1. Wytłaczanie

Co to jest?

Jest to proces ciągły, w którym materiał w postaci najczęściej granulatu podawany jest do ogrzewanego cylindra uplastycznia się a następnie po homogenizacji przechodzi przez głowicę. W głowicy pod ciśnieniem formowany jest wyrób, który przechodzi przez kalibrator. Po schłodzeniu wytłoczka jest cięta na wymiar lub nawijana na bęben.

Na czym polega?

Proces wytłaczania polega na ciągłym uplastycznianiu tworzywa w układzie uplastyczniającym i przepychaniu przez kanały głowicy wytaczarskiej, następnie na zestaleniu lub utwardzeniu otrzymanej wytłoczyny.

Co to jest uplastycznienie?

Odpowiednie przejście tworzywa wejściowego, na skutek nagrzewania, sprężania, ruchu i działania sił ze stanu na ogół stałego w stan plastyczny.

Funkcje układu uplastyczniającego:

nagrzewanie - prowadzone w celu zapewnienia zadanego przebiegu zmian stanów fizycznych tworzywa przetwarzanego, określanego temperaturą i jej fluktuacją,

sprężanie - mające na celu uzyskanie w tworzywie przetwarzanym zadanego przebiegu zmian ciśnienia, określanego wartością ciśnienia i jego pulsacją,

mieszanie - zapewniające homogenizowanie czyli ujednorodnienie składu i właściwości, głównie cieplnych i mechanicznych, jak również struktury tworzywa przetwarzanego.

transportowanie - umożliwiające przemieszczanie tworzywa przez układ z uzyskaniem na jego końcu potrzebnej prędkości wypływu tworzywa z określonym natężeniem i ustaloną fluktuacją oraz pulsacją

Rodzaje układów uplastyczniających:

1) układy ślimakowe:

a) jednoślimakowe

b) wieloślimakowe (na ogół dwuślimakowe lub trójślimakowe, czteroślimakowe lub planetarne)

2) układy bezślimakowe (np. tłokowe, tarczowe, pierścieniowe, teledynamiczne i wirnikowe)

3) układy hybrydowe (najpowszechniejsze to ślimakowo-tłokowe i ślimakowo-tarczowe)

Co to jest głowica wytłaczarska?

Głowica wytłaczarska jest narzędziem przetwórczym z otwartym gniazdem formującym mocowanym bezpośrednio do układu uplastyczniającego lub do uzupełniającego urządzenia przygotowawczego, którym może być urządzenie filtrujące, pompa zębata lub mieszarka statyczna.

Efekt Barusa:

Efekt Barusa jest cechą stopionych polimerów polegająca na tym, że na wylocie z kanału przepływowego następuje nagłe rozszerzenie wypływającego strumienia płynu. Na skutej efektu Barusa przekrój poprzeczny wytłoczyny nie jest równy przekrojowi poprzecznemu wylotu dyszy.

Wytłaczanie z rozdmuchiwaniem:

Proces ten polega na wytłoczeniu folii rurowej i natychmiastowym jej rozdmuchaniu za pomocą powietrza o nieznacznym ciśnieniu i wyciągnięciu za pomocą urządzenia odbierającego. W czasie rozdmuchiwania zachodzi przede wszystkim rozciąganie w kierunku poprzecznym, natomiast podczas wyciągania następuje rozciąganie w kierunku wzdłużnym. Aby lepiej sterować procesem rozciągania poprzecznego i wzdłużnego, folia rurowa jest ochładzana bezpośrednio za dyszą głowicy w strumieniu powietrza z urządzenia nadmuchującego. Wyróżnia się trzy odmiany metody wytłaczania z rozdmuchiwaniem swobodnym: pionowo w górę, pionowo w dół oraz poziomo.

2. Wtryskiwanie

Co to jest?

