko: wtrysk) jest cyklicznym procesem przetwórstwa tworzyw sztucznych w postaci granulatu. Przebiega on przez następujące etapy
Spis treści |
[edytuj] Etapy procesu wtrysku
[edytuj] Ogrzewanie i uplastycznianie
Obecnie stosuje się wtryskarki ślimakowe. Tworzywo dozowane z zbiornika przesuwane jest przez obracający się ślimak. Cylinder wtryskarki ogrzewany jest za pomocną elementów grzejnych (elektrycznych, rzadziej olejowych) Tworzywo ogrzewa się od ścianek cylindra a także w wyniku tarcia. Ruch obrotowy ślimaka powoduje przesuwanie się tworzywa w cylindrze wtryskarki (w kierunku czoła wtryskarki)oraz silne mieszanie tworzywa co sprzyja równomiernemu ogrzaniu tworzywa.
[edytuj] Wtrysk do formy
Ślimak wtryskarki może wykonywać dwa rodzaje ruchu. Ruch obrotowy stosowany podczas uplastyczniania tworzywa oraz ruch posuwisto zwrotny stosowany w czasie etapu wtrysku. Ślimak spełnia tu rolę tłoka, czoło ślimaka przetłacza uplastycznione tworzywo do formy.
[edytuj] Zestalenie tworzywa w formie
Wtrysk stosujemy do formowania tworzyw termoplastycznych lub termoutwardzalnych. W przypadku tworzyw termoplastycznych stosuje się formy chłodzone natomiast w przypadku tworzyw termoutwardzalnych stosujemy formy ogrzewane. W wyniku chłodzenia tworzyw termoplastycznych lub ogrzewania tworzyw termoutwardzalnych zestalają się one w formie dokładnie odwzorowując jej kształt.
[edytuj] Otwarcie formy
[edytuj] Usuwanie uformowanego tworzywa z formy
Wyrzucenie wypraski następuje dzięki układowi wypychacza.
[edytuj] Zamknięcie formy
[edytuj] Podstawowe parametry procesu wtrysku
- temperatura wtrysku,
- temperatura stopu tworzywa,
- ciśnienie wtrysku,
- ciśnienie docisku,
- czas chłodzenia,
- czas wtrysku,
Temperatura wtrysku - temperatura przy której tworzywo uzyskuje odpowiednią płynność umożliwiającą pokonanie oporów przepływu i wypełnienie gniazda formy.
Temperatura stopu - jest to temperatura uplastycznionego tworzywa, mają na nią wpływ; temperatury poszczególnych stref cylindra, liczba obrotów i szybkość napierania nowej porcji tworzywa(tarcie) oraz czas przebywania tworzywa w cylindrze.
Cieśninie wtrysku - ciśnienie jakie wytwarza poruszający się ruchem postępowym ślimak (działając jak tłok)powodujące wtryśnięcie uplastycznionego tworzywa. Inaczej, ciśnienie na czole ślimaka podczas wtrysku. Parametr ten jest podawany w danych technicznych wtryskarki.
Ciśnienie wtrysku należy odróżnić od ciśnienia w formie które stanowi około 35 - 70% ciśnienia wtrysku.
Ciśnienie docisku - jest to ciśnienie, jakie podawane jest na ślimak po zakończeniu wtrysku, po optymalnym wypełnieniem formy wtryskiwanym tworzywem. Zabezpiecza tworzywo przed cofaniem się z formy.
Czas chłodzenia - czas niezbędny do zestalenia się tworzywa w zamkniętej formie. Zwykle ustawiany doświadczalnie w zależności od stosowanego tworzywa oraz konstrukcji formy wtryskowej.
Czas wtrysku - określa trwanie poszczególnych faz procesu. Czas wtrysku określa wydajność procesu wtrysku i zależy od kształtu i wielkości wyrobu. Zwiększa się wraz ze wzrostem wymiarów wyrobu.
