W przygotowaniu

nr 5-6(25-26) 2017
dostępny
po 29.12.2017

Wydanie aktualne

nr 3-4(23-24) 2017
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

Wydania archiwalne

nr 1-2(21-22) 2017
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

nr 1-2(19-20) 2015
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(18) 2014
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(17) 2013
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(16) 2012
dostępny
w archiwum

numer 1(15) 2011
dostępny
w archiwum

numer 4(14) 2010
HD dostępny
w archiwum

numer 3(13) 2010
HD dostępny
w archiwum

Obserwuj @CADblog_pl

Fragment artykułu z nr 3(4) maj II 2009 (kompletne wydanie do pobrania z Archiwum)

Kilka słów na temat technologii obróbczych tworzyw sztucznych

Tworzywa termoplastyczne są jedyną grupą tworzyw przetwarzalnych metodą wytłaczania oraz najliczniejszą i najczęściej przetwarzaną poprzez wtrysk. Powyżej pewnej temperatury granicznej tworzywa termoplastyczne przechodzą w stan uplastyczniony, w którym wykazują zdolność do dużych odkształceń. Umożliwia to ich ciśnieniowe formowanie, ale nie tylko...

Fragment materiału zamieszczonego na portalu e-technolog.pl

(...) Parametrem charakteryzującym właściwości przetwórcze tworzywa w stanie uplastycznionym jest tzw. lepkość pozorna, zależna głównie od temperatury stopu. Ostudzenie poniżej temperatury uplastyczniania powoduje zestalenie tworzywa.

Wtrysk
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 jest stosowany również do przetwórstwa tworzyw termo– i chemoodpornych.

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;
• 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 to, 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***.

W prowadzeniu procesu dużą rolę odgrywa doświadczenie zarówno technologa ustalającego proces, jak i wtryskiwacza przestrzegającego ustaleń założonych w warunkach produkcyjnych. Do najważniejszych parametrów procesu wtryskiwania zalicza się: temperaturę, ciśnienie i czas wtrysku. Dobór tych parametrów zależy od:
• kształtu i wielkości wypraski,
• rodzaju i własności użytego tworzywa, 
• sprawności pracy wtryskarki,
• konstrukcji formy.

Dodatkowo temperatura wtrysku zależy jeszcze od: temperatury formy, ciśnienia tłoka wtryskowego i szybkości wtrysku. Natomiast czas wtrysku zależy od: wydajności uplastyczniania, ciśnienia i temperatury wtrysku, oraz szybkości wtrysku.

Formy wtryskowe
Oprócz wtryskarki najważniejszym elementem występującym podczas procesu wtrysku jest forma wtryskowa. Składa się przeważnie z dwóch podzespołów: jednego mocowanego do ruchomego stołu wtryskarki, zwanego podzespołem ruchomym i drugiego mocowanego do nieruchomego stołu wtryskarki, zwanego podzespołem nieruchomym. Podzespoły formy składają się z następujących części: gniazda lub gniazd formujących, układu przepływowego (wlewowego), układu chłodzenia lub grzania, układu wypychania wypraski (lub wyprasek), a także wlewki, obudowy i elementów ustalających oraz prowadzących, jak również układów uzupełniających.

Formy dzielimy na: 
• Jednogniazdowe – jednokrotne
• Wielogniazdowe – wielokrotne

Wytłaczanie
W procesie wytłaczania przetwarza się tworzywa w postaci proszku lub granulatu. Wytłaczanie jest procesem ciągłym. Przygotowana w wytłaczarce struga ogrzanego i uplastycznionego tworzywa wprowadzana jest do głowicy wytłaczającej, gdzie jest wstępnie kształtowana w zadany wyrób. Po wyjściu z głowicy jest schładzana i poddawana dalszej obróbce, polegającej na nadaniu ostatecznych wymiarów zewnętrznych i wykończeniu powierzchni.

W wyniku procesu wytłaczania możemy uzyskać następujące półfabrykaty:
• rury i profile,
• folie w postaci rury (worka) – wytłaczanie z rozdmuchem,
• folię w postaci wstęgi,
• płyty,
• możemy także powlekać inne półfabrykaty warstwą tworzywa – np. przewody elektryczne

Prasowanie tworzyw
Prasowanie tłoczne polega na uplastycznieniu tworzywa umieszczonego w formie prasowniczej, dokładnym wypełnieniu gniazda formy tworzywem oraz utwardzeniu tego tworzywa. Forma prasownicza składa się z dwóch zasadniczych części: stempla, nadającego wyprasce kształt wewnętrzny i matrycy, nadającej jej kształt zewnętrzny. Metody prasowania dzielimy na:
• Prasowanie tłoczne na gorąco – jedna lub dwie z faz (uplastycznianie lub utwardzanie) zachodzą pod wpływem ciepła doprowadzonego z zewnątrz,
• Prasowanie tłoczne na zimno – wszystkie fazy przebiegają bez doprowadzenia ciepła z zewnątrz.

Obróbka mechaniczna tworzyw
Jeśli chodzi o obróbkę mechaniczną tworzyw konstrukcyjnych to w większości przypadków można ją przeprowadzić na standardowych obrabiarkach. Różnica polega na doborze innych parametrów obróbki, a także doborze innej geometrii narzędzi.
Pomimo, że każdy producent narzędzi ma w swojej ofercie także dedykowane do obróbki tworzyw, jednak w praktyce wygląda to tak, że zanim osiągniemy zamierzony efekt musimy poprzedzić to serią prób i testów. Czasami w trakcie obróbki lepiej sprawdzają się narzędzia przeznaczone do obróbki... aluminium lub innych lekkich stopów zaś dobór parametrów skrawania musi odbyć się wspomnianą metodą prób i błędów.
Ze względu na niską przewodność cieplną oraz stosunkowo niską temperaturę topnienia tworzyw sztucznych, należy maksymalnie ograniczać ich nagrzewanie – w celu uniknięcia zmian wymiarowych, zmian barw, a także topnienia.
W związku z powyższym narzędzia do mechanicznej obróbki tworzyw powinny być:
• gładkie i dobrze naostrzone,
• powinny posiadać odpowiedni kąt przyłożenia, tak aby jedynie krawędź tnąca stykała się z obrabianym materiałem,
• należy zapewnić dobre odprowadzanie wiórów.

Jeżeli konieczne jest chłodzenie, to na ogół bardzo dobrze nadają się do tego emulsje olejowe, jednakże nie należy ich stosować przy obróbce materiałów łatwo ulegających pękaniu powierzchniowemu w trakcie obróbki skrawaniem, takich jak PC 1000, PEI, PSU. Dla tych materiałów odpowiedniejszymi chłodziwami są czysta woda lub sprężone powietrze. (...)

Więcej na temat metod obróbczych, a także tworzyw sztucznych – na stronie www.e-technolog.pl

 (...)

*obecnie można zmniejszać koszty wytwarzania form, stosując technologie Rapid Prototyping i Rapid Manfacturing. Powoduje to, iż w niektórych przypadka znacząco udaje się obniżyć koszty przygotowania produkcji w technologii wtrysku; opłacalna może stać się nawet produkcja niskoseryjna, czy też jednostkowa – przyp. CADblog.pl

**jw.

***jw.

Pełny artykuł wraz z ilustracjami w numerze (plik pdf) do pobrania z Archiwum

Blog monitorowany przez: