CIŚNIENIE DOCISKU p – ma na celu ciągłe uzupełnianie strat kurczącego się tworzywa. Przebiega według ustalonego profilu.
WTRYSKIWANIE
d
W przypadku tworzyw amorficznych ustawiane jest jako wartość malejąca w celu zmniejszenia udziału zamrożonych naprężeń WTRYSKIWANIE – jest to proces cykliczny, w którym materiał wyjściowy w postaci granulek lub krajanki, podany z pojemnika do własnych; w przypadku tworzyw częściowo krystalicznych, przy których ze względu na parokrotnie większy skurcz objętościowy nie ogrzanego cylindra , uplastycznia się i następnie jest wtryskiwany przez dyszę i tuleję wlewka do gniazd formującego . Tworzywo występuje możliwość powstania naprężeń tego typu, ustawiane jest jako wartość stała.
zestala się w nich, a następnie usuwane z formy w postaci gotowej wypraski, po czym cykl procesu rozpoczyna się od nowa.
CZAS DOCISKU t – powinien trwać do momentu zastygnięcia kanałów doprowadzających ( przewężki ).Zbyt krótki, podobnie d
WTRYSKARKA – współczesne wtryskarki są skomplikowanymi, wielofunkcyjnymi maszynami do przetwórstwa tworzyw jak zbyt niskie ciśnienie docisku, jest przyczyną jam i zapadnięć. Coraz częściej poprawność ustawiania tego czasu kontroluje się sztucznych. Ogólna budowa wszystkich ich typów jest podobna, ponieważ składają się one z pełniących tę samą rolę zespołów metodą wagową . Brak przyrostu ciężaru wypraski oznacza, że nastąpiło zakrzepnięcie przewężki i dalsze przedłużanie czasu funkcjonalnych. W zależności od rodzaju przetwarzanego tworzywa, sposobu pracy, rodzaju formy itp., są dostosowywane do docisku jest zbyteczne. Czas i ciśnienie docisku wpływają na wielkość skurczu, a więc na dokładność wymiarową wyprasek.
wymogów poszczególnych wariantów technologii w sposób konstrukcyjny bądź przez zastosowanie specjalnego wyposażenia technologicznego.
DROGA DOCISKU s – droga przesuwu ślimaka w czasie docisku.
d
WTRYSKIWANIE WSPOMAGANE GAZEM OBOJĘTNYM – polega na tym, że do niewielkiej porcji tworzywa doprowadzonego
do formy zostaje wprowadzony sprężony azot, który ją rozdmuchuje. Ten rodzaj wtryskiwania jest stosowany przy produkcji TEMPERATURA FORMY T
, T
, ... – temperatura obiegów termostatu lub wody z obiegu przemysłowego T
, T
,....
wyrobów grubościennych lub o bardzo zróżnicowanych grubościach ścianek.
f 1
f 2
ch 1
ch 2
Wypraski techniczne wymagają powolnego chłodzenia, a więc wysokiej temperatury formy. Wypraski masowe, np. opakowania, WTRYSKIWANIE Z DOPRASOWANIEM – polega na tym, że gniazda formy zamykają się teleskopowo; tworzywo jest ściskane
wymagają ze względów ekonomicznych szybszego schładzania. We wszystkich przypadkach utrzymanie stałej regulowanej przez cały czas ochładzania.
temperatury formy jest podstawową zasadą produkcji o ustalonej jakości. Forma nie może rozpocząć pracy, zanim nie osiągnie określonej temperatury pracy.
WTRYSKIWANIE Z DOCISKIEM – polega na tym, że w momencie wtrysku tworzywa następuje niewielkie rozchylenie formy w
płaszczyźnie przekroju lub ugięcie tych płaszczyzn w przypadku form o dużych płaszczyznach sprężystych. Zjawiska te zanikają po TEMPERATURA USUWANIA T – jest to określana doświadczalnie temperatura wypraski, przy której możne być ona usunięta z u
zakończeniu wtrysku. Ponowne domknięcie formy lub zanik powstałych odkształceń sprężystych umożliwia wydatne zmniejszenie formy, bez deformacji.
skurczu wypraski i tym samym znaczne ograniczenie naprężenia skurczowego.
