Na czym polega proces uplastyczniania tworzyw sztucznych
Tworzywa termoplastyczne są jedyną grupą tworzyw przetwarzanych metodą wytłaczania oraz najliczniejszą
i najczęściej przetwarzaną poprzez wtrysk. Powyżej pewnej granicznej temperatury tworzywa termoplastyczne przechodzą w stan uplastyczniony, w którym wykazują zdolność do dużych odkształceń. Umożliwia to ich ciśnieniowe formowanie. Parametrem charakteryzującym właściwości przetwórcze tworzywa w stanie uplastycznionym jest tzw. lepkość pozorna, zależna głównie od temperatury stopu. Ostudzenie poniżej temperatury uplastycznienia powoduje zestalenie tworzywa. Dzięki produkcji na wtryskarkach opartych na technologii wtrysku można produkować różnego rodzaju akcesoria do mebli między innymi ślizgacze, wywietrzniki, podkładki pod meble.
Proces uplastyczniania tworzyw termoplastycznych jest powtarzalny. Możliwe jest więc ich wielokrotne przetwarzanie (recykling). Ze względu na mikrostrukturę zestalonego tworzywa wyróżnia się w tej grupie tworzywa amorficzne
(nie tworzące uporządkowanej struktury łańcuchów polimerowych) oraz częściowo krystaliczne (tworzące, obok struktury amorficznej, różnorodne, przestrzennie uporządkowane struktury łańcuchów). W dużym uproszczeniu można stwierdzić, że o ilości fazy krystalicznej w konkretnym tworzywie decyduje szybkość chłodzenia. Im wolniej przebiega chłodzenie, tym więcej fazy krystalicznej. Wraz z wzrostem ilości fazy krystalicznej zmieniają się, w pewnym zakresie, właściwości tworzywa (np. wzrasta, gęstość, wytrzymałość na rozciąganie i moduł sprężystości, a zmniejsza się odkształcenie przy zerwaniu).
Oprócz termoplastów w procesie wtrysku przetwarza się tworzywa termoutwardzalne oraz elastomery. Ogrzewanie powoduje najpierw ich uplastycznienie i obniżenie lepkości, a następnie w określonej temperaturze zachodzi nieodwracalny proces tworzenia wiązań pomiędzy łańcuchami polimerowymi (utwardzanie tworzyw termoutwardzalnych i wulkanizacja elastomerów).
Produkcja na wtryskarkach do plastiku
Metodą wtrysku przetwarza się tworzywa termoplastyczne i termoutwardzalne. Proces wtrysku jest procesem cyklicznym, podczas którego tworzywo po uplastycznieniu wprowadzane jest pod ciśnieniem do formy. Po zestaleniu tworzywa forma otwiera się, wypychając gotową wypraskę. Tworzywa termoplastyczne są w formie chłodzone, natomiast termoutwardzalne – ogrzewane do temperatury utwardzania.
Wtryskarka składa się z czterech zasadniczych zespołów:
- uplastyczniania,
- zamykania formy,
- napędowego,
- sterowania.
Zespół uplastyczniania wtryskarek do plastiku
Zespół uplastyczniania obejmuje:
- lej zasypowy,
- cylinder z grzałkami (kilka stref ogrzewania),
- ślimak wtryskowy,
- dysza.
Zadaniem zespołu uplastycznienia jest przygotowanie tworzywa, a wiec uplastycznienie i homogenizacja, a następnie wtryśniecie do formy. Najistotniejszym parametrem tego zespołu jest maksymalna objętość wtrysku. Jest to największa objętość tworzywa, jaka można w jednym cyklu pracy maszyny wtrysnąć do formy. Cały układ uplastyczniający ma możliwość przemieszczania się wzdłuż kolumn prowadzących.
Parametrami konstrukcyjnymi ślimaka są średnica, stosunek długości do średnicy oraz stopień sprężania (stosunek głębokości zwoju na początku do głębokości zwoju na końcu strefy sprężania). Dysza jest elementem stykającym się bezpośrednio z tuleją wtryskową formy. W przetwórstwie tworzyw o niskiej lepkości w temperaturze wtrysku stosuje się dysze z zaworami hydraulicznymi lub samozamykające
Zespół zamykania formy
W zespole zamykania mocowana jest forma wtryskowa. W jego skład wchodzą stół ruchomy i nieruchomy, kolumny prowadzące oraz układ przesuwania stołu ruchomego. Głównie są to układy mechaniczne z systemem dźwigni kolanowych lub rzadziej stosowane bezpośrednio hydrauliczne. Liczba dźwigni kolanowych zależy od wielkości stołów oraz założonej dokładności rozkładu nacisku na płytę ruchomą. Zadania zespołu zamykania formy to:
- zamknięcie formy,
- docisk formy z odpowiednia siłą, aby ciśnienie nie powodowało rozszczelnienia zamkniętych połówek formy.
Zespół napędowy
Najczęściej stosowane są układy hydrauliczne z tradycyjnymi elementami hydrauliki siłowej wraz zaworami regulacji ciśnienia i natężenia przepływu oleju. W formie do przetwórstwa tworzyw termoplastycznych można wyróżnić na-stępujące układy funkcjonalne:
- gniazda formujące – przestrzenie, w których następuje formowanie wyprasek,
- układ wlewowy – zespół kanałów doprowadzających tworzywo do poszczególnych gniazd; każdy kanał kończy się tzw. przewężką
- układ chłodzenia – zespół kanałów, wykonanych w płytach, przez które przepływa woda chłodząca, celem chłodzenia formy; temperaturę formy ustala się poprzez regulacje natężenia przepływu wody,
- układ wypychania wypraski – złożony z wypychaczy, osadzonych w płycie wypychaczy i zderzaka. Podczas otwierania formy zderzak natrafiając na trzpień umieszczony za stołem ruchomym, przesuwa płytę z wypychaczami, które usuwają wypraski z gniazd
- układ ustalania połówek formy – słupy i tuleje prowadzące zapewniają właściwe położenie względem siebie połówek formy.
Zespół sterowania
Układ sterowania obejmuje trzy tryby sterowania:
- ręczny – wszystkie operacje wykonywane są za pomocą odpowiednich przycisków,
- półautomatyczny – po włączeniu wtryskarka wykonuje jeden pełny cykl wtrysku,
- automatyczny – wtryskarka wykonuje cykl za cyklem.
Pierwsze dwa stosuje się do ustawiania parametrów, natomiast ostatni w produkcji, przy czym tryb półautomatyczny służy przede wszystkim do ustawiania parametrów czasowych.