Politechnika Lubelska Katedra Procesów Polimerowych Laboratorium Podstaw Procesów Polimerowych
Nazwisko i imię: Lis Przemysław Mordkowicz Michał Matyszczak Kamil Majewski Bartłomiej	Ocena:	Grupa: 3.3

1. CEL ĆWICZENIA

Zapoznanie się z przebiegiem procesu wtryskiwania oraz budową i zasadą działania wtryskarki. Zbadanie właściwości wyprasek po czasie ich chłodzenia wynoszącym kolejno 5s oraz 25 s oraz ich porównanie.

2. CHARAKTERYSTYKA STANOWISKA BADAWCZEGO

Wtryskarka ślimakowa: 4 strefy grzejne: 190°C, 200°C, 210°C, 200°C, Czas wtryskiwania – 2s, Ciśnienie wtryskiwania 5 MPa, Ciśnienie docisku 10 MPa; Czas chłodzenia – 5s oraz 25s, przetwarzane tworzywo: Polipropylen (Moplen) HP648T Orlen.

Schemat budowy wtryskarki:

1- siłownik napędu stołu, 2- kolumny prowadzące stół, 3- nakrętki do nastawiania wysokości formy, 4- stół tylny nieruchomy przestawny, 5- zespół kolumnowo- dźwigniowy, 6- stół ruchomy, 7- zderzak wtryskarki, 8- stół przedni nieruchomy, 9- cylinder wtryskowy, 10- dysza wtryskarki, 11- ślimak, 12- grzejnik, 13- chłodzenie strefy zasypowej cylindra, 14- lej zasypowy, 15- silnik napędu ruchu obrotowego ślimaka, 16- siłownik przesuwu ślimaka, 17- prowadnice agregatu wtryskowego, 18- zbiornik oleju układu hydraulicznego, 19- siłownik przesuwu cylindra, 20- dławik, 21- regulator ciśnienia oleju układu hydraulicznego.

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA

I. Zasypanie granulatu do zasobnika,

2. Zaprogramowanie temperatur stref grzejnych, ciśnień wtrysku i docisku, czasu chłodzenia wypraski,

3. Uruchomienie wtryskarki i rozpoczęcie procesu wtryskiwania (przy czasie chłodzenia 5s oraz 25 s), który składa się z faz:

- Zamykanie – W tym czasie odpowiednia ilość uplastycznionego tworzywa znajduje się w przestrzeni przed czołem ślimaka.

- Wtrysk – W tej fazie forma wtryskowa jest zamknięta, układ uplastyczniający przesuwa się po prowadnicach do przodu, dysza wtryskowa styka się z tuleją wtryskową. Następuje ruch ślimaka do przodu co prowadzi do wypchnięcia przez otwór wlewowy, kanały przepływowe uplastycznionego tworzywa do gniazda formującego.

- Docisk – Niewielki docisk ślimaka w celu uzupełnienia objętości tworzywa, które zmieniło stan skupienia (zestaliło się), w wyniku czego doszło do zjawiska skurczu (zmniejszenia objętości).

- Uplastycznienie – Następuje ruch ślimaka i w konsekwencji pobieranie tworzywa z zasobnika, jego nagrzewanie, sprężenie i transport. Tworzywo gromadzi się przed czołem ślimaka, zaczyna cofać ślimak w położenie nastawne.

- Otwieranie – Po zestaleniu tworzywa forma zostaje otwarta, wypychacze wypychają przedmiot z gniazda.

- Przerwa – W tej fazie następuje pokrycie formy środkiem adhezyjnym.

4. Wyjęcie wypraski z formy,

5. Ocena wymiarów i właściwości wypraski,

6. Sporządzenie wniosków.

4. WNIOSKI

Tworzywa termoplastyczne są grupą tworzyw, które w odpowiedniej temperaturze osiągają stan uplastyczniony i zyskują zdolność do odkształceń. Właściwość ta pozwala na formowanie ciśnieniowe przedmiotu przy użyciu wtryskarek. Wtryskarka składa się z układów: uplastyczniającego, napędowego oraz narzędziowego. Tworzywem wejściowym jest granulat, który zasypywany jest do zasobnika. Odbywa się to ręcznie, bądź pneumatycznie metodą ciśnieniową. W celu uzyskania żądanych właściwości do granulatu tworzyw dodaje się różnego rodzaju dodatki, np. dla uzyskania określonego koloru wypraski dodaje się barwnik. Proces wtrysku jest procesem cyklicznym. Długość cyklu zależna jest od masy, kształtu i tym podobnych pożądanych parametrów produktu wyjściowego. To, jaki kształt będzie miała wypraska, zależy od formy do której zostanie wprowadzone uplastycznione tworzywo. W formie dochodzi do jego utwardzenia i chłodzenia. Wyróżnia się formy jednogniazdowe jak i wielogniazdowe. Istotnymi parametrami, które decydują o właściwościach otrzymanego przedmiotu są: cieplne równanie stanu oraz czas chłodzenia. Cieplne równanie stanu określa się poprzez dane: p (ciśnienie), V (objętość właściwa), T (temperatura). W wykonywanym ćwiczeniu przyjęliśmy 2 czasy chłodzenia. Pierwszy wynosił 5s. Po usunięciu wypraski z formy tworzywo było ciepłe i jego stan skupienia wewnątrz był ciekły. Po powolnym ostygnięciu na wolnym powietrzu zmniejszyła się objętość przedmiotu w stosunku do objętości formy a także wypraski, której czas chłodzenia wynosił 25s, po którym tworzywo było stałe i miało temperaturę przybliżoną do otoczenia. Jego właściwości były lepsze w porównaniu do wypraski chłodzonej przez okres 5s. Odpadem technologicznym procesu wtryskiwania jest wlewek, który po usunięciu wypraski z formy jest usuwany ręcznie a następnie mielony na granulat i mieszany z tworzywem pierwotnym.

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.