WTRYSKIWANIE Z OPÓŹNIONYM DOMKNIĘCIEM FORMY – forma w momencie wtrysku pozostaje niedomknięta, a zatem
CZAS CHŁODZENIA t
– po jago upływie następuje otwarcie formy i usunięcie wypraski. Do wstępnego określenia czasu
ch
wypełnienie jej nie wymaga zbyt wysokich ciśnień. Ostateczne uformowanie wypraski następuje w momencie domykania formy, co
chłodzenia można zastosować zależność
pociąga za sobą konieczność ponownego przetłaczania tworzywa z wolnej szczeliny w głąb formy. Warunki przepływu tworzywa s 2
8
T − T
przy niedomkniętej formie zapewniają dobre wypraski, bez niedolewów czy pęcherzy, a także znaczne zmniejszenie naprężeń t
=
w
f
ln
⋅
ch
2
2
własnych, co w efekcie daje wypraski o lepszych własnościach mechanicznych.
π a
π
[s]
T − T
u
f
2
WTRYSKIWANIE Z ROZDMUCHIWANIEM – polega na tym, że zaraz po wtryśnięciu część stemplowa formy z niezastygniętym
gdzie: s – grubość ścianki wypraski [cm], a – współczynnik przewodzenia temperatury [cm /s], lecz dotyczy ona wyłącznie czasu tworzywem zostaje przesunięta do innej formy o kształcie np. butelki, fiolki lub słoika. W wyniku rozdmuchania i ochłodzenia chłodzenia w idealnych warunkach płaskiej prostokątnej płytki. W praktyce stosuje się wzory empiryczne lub wykresy.
kształt zostaje utrwalony.
CIŚNIENIE UPLASTYCZNIANIA p
(przeciwciśnienie p
) – ustawienie dławienia oleju wypływającego z siłownika
pl
Hpl
WTRYSKIWANIE TWORZYW TERMOUTWARDZALNYCH I GUMY – tworzywo jest transportowane i dozowane przez ślimak.
Cylinder wtryskowy jest ogrzewany wodą do temperatury 60 ÷ 90ºC. Usieciowanie tworzywa i gumy następuje dopiero w gorącej
powoduje wytwarzanie poduszki olejowej, przeciwdziałającej ciśnieniu tworzywa przed czołem ślimaka p i zbyt szybkiemu pl
formie wtryskowej o temperaturze ok. 180ºC.
wycofaniu ślimaka. Za niska wartość p
spowoduje opóźnione i niecałkowite uplastycznienie (granulki w masie tworzywa), za
Hpl
WTRYSKIWANIE ŻYWIC I KAUCZUKÓW UTWARDZALNYCH – dwa komponenty żywicy lub np. kauczuku silikonowego
wysoka p
może być przyczyną zbyt szybkiego uplastycznienia i przegrzania materiału.
doprowadzane są przez małe pompy i urządzenia mieszające do cylindra wtryskowego. Przyspieszone sieciowanie odbywa się w Hpl
gorącej formie wtryskowej.
OBROTY ŚLIMAKA n – wartość współzależna od p
i T . Wzrost obrotów przyspiesza uplastycznienie tworzywa, występują
Hpl
w
CIŚNIENIE WTRYSKIWANIA p
( ciśnienie hydrauliczne p
) – zależne jest od lepkości tworzywa i długości drogi płynięcia.
w
HI
większe naprężenia ścinające powodujące wzrost temperatury tworzywa.
Największe straty ciśnienia na drodze płynięcia występują w otworze dyszy wtryskarki i przewężce układu wlewowego
. Wysokość
CZAS UPLASTYCZNIENIA t
– wartość wynikowa.
pl
p
ustala się zależnie od p
, czyli od charakterystycznego dla danych warunków płynięcia
minimalnego ciśnienia
w
fw min
pozwalającego na całkowite wypełnienie gniazda formy.
DROGA DOZOWANIA s
– wartość łączna s
= s + s .
pl
pl
w
d
TEMPERATURA TWORZYWA T
( temperatury cylindra i dyszy T
, T
,... , T
) – w otworze dyszy i w przewężce
w
CI
CII
D
gwałtownie wzrasta temperatura tworzywa oraz prędkość płynięcia; następuje wtedy korzystne obniżenie lepkości ułatwiające CZAS PRZERWY t
– jest to czas na usunięcie wypraski z formy oraz czynności pomocnicze, jak np. zakładanie zaprasek.
p
wypełnienie gniazda. W skrajnym przypadku, w tych miejscach może wystąpić nawet przegrzanie i degradacja termiczna tworzywa.