[edytuj] Budowa wtryskarki
Maszyny używane w procesie wtrysku nazywany wtryskarkami. Do podstawowych elementów budowy wtryskarek należy zaliczyć
[edytuj] Cylinder
[edytuj] Ślimak
Wyróżniamy trzy strefy ślimaka:
A - wstępne uplastycznianie tworzywa i transport do strefy spreżania
B - strefa spreżania, tworzywo przechodzi w stan rzadko-płynny, jest intensywnie mieszane, nastepuje homogenizacja (ujednoradnianie) tworzywa
C- strefa końcowa, tworzywo w stanie płynnym, zostaje ostatecznie ujednorodnione, gromadzi się na koncu ślimaka skąd będzie wtryśnięte do formy
Wielkości charakterystyczne:
stosunek długości do średnicy - od 15 do 25
skok zwojów ślimaka - od 0,8 do 1,2 średnicy ślimaka
odległość zwojów ślimaka od ścianki cylindra - od 0,02 do 0,03 średnicy slimaka
[edytuj] Układ napędowy ślimaka
Napęd ślimaka realizowany jest głównie poprzez, napędzaną silnikiem elektrycznym, pompę hydrauliczną.
Ostatnio stosuje się również napęd elektryczny zapewniający bardzo dużą dokładność i powtarzalność. Stosowny jest głównie przy wtrysku bardzo małych elementów, gdzie istotna jest bardzo duża dokładność i powtarzalność otrzymywanych wyprasek.
[edytuj] Elementy grzejne
Stosuje się najczęściej elektryczne elementy grzejne. Ich zadaniem jest utrzymać odpowiednią temperaturę cylindra od którego ścianek ogrzewa się tworzywo uplastyczniając się. hno
[edytuj] Układ rozłączający
Zadaniem tego układu rozłączyć ślimak od układu napędzającego (wprawiającego ślimak w ruch obrotowy)na czas wtrysku (gdy ślimak porusza się ruchem postępowym działając jak tłok)
[edytuj] Siłowniki hydrauliczne
Służą do otwierania i zamykania formy oraz do wprawienia tłoka w ruch postępowy.
[edytuj] Układ zamknięcia formy
Często stosuje się kolanowy układ zamknięcia formy. Służy on do utrzymywania zamkniętej formy podczas wtrysku gdy ciśnienie wewnątrz formy wzrasta.
Zamykanie formy realizowane jest również za pomocą siłowników hydraulicznych. Takie rozwiązanie umożliwia zmniejszenie gabarytów wtryskarki. Zwykle realizowane jest to za pomocą dwóch siłowników zamontowanych centrycznie;
- Większy, zewnętrzny, odpowiada za ruch formy(zamykanie i otwieranie)
- Mniejszy, wewnętrzny, odpowiada za dociśniecie formy z odpowiednią siłą i zapobiegający rozwarciu formy w momencie wtrysku, a tym samym wypłyniecie wtryskiwanego tworzywa pomiędzy połówki formy.
[edytuj] Zbiornik tworzywa
Ze zbiornika tworzywo jest dozowane do cylindra wewnątrz którego przemieszcza się dzięki obrotowemu ruchowi ślimaka.
[edytuj] Techniki wtrysku
[edytuj] Wtrysk sekwencyjny
Polega na tym, że tworzywo wtryskujemy do formy kilkoma kanałami. Początkowo jeden lub kilka kanałów są otwarte. W miarę jak tworzywo wypełnia formę otwieramy kolejne kanały dzięki czemu tworzywo "przepychane" jest dalej. Technika ta jest alternatywa dla wtrysku do formy wieloma kanałami jednocześnie. Tworzywo spotyka się wtedy mniej więcej w połowie drogi między poszczególnymi kanałami. Dzięki technice wtrysku sekwencyjnego unikamy osłabienia tworzywa w miejscu zetknięcia się tworzywa z różnych kanałów.
[edytuj] Wtrysk wielokomponentowy
W tej technice do formy wtryskujemy dwa lub więcej rodzajów tworzywa które kolejno wypełniają formę. Technika ta umożliwia otrzymanie wyrobów bardziej złożonych.
[edytuj] Wtrysk z doprasowaniem
Gniazda formy zamykają się teleskopowo; tworzywo jest ściskane przez cały czas ochładzania.
[edytuj] Wtrysk z rozdmuchiwaniem
Po wtryśnięciu część stemplowa formy z niezastygniętym tworzywem zostaje przesunięte do innej formy o kształcie np.: Butelki. W wyniku rozdmuchu i ochłodzenia kształt zostaje utrwalony.
[edytuj] Przypisy
- Izabela Hyla, "Tworzywa sztuczne Własności - Przetwórstwo -zastosowanie", PWN Warszawa 1984.
