Technologia wtrysku.docx

1.      Wstęp teoretyczny

Wtryskiwanie to proces cykliczny, w którym materiał wyjściowy w postaci granulek, podany z pojemnika do ogrzewanego cylindra, uplastycznia się i następnie jest wtryskiwany przez dyszę i tuleje wtryskową do gniazd formujących. Tworzywo zestala się w nich, a następnie jest usuwane z formy w postaci gotowej wypraski, po czym cykl procesu zaczyna się od nowa. Proces ten przeznaczony jest głównie do przetwórstwa tworzyw termoplastycznych, lecz jest stosowany również do przetwórstwa tworzyw termo- i chemoodpornych.

Współczesne wtryskarki są skomplikowanymi, wielofunkcyjnymi maszynami do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Ogólna budowa wszystkich ich typów jest podobna, ponieważ składają się one z pełniących tę sama rolę zespołów funkcyjnych. W zależności od rodzaju przetwarzanego tworzywa, sposobu pracy, rodzaju formy itp., są dostosowywane do wymogów poszczególnych wariantów technologii w sposób konstrukcyjny bądź przez zastosowanie specjalnego wyposażenia technicznego. Wielkość wtryskarki, jej możliwości wytwórcze charakteryzuje siła zamykania, objętość wtrysku i wymiary przestrzeni, w której mocowana jest forma wtryskowa.

Zespoły funkcyjne wtryskarki:

ü      Zespół uplastyczniania

ü      Zespół wtryskiwania

W zależności od potrzeb produkcyjnych jest on wymienny zwany jest agregatem wtryskowym.

Rodzaj budowy tego zespołu określa również nazwę całej wtryskarki. 

Typy wtryskarek ze względu na układ uplastycznienia:

ü      Wtryskarki ślimakowe

ü      Wtryskarki ze wstępnym uplastycznieniem

ü      Wtryskarki tłokowe

Konstrukcja maszyny:

ü      Gardziel leja zasypowego - powinna być dobrze zaprojektowana, tzn. tak, aby nie tworzyła stref powodujących zaleganie w których mogłoby następować zaleganie  tworzywa, pyłu, pigmentów, materiałów smarujących lub innych dodatków. Nawet jeżeli temperatura leja jest niska,  to osadzanie się materiału w takich obszarach może wpłynąć na jego jakość.

ü      Cylinder - precyzyjne regulowanie temperatury wymaga zastosowania kilku strefowych sterowników nagrzewania cylindra (odpowiadających funkcjonalnym strefom ślimaka). We wszystkich przypadkach temperatura końcówki dyszy powinna być niezależnie  i precyzyjnie regulowana za pomocą termopary. Przy wysokiej wydajności pracy konieczne jest zastosowanie cylindra o długości równej 20 średnicom, pozwalającego równomiernie rozgrzać stopione tworzywo. 

ü      Konstrukcja ślimaka - szybkość, z  jaką ślimak może dostarczyć stopione tworzywo o odpowiedniej jakości zależy od jego konstrukcji, od termicznego i reologicznego zachowania się polimeru oraz od parametrów procesu technologicznego. Ślimaki ogólnego  stosowania dostarczane wraz z większością wtryskarek zazwyczaj nadają się do wtryskowego formowania tworzyw poliamidowych.

ü      Zawór zwrotny –w wtryskarkach przetwarzających tworzywa poliamidowe znajdować się musi zawór z pierścieniem zwrotnym(zawór zwrotny), dzięki któremu utrzymać można stałe ciśnienie w formie oraz  jednakową masę kolejnych wtrysków. Zawór zwrotny musi  być starannie zaprojektowany, z małymi tolerancjami,  w taki sposób by nie utrudniał przepływu oraz by nie tworzył  stref zalegania materiału. Wykonany musi być z odpowiednich gatunków stali odpornej na zużycie.

ü      Dysza - do  wtryskiwania wszystkich tworzyw poliamidowych zaleca się stosowanie otwartych dysz ogrzewanych.

2.      Przebieg ćwiczenia

Podczas laboratorium wykonaliśmy instruowani przez prowadzącego za pomocą technologii wtrysku „wiosełka” z polimeru (które zamieszczam poniżej).

Proces wtryskania: Na początku wsypujemy odpowiednią ilość  granulatu, ustawiamy odpowiedni model jaki chcemy otrzymać. Forma jako ruchoma część powinna szczelnie przywierać do nieruchomej części. Po zamocowaniu możemy przystąpić do wtrysku (dosunięcie układu uplastyczniającego do formy, tak aby dysza wtryskowa zetknęła się z tuleją wtryskową, a następnie dosuwanie ślimaka lub tłoka w cylindrze, powoduje wyciśnięcie tworzywa przez dysze do gniazda a na końcu odsunięcie układu uplastyczniającego).  Na końcu wyciągamy gotowy wyrób. Jeżeli widoczne są jakieś naddatki na wyrobie oznacza to że było za dużo granulatu (materiału) jeżeli natomiast widzimy jakieś niedociągnięcia i braki wiemy że było go za mało.

3.      Koncepcja wtrysku koła zębatego

Materiał: Polioksymetylen (POM) posiada: dużą sztywność, wytrzymałość i twardość, dobrą odporność na obciążenia dynamiczne również w niskich temperaturach, dobra wytrzymałość termiczna i dokładność wymiarowa, a także dobra odporność na działanie paliw i chemikaliów.

·         Granulat należy przechowywać w magazynie tak, by nie osadzała się na nim woda kondensacyjna. Jeśli pojemniki były otwarte przez dłuższy czas, to należy granulat suszyć przez 2 godziny w temperaturze 80 stopnia Celsjusza.

Maszyna: W chwili obecnej uważa się,  że najefektywniejszym urządzeniem do formowania wtryskowego jest maszyna jedno-ślimakowa, o posuwisto-obrotowym ruchu ślimaka.

POM można normalnie przetwarzać bez żadnych trudności na zwykłych wtryskarkach. Przestrzeganie kilku prostych reguł gwarantuje, że wtryśnięte wypraski będą miały wymaganą, wysoką jakość.

Wtryskiwanie: Przy wtryskiwaniu należy zachowywać parametry przetwórstwa podane przez producenta tworzywa. Dla standardowych typów tworzywa są one następujące:

ü      liczbę obrotów ślimaka dobrać tak, by prędkość obwodowa wynosiła od 0,2 do 0,3 m/s

ü      temperatura stopu (215 ± 5) stopni

ü      ciśnienie spiętrzenia 50 do 100 bar

ü      ciśnienie docisku 900 do 1000 bar przy czasie docisku ustalonym metodą optymalizacji wagowej (następstwem zbyt krótkiego czasu działania docisku jest pogorszenie wytrzymałości wypraski), jako wartość orientacyjną przy grubości ścianki do 3 mm przyjmuje się 8 s czasu działania docisku na milimetr grubości ścianki

ü      temperatura powierzchni formy 90 stopni