CZAS CYKLU t – powtarzalność czasu cyklu decyduje o stabilności termicznej parametrów procesu; wstępne określenie tego c
SZYBKOŚĆ WTRYSKIWANIA v
( wydatek oleju Q
) – ustawiana jest tak, aby zachować stałą szybkość płynięcia czoła
w
Hw
czasu wg zależności t = t
+ t + t wykorzystuje się do ustalania założeń techniczno–ekonomicznych i projektu procesowego.
strumienia tworzywa w gnieździe. Programowany profil zmian szybkości jest proporcjonalny do kolejnych przekrojów wypraski na c
ch
p
j
drodze płynięcia. Przy dużej szybkości wtryskiwania może nastąpić gwałtowny wzrost ciepła tarcia w przewężce kanału W przypadku produkcji automatycznej można założyć, że czas przerwy przy zastosowaniu przyspieszonego usuwania wyprasek wlewowego.
przez robot, zostaje ograniczony do ułamka sekundy. Wówczas t = t
+ t .
c
ch
j
PUNKT PRZEŁĄCZANIA – jego właściwe ustawienie pozwala na usunięcie efektu gwałtownego skoku ciśnienia wtryskiwania p
,
w
który następuje w chwili zapełniania gniazda formy. Obniżenie tego ciśnienia zapobiega wypływek i zwiększa żywotność formy.
Punkt przełączania ustawia się doświadczalnie.
CZAS WTRYSKIWANIA t
– związany jest z szybkością wtryskiwania. Zależy przede wszystkim od wydajności układu
w
uplastyczniającego wtryskarki, konstrukcji i rozmiarów wypraski oraz rodzaju tworzywa. W zależności od tych czynników czas
wtrysku może wynosić od kilku sekund do kilku minut. Ze względu na wydajność wtryskarki (czynnik ekonomiczny) dąży się do
tego, aby czas cyklu był jak najkrótszy.
ŚREDNICA ŚLIMAKA D [mm] – zależnie od potrzeb oferowane są jednostki wtryskowe o różnych średnicach ślimaka: WYDATEK WTRYSKIWANIA Q
[g/s] – określany jest dla PS i ciśnienia 1000 bar. Jest nastawiany przez regulację wydatku
wnom
podnominalnej D
– wysokie ciśnienie wtryskiwania – p
,
pnom
wpnom
oleju do cylindra hydraulicznego. Największy wydatek Q
otrzymuje się przy ok. 80% p
ciśnienia wtryskiwania przy
wnom
wnom
– mniejsza pojemność skokowa – V
(wyroby cienkościenne,
wpnom
zasilaniu z pompy i przy ok. 66% p
przy zasilaniu przez akumulator gazowo–olejowy. Strumień wtryskiwania decyduje o
wnom
wyroby z tworzyw trudno płynnych);
szybkości wypełniania, która powinna być stała na całej długości płynięcia, niezależnie od przekroju wypraski. Uzyskuje się to przez nominalnej D
– wykonanie standardowe;
programowanie wydatku oleju, w stosunku procentowym na poszczególnych odcinkach drogi ślimaka s .
nom
w
nadnominalnej D
– niższe ciśnienie wtryskiwania – p
,
nnom
wpnom
SIŁA ZAMYKANIA P [ kN ] – siła wywierana przez zespół zamykania na formę po jej zamknięciu.
z
– większa pojemność skokowa – V
(większe wyroby z
wpnom
tworzyw łatwo płynących).
SIŁA ZWIERANIA P [ kN ] – siła wywierana na zespół zamykania podczas wtryskiwania tworzywa do formy.
zw
DROGA DOZOWANIA s
[mm] – dla danej jednostki wtryskowej jest to wartość stała, niezależna od średnicy D ślimaka.
p ln om
CZAS RUCHU JAŁOWEGO t [s] (czas biegu na sucho) – jest to czas konieczny do wykonania jednego cyklu bez przetwarzania j
s
≅ 4 D (wyjątkowo do 5D)
p ln om
nom
tworzywa. Składają się nań czasy zamykania i otwierania formy, czasy odsuwania i dosuwania cylindra i czasy przełączeń.
FORMY WTRYSKOWE – są narzędziami o największym stopniu skomplikowania. W odróżnieniu od narzędzi do obróbki metali, NAJWIĘKSZA POJEMNOŚĆ SKOKOWA V
[cm³] – wartość podawana dla ciśnienia wtryskiwania (1000 bar przy ślimaku o
wnom
służą one nie tylko do uzyskania wyrobu o określonej postaci zewnętrznej, lecz także o określonej budowie wewnętrznej D
)
decydującej o trwałości i własnościach użytecznych wyrobów. Każda forma wtryskowa składa się z następujących podzespołów –
nom
układów: układów technologicznych (elementy formujące, układ wlewowy, układ regulacji temperatury), układów mechanicznych
2
π D nom
(układ uwalniania i wypychania wypraski, układ prowadzenia i ustalania, obudowa).
