Vstřikování plastů

Technology

12 hours ago

Author

Vstřikování plastů je termodynamický cyklický tvářecí proces. Plastické hmoty jsou pro vstřikování dodávány ve formě granulátu. Mohou být přírodní barvy (zpravidla čiré nebo průhledné) nebo probarvené. Barvení je též možno přidáním granulovaného barviva (1-3 %) do nebarveného granulátu při nabírání plastu do plastifikační jednotky (vstřikovací lis). Plastový granulát je připraven v násypce, kde je plast zpravidla nutno zbavit vlhkosti (vysušit při teplotě do 150 °C). Z násypky je granulát nabírán šnekem vstřikolisu do plastifikační jednotky, kde je nahříván na požadovanou vstřikovací teplotu (150 °C - 400 °C). Zahřátí se též děje protitlakem (plastifikací) a otáčením šneku. Po nahřátí v plastifikační jednotce je tekutý plast (tavenina) vstříknut vysokým tlakem (až 250 MPa) do vstřikovací formy (nástroje). Nástroj je zpravidla nutno chladit (temperovat) na provozní teplotu (cca 20 °C - 150 °C).

Při vstřikování je nutné, aby z nástroje včas unikly všechny plyny a dovolily zaplnění nástroje hmotou. Pro odvzdušnění by měly postačovat vůle v pohyblivých částech nástroje a dělicích rovinách (v opačném případě nutná výroba zvláštních odvzdušnění). +more Čas vstřikování bývá řádově sekundy. Vstřikování se děje přímočarým pohybem šnekového pístu. Konec šneku je opatřen zpětným uzávěrem, aby tavenina tekla pouze směrem do nástroje. Zbytkový objem, který zůstává v plastifikační jednotce se nazývá polštář hmoty. Po vstříknutí je nutno nastavit čas ochlazení (jednotky až desítky sekund). Po tomto čase se forma otevře a díl je vyjmut z nástroje pomocí ocelových trnů (vyhazovačů). Vypadává buď samotíží nebo je odebírán automatem. Souběžně s ochlazováním dílu v nástroji již vstřikovací šnekový píst nabírá otáčením nový materiál pro další cyklus. Vstřikovací cyklus má tedy tyto části:.

# Nabírání požadovaného objemu plastu do plastifikační jednotky otáčivým pohybem šnekového pístu. # Zahřívání a plastifikace. +more (Zahřátí na teplotu taveniny má zpravidla několik teplotních pásem dle velikosti lisu. ) # Vstřikování vstřikovacím tlakem a dotlakem - vyprázdnění plastifikační jednotky až na úroveň polštáře hmoty (zbytkový objem plastu) # Ochlazování v nástroji. # Otevření nástroje a vyjmutí výlisku.

Části nového cyklu 1 a 2 probíhají souběžně s částmi 4 a 5 starého cyklu.

Vstřikovací cyklus trvá desítky sekund dle velikosti a náročnosti plastového dílu. Číslicově řízené stroje umožňují měnít profil parametrů jako je vstřikovací tlak, dotlak nebo vstřikovací rychlost během jednoho cyklu pro dosažení optimálních vlastností vstřikolisovaného dílu. +more Elektronická výbava lisu dovoluje sledovat stabilitu parametrů a překročení nastavených mezí - Q-tabulka. Ke správnému výlisku lze dojít nastavením různých parametrů. Přestože máme možnost širokého rozsahu volby parametrů, jen úzký výběr parametrů je optimální. Pro optimalizaci parametrů přímo na lisu je třeba řady zkušeností. Přesto není třeba používat pouze pokusné metody v provozu, ale existuje řada SW modelací vstřikovacího procesu plastických hmot. Stačí zadat 3D výkres dílu. Dodavatelé garantují 80-90% podobnost SW modelace se skutečným procesem vstřikování plastů.

Příklady polymerů nejvhodnějších pro tento proces

Lze použít většinu polymerů, někdy nazývaných pryskyřice, včetně všech termoplastů, některých termosetů a některých elastomerů. Od roku 1995 se celkový počet dostupných vstřikovacích materiálů zvyšuje tempem 750 ročně; na počátku tohoto trendu bylo k dispozici přibližně 18 000 materiálů. +more Běžné polymery, jako je epoxid a fenol, jsou příklady termosetů, zatímco nylon, polyethylen a polystyren jsou termoplasty. Dostupné materiály zahrnují slitiny nebo směsi dříve vyvinutých materiálů, takže konstruktéři výrobků si mohou z rozsáhlé nabídky vybrat materiál s nejlepším souborem vlastností. Hlavními kritérii pro výběr materiálu jsou pevnost a funkčnost požadovaná pro konečný díl a také cena, ale každý materiál má také jiné parametry pro lisování, které je třeba vzít v úvahu. Mezi další hlediska při výběru vstřikovacího materiálu patří modul pružnosti v ohybu, tedy míra, do jaké lze materiál ohýbat bez poškození, a také rozptyl tepla a absorpce vody. Ještě relativně nedávno byly plastové pružiny nemožné, ale díky pokroku ve vlastnostech polymerů jsou nyní zcela praktické. Mezi aplikace patří přezky pro upevnění a odpojení popruhů venkovního vybavení.

Literatura

Lubomír Zeman: Vstřikování plastů, BEN - technická literatura, 2009, * Lubomír Zeman: Vstřikování plastů - teorie a praxe, Grada Publishing, a. s. +more, 2018,.