WTRYSKIWANIE
Definicja i wiadomości ogólne
Wtryskiwanie to proces cykliczny, w którym materiał wyjściowy w postaci granulek lub krajanki, podany z pojemnika do ogrzewanego cylindra, uplastycznia się i następnie jest wtryskiwany przez dyszę i tuleję wtryskową do gniazd formujących. Tworzywo zestala się w nich, a następnie jest usuwane z formy w postaci gotowej wypraski, po czym cykl procesu rozpoczyna się od nowa. Proces ten przeznaczony jest głównie do przetwórstwa tworzyw termoplastycznych, lecz stosowany również do przetwórstwa tworzyw termo - i chemo - utwardzalnych. Wtryskiwanie jest podstawowym procesem wytwarzania z tworzyw sztucznych gotowych wyrobów o masie od 0,01g do 70 kg . Został on wprowadzony po raz pierwszy na początku XX wieku, do przetwórstwa pierwszych termoplastycznych tworzyw sztucznych.
Charakterystyka procesu wtrysku
Zalety procesu wtryskiwania
- wytwarzanie nawet najbardziej skomplikowanych wyrobów w jednym procesie technologicznym;
- mały bądź żaden udział obróbek wykańczających;
- wysoka jakość i powtarzalność własności i wymiarów;
- możliwość pełnego zautomatyzowania, komputerowego sterowania i kontroli procesu;
- w porównaniu z obróbką metali, znaczne zmniejszenie liczby operacji technologicznych, mniejsze zużycie energii bezpośredniej i wody, niewielka pracochłonność, niska emisja związków szkodliwych dla otoczenia.
Wady procesu wtryskiwania
- wysoki koszt maszyn (wtryskarek) i niejednokrotnie dorównujący mu koszt oprzyrządowania (form), powodujący wydłużenia czasu amortyzacji i wysokie koszty uruchamiania produkcji;
- ze względu na powyższe, technologia wtrysku opłacalna tylko przy produkcji wielkoseryjnej i masowej;
- konieczność wysokich kwalifikacji pracowników nadzoru technicznego, którzy muszą znać specyfikę przetwórstwa tworzyw sztucznych;
- konieczność zachowania wąskich tolerancji parametrów przetwórstwa;
- długi czas przygotowania produkcji ze względu na pracochłonność wykonawstwa form wtryskowych.
Ze względu na specyficzne własności tworzyw sztucznych, wtryskiwanie jest bardzo złożonym procesem technologicznym; w odróżnieniu od pozornie pokrewnego procesu odlewania ciśnieniowego metali nie jest procesem mechanicznym, lecz mechaniczno- fizycznym. W procesie wtryskiwania uzyskuje się wypraskę charakteryzującą się nie tylko określonym kształtem, lecz także specyficzną strukturą, wynikającą ze sposobu płynięcia uplastycznionego tworzywa w formie oraz przebiegu jego krzepnięcia. Ponieważ procesy te zachodzą w formie wtryskowej, konstruktor tego narzędzia musi uwzględniać, prócz zagadnień typowo mechanicznych, również zagadnienia związane z fizycznym charakterem przemian tworzywa (skurcz). Skonstruowanie racjonalnie pracującej formy wymaga równocześnie od konstruktora gruntownej znajomości możliwości technicznych wtryskarki, ponieważ jest to maszyna o wyjątkowo bogatych możliwościach, zapewnionych przy jej wyposażenie i liczne programy pracy.
Fazy procesu wtryskiwania
a. zamykanie formy,
b. dosuwanie układu uplastyczniającego do formy tak aby dysza wtryskowa zetknęła się z tuleją tryskową,
c. wtryśnięcie uplastycznionego tworzywa przez dyszę do gniazda formy i jego wypełnienie (faza wtrysku)
d. uzupełnienie tworzywa w gnieździe poprzez nieduże dociśnięcie ślimaka w celu wyrównania zmniejszenia objętości wywołanej skurczem zestalającego się tworzywa (faza docisku),
e. chłodzenie wypraski;
f. odsunięcie układu uplastyczniającego i wprawienie ślimaka w ruch obrotowy, co powoduje ponowne pobranie tworzywa z leja zasypowego i jego uplastycznienie,
g. otwarcie formy i wyjęcie wypraski,
h. przygotowanie formy do następnego cyklu.