V
= s
[cm³]
nom
p ln om
4 ⋅100
ELEMENTY FORMUJĄCE – tzn. gniazda formy. Stopień ich skomplikowania i budowa są określone konstrukcją wyrobu. Natomiast V
jest wartością teoretyczną, pomocniczą, stosowaną jedynie przy określaniu zakresu poprawnego wykorzystania wtryskarki.
nom
konstrukcja wyrobu musi uwzględniać warunki wypełniania gniazda, chłodzenia i sposobu usuwania wypraski z formy. Budowa gniazda wpływa więc nie tylko na własności użytkowe i jakość wyrobu, ale również na ekonomiczność produkcji. Liczba gniazd w formie zależy od budowy wyrobów, potrzeb i możliwości technicznych maszyny.
NAJWIĘKSZA MASA WTRYSKIWANIA G
[g] – podawana jest dla PS i ciśnienia wtryskiwania1000 bar, stąd dla PS:
wnom
G
= V
ρ
UKLAD WLEWOWY – determinuje on miejsce i sposób doprowadzania tworzywa, tak aby – w przypadku form wielogniazdowych
wnom
wnom
PS
– w każdym gnieździe panowały takie same warunki wypełniania, tzn. takie samo ciśnienie i szybkość płynięcia.
NAJWIĘKSZE CIŚNIENIE WTRYSKIWANIA p
[bar] – jest to ciśnienie tworzywa przed czołem ślimaka o średnicy D
wnom
nom
UKŁAD REGULACJI TEMPERATURY – zwany jest czasem układem chłodzenia. Jego budowa musi zapewnić równomierny odbiór
ciepła z obu stron powierzchni wyprasek. Zależnie od rodzaju produkcji i typu tworzywa odbywa się to z różną szybkością, a więc przy największym ciśnieniu p
(stopnia pierwszego) w cylindrze hydraulicznym.
H 1
formy (a nawet poszczególne ich strefy) muszą mieć różna temperaturę.
2
2
π D
π D
H
p =
p
UKŁAD UWALNIANIA I WYPYCHANIA WYPRASKI – na ogół zakłada się, że forma powinna być dostosowana do pracy w
H 1
4
4
całkowicie automatycznej. Przed wypchnięciem wypraska musi być uwolniona. Przy prostych kształtach zapewnia to najczęściej stąd:
otwarcie formy, lecz często trzeba z wypraski wysunąć lub wykręcić elementy metalowe (rdzenie) kształtujące otwory lub podcięcia 2
D
D 2
boczne. Wypychanie mechaniczne może być wspomagane i przyspieszane sprężonym powietrzem. Fakt wypadania wyprasek H
p =
p
lub p
=
p
powinien być kontrolowany.
w
2
H 1
D
H 1
2
w
D
H
UKŁAD PROWADZENIA I USTALANIA – ma na celu zapewnienie precyzyjnego naprowadzenia i złożenia połówek formy przy
Nastawną wartość p
należy obliczyć lub przyjąć z wykresu podawanego w instrukcji maszyny. W nowszych wtryskarkach
H 1
zamykaniu.
nastawia się ją cyfrowo i kontroluje na ekranie monitora.
OBUDOWA – wiąże wszystkie układy w jedną, funkcjonalną całość. Jej konstrukcja określa sposób ustalania i mocowania formy WYDATEK UPLASTYCZNIENIA Q
[g/s] – podawany jest dla PS, Q zależy od obrotów ślimaka, ciśnienia uplastyczniania,
na wtryskarce oraz sposób połączeń medium chłodzącego lub ogrzewającego, sprężonego powietrza, zasilania prądem, styczników p ln om
pl
kontrolnych, czujników temperatury i – coraz częściej – czujników ciśnienia tworzywa.
geometrii ślimaka i drogi dozowania (aktywnej długości ślimaka) oraz własności reologiczne tworzywa.
Średnia obliczeniowa wartość:
G
w
Q
=
pl
t pl
gdzie t – czas uplastyczniania [s].
pl
−
ZAKRES OBROTÓW ŚLIMAKA n
− n
[min 1 ] – zależnie od systemu napędu ślimaka wtryskarki stosuje się stopniową
s max
s max
lub bezstopniową regulację obrotów. Obroty ślimaka dobierane są w zależności od zalecanej dla danego tworzywa prędkości obrotowej v [m/s] ślimaka, wynikające z dopuszczalnej szybkości ścinania danego tworzywa:
s
= v
n
s
s
⋅ 60 ⋅1000
π
[obr/min]
D