Wtryskiwanie jest jedną z dominujących metod przetwórstwa i polega na cyklicznym uplastycznianiu tworzywa w układzie uplastyczniającym, a następnie stapianiu tworzywa w tym układzie i wyciskaniu do zamkniętego gniazda formującego formy wtryskowej, następnie na zestalaniu lub utwardzeniu tworzywa i wyjęciu przedmiotu nazywanego wypraską wtryskową. Ważną cechą procesu wtryskiwania jest jego cykliczność.

Z czego składa się wtryskarka?

Każda wtryskarka składa się z trzech układów: układu uplastyczniającego, napędowego i narzędziowego.

Cykl procesu wtryskiwania:

1) zamykanie formy wtryskowej - poprzez ruch zespołu formy zamocowanego do ruchomego stołu wtryskarki w kierunku zespołu formy mocowanego do nieruchomego stołu wtryskarki

2) wtrysk - dosuwanie układu uplastyczniającego do formy wtryskowej, tak aby dysza wtryskowa zetknęła się z tuleją wtryskową formy, następnie dosuwanie za pomocą układu hydraulicznego ślimaka powodujące wyciśnięcie ciekłego tworzywa z układu uplastyczniającego do zamkniętej

3) docisk - uzupełnienie tworzywa w gnieździe formy, poprzez nieduże dosunięcie ślimaka, w celu wyrównania zmniejszenia się objętości tworzywa w wyniku skurczu pierwotnego podczas jego

zestalania lub utwardzania

4) uplastycznianie - ślimak wprawiony zostaje w ruch obrotowy, co powoduje pobieranie tworzywa z zasobnika i wprowadzanie do układu uplastyczniającego, w układzie tworzywo jest nagrzewane, mieszane, sprężane i transportowane w kierunku dyszy wtryskowej; ciśnienie tworzywa w układzie

przesuwa obracający się ślimak w kierunku zasobnika w położenie, które jest wyjściowe.

5) otwieranie - zmniejszenie siły zamykającej formę wtryskową, otwieranie formy i wypychanie wypraski wtryskowej z gniazda,

6) przerwa - zabiegi przy otwartej formie np. zakładanie rdzeni, zaprasek, etykiet, powlekanie powierzchni gniazda środkiem przeciwprzyczepnym, czyszczenie formy.

Układ narzędziowy:

Układ narzędziowy wtryskarki składa się z zespołu narzędzia obejmującego formę wtryskową i oba stoły wtryskarki oraz z zespołu zamykająco-otwierającego obejmującego prowadnicę, dźwignie, siłowniki hydrauliczne i płytę oporową.

3. Spawanie

Co to jest?

Spawanie jest metodą łączenia tworzyw termoplastycznych, polegającą na ich uplastycznieniu i stopieniu w miejscu łączenia, bez wywierania nacisku na łączone elementy

z dodaniem spoiwa.W procesie spawania wykorzystuje się różnorodne urządzenia specjalistyczne.

Czynnik roboczy:

Głównym urządzeniem wykorzystywanym podczas tego procesu jest palnik. Umożliwia on dostarczanie wymaganego rodzaju energii, za pomocą której jest realizowane uplastycznienie elementów łączonych. Konwencjonalny palnik spawalniczy składa się z

uchwytu, dmuchawy powietrza, elektronicznego regulatora temperatury i dyszy. Ze względu nasposób powstawania źródła ciepła narzędzia palniki można podzielić na:

gazowe (płomieniowe) oraz elektryczne

4. Zgrzewanie

Co to jest?

Zgrzewanie jest metodą łączenia tworzyw termoplastycznych, polegającą na ich uplastycznieniu i stopieniu w miejscu łączenia, z wywarciem nacisku na łączone elementy bez dodatku spoiwa.

Warunki zgrzewania:

Proces spajania elementów z tworzywa tą metodą jest określony warunkami zgrzewania, do których należą:

− temperatura (do jakiej nagrzewa się elementy łączone),

− nacisk wywierany na łączone elementy,

− czas zgrzewania,

− czas i warunki ochładzania otrzymanej zgrzeiny

Parametry zgrzewania:

Zgrzewanie zachodzi w warstwach wierzchnich łączonych elementów z tworzyw lub w ich masie. W obszarze zgrzewania pod wpływem ciepła, uzyskuje się elementach łączonych wymagany stan plastyczny i ciekły, w którym z kolei zachodzi wzajemne przeplatanie się makrocząsteczek lub ich segmentów. W wyniku docisku i ochłodzenia w określonym przedziale czasu uzyskuje się połączenie trwałe.

Odmiany zgrzewania + opis metod:

1) Zgrzewanie rezystancyjne (bezpośrednie) - metoda zgrzewania rezystancyjnego polega na uplastycznieniu łączonych wytworów z tworzywa (najczęściej folii) za pomocą określonego elementu grzejnego i ściśnięciu ich pomiędzy stołem a ruchomym ramieniem zgrzewarki.

2) Zgrzewanie nagrzaną płytą - Podczas procesu zgrzewania, nagrzaną płytę wprowadza się pomiędzy łączone powierzchnie. Następuje dostarczenie ciepła, w wyniku czego

powierzchnie zgrzewanych elementów ulegają uplastycznieniu. W kolejnej fazie

procesu odsuwa się płytę i dociska do siebie spajane elementy.

3) Zgrzewanie nagrzanym klinem - W przypadku zgrzewania nagrzanym klinem uplastycznienie tworzywa jest wykonywane za pomocą narzędzia -dodatkowego klina. Metoda ta polega na nagrzaniu elementów łączonych w wyniku ich kontaktu z klinem.

Klin jest przesuwany wzdłuż miejsca łączenia, z zachowaniem ciągłego styku z elementami łączonymi, przy działaniu na elementy określonej siły dociskającej.

4) Zgrzewanie indukcyjne - Zgrzewanie indukcyjne jest możliwe wtedy, gdy w strefie

łączonych elementów umieszczony zostanie przewodnik elektryczny, przez który przepływa prąd wielkiej częstotliwości. Wokół przewodnika elementy łączone z tworzywa ulegają uplastycznieniu, na skutek indukowania prądów wirowych lub w wyniku histerezy magnetycznej. W wyniku przewodzenia ciepła w kierunku od przewodnika do tworzywa uzyskuje się wymagany stopień uplastycznienia tworzywa.

5) Zgrzewnie tarciowe - Proces zgrzewania tarciowego polega na wygenerowaniu ciepła w wyniku tarcia zachodzącego pomiędzy elementami łączonymi. W kolejnej fazie procesu

następuje dociśnięcie do siebie łączonych elementów. W obszarze połączenia, na skutek tarcia powstaje energia cieplna, powodująca uplastycznianie tworzywa, a przy nacisku i ochłodzeniu uzyskuje się połączenie trwałe.

6) Zgrzewanie ultradźwiękowe - Zgrzewanie ultradźwiękowe polega na wprowadzeniu cząsteczek tworzywa w ultraszybkie drgania mechaniczne z częstotliwością ok. 20kHz. W efekcie drgań pomiędzy cząstkami łączonych elementów powstaje tarcie, a na powierzchni

zgrzeiny wydziela się ciepło. Wskutek tego następuje nagrzanie powierzchni styku spajanych elementów do wymaganej temperatury uplastycznienia. Wywarcie nacisku w miejscach spajania, powoduje trwałe ich połączenie

7) Zgrzewanie pojemnościowe - Podczas zgrzewania pojemnościowego uplastycznienie elementów łączonych zachodzi pomiędzy listwami, będącymi elektrodami kondensatora.

Zmienne pole elektryczne powoduje nagrzewanie tworzywa w całej masie. Po procesie zgrzewania następuje ochłodzenie obszaru zgrzeiny oraz wyjęcie elementów spod elektrod.

---