Znaczenie technologii formowania wtryskowego w przemyśle jest nie do przecenienia. Wykorzystując odpowiednie metody obróbki można uzyskać bardzo szczegółowe detale o pożądanych kształtach i właściwościach użytkowych. Nic dziwnego, że coraz więcej firm deklaruje chęć wykorzystanie tego procesu w celu usprawnienia produkcji elementów z tworzyw sztucznych. Sprawdź, na czym polega formowanie wtryskowe i jak przebiega cała procedura.
Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych
Proces formowania wtryskowego znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle m.in. w branży przetwórstwa tworzyw sztucznych, sektorze motoryzacyjnym czy budownictwie. Obecnie ponad 80% materiałów polimerowych, które trafiają na rynek, pochodzi z wtrysku tworzyw sztucznych. Proces ten oferuje wiele korzyści, które dotyczą zarówno kwestii budżetowych, jak i środowiskowych. Wysoka jakość i precyzja wykonania elementów oraz automatyzacja produkcji, sprawiają, że wtryskiwanie tworzyw sztucznych jest chętnie wykorzystywane przez przedsiębiorstwa, które zajmują się produkcją seryjną lub wielkoseryjną.
Jeżeli chodzi o aspekt ekologiczny, warto zwrócić uwagę na takie kwestie jak niska emisja szkodliwych substancji do atmosfery oraz generowanie niewielkiej ilości odpadów. Zastosowanie form wtryskowych wspiera także rozwój branży recyklingu, ponieważ uzyskane komponenty mogą być ponownie przetworzone.
Upłynnienie tworzywa sztucznego pod wpływem ciepła
Formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych to proces, w którym kontrola temperatury jest kluczowe dla uzyskania doskonałego efektu. W procesie tym ogromną rolę odgrywają różne rodzaje grzałek. Są to chociażby grzałki opaskowe ceramiczne, które są specjalnie zaprojektowane, aby utrzymywać stałą i precyzyjną temperaturę wewnątrz narzędzia do formowania. Dzięki nim można osiągnąć równomierne rozprowadzenie ciepła, co jest niezwykle istotne w procesie tworzenia precyzyjnych i wytrzymałych elementów. Z kolei grzałki opaskowe ceramiczne wyróżniają się doskonałą izolacją i zdolnością do osiągania wysokich temperatur.
W niektórych przypadkach, zwłaszcza w przemyśle przetwórstwa tworzyw sztucznych, gorące dysze odgrywają kluczową rolę w procesie formowania wtryskowego. Wykorzystują grzałki do nagrzewania i rozpuszczania tworzywa sztucznego, co umożliwia płynne i równomierne wstrzykiwanie materiału do formy.
Warunki przeprowadzenia procesu formowania wtryskowego
Jednostką centralną systemu do formowania wtryskowego jest wtryskarka – wielofunkcyjna maszyna, która umożliwia produkcję detali. Dzięki niej możesz otrzymać wiele powtarzalnych elementów o wymaganych właściwościach fizycznych.
Warunkiem niezbędnym do prawidłowego przeprowadzenia procesu jest odpowiednia temperatura wtrysku, która pozwala utrzymać odpowiednią płynność. Jeżeli jest zbyt niska, masa pozostanie w stanie stałym lub nie będzie wystarczająco elastyczna, aby możliwe było przeprowadzenie procesu wtryskiwania. Z kolei za wysokie wartości doprowadzą do uszkodzenie polimerów i utraty ich właściwości, przez co gotowe elementy mogą nie spełnić wymaganych standardów produkcji części.
Równie istotnym parametrem jest ciśnienie wtrysku w cylindrze maszyny wywierane na plastyczną masę, która jest wtłaczana do formy wtryskowej. Jeżeli jego wartości będą zbyt niskie, jej powierzchnia nie zostanie wypełniona plastikiem. Zbyt wysokie ciśnienie może z kolei powodować wylanie tworzywa.
Formowanie wtryskowe – jak przebiega ten proces?
Proces formowania tworzywa sztucznego opiera się na nagrzaniu materiału w postaci granulek do momentu uzyskania plastycznej formy. Następnie tworzywo jest przenoszone do gniazda formy, której wymiary i kształt za projektowane na indywidualne zamówienie. Po obniżeniu temperatury następuje utwardzenie wprowadzonego tworzywa, które następnie jest usuwane z gniazd formujących. W zależności od wymiarów produkowanych elementów cała procedura może trwać od kilku minut do nawet kilku godzin.
Cykl formowania wtryskowego:
- Wprowadzenie tworzywa do wtryskarki
Ruch obrotowy ślimaka, specjalnej spirali umieszczonej w cylindrze wtryskarki, powoduje przesunięcie uplastycznionego tworzywa wzdłuż ścianek wewnętrznych maszyny. Dzięki zastosowaniu elementów grzejnych w cylindrze, takich jak grzałki opaskowe ceramiczne i ciągłemu mieszaniu masa utrzymuje właściwą temperaturę. Połączenie wysokiego ciśnienia oraz wymaganej temperatury sprawia, stopione tworzywo sztuczne zachowuje upłynnioną formę.
Sprawdź też inne rodzaje elementów grzejnych: grzałki pierścieniowe, grzałki zwojowe, grzałki opaskowe
- Wtrysk właściwy
Czoło ślimaka wciska plastyczną masę do formy przez specjalne dysze i system kanałów wydrążonych w formie. Konstrukcja narzędzia ułatwia szybkie i precyzyjne wypełnienie w maksymalnie krótkim czasie.
- Stygnięcie
Kiedy tworzywo znajduje się już w zamkniętej formie wtryskowej, następuje jej schłodzenie lub ogrzanie. Formy chłodzone są stosowane w przypadku tworzyw termoplastycznych, a ogrzewane – termoutwardzalnych.
- Opróżnienie formy wtryskowej
Forma wtryskowa składa się zazwyczaj z dwóch części. Po wystygnięciu kształtka jest uwalniana z formy (automatycznie lub manualnie).
- Zamknięcie formy wtryskowej
Po wydobyciu masy formy wtryskowe są ponownie zamykane i cykl wtrysku może być realizowany ponownie.
- Oczyszczenie gotowego produktu
Zdarza się, że gotowy produkt ma nadmiar materiału. W takim przypadku koniecznie jest mechaniczne usunięcie naddatku i wypolerowanie powierzchni w miejscu łączeń.
Techniki wtryskowe tworzyw sztucznych, czyli metody formowania wtryskowego
Temat formowania wtryskowego jest bardzo szeroki. Mnogość materiałów polimerowych dostępnych na rynku spowodowała dynamiczny rozwój technologii wykorzystywanych w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Obecnie istnieje kilkanaście niekonwencjonalnych metod obróbki, które umożliwiają tworzenie elementów o złożonych kształtach i skomplikowanej budowie. Wybór odpowiedniej zależy od rodzaju tworzywa. Do najpopularniejszych z nich należą:
- WAIM (Water Assist Injection Moulding) – proces formowania wspomagany wodą,
- GAIM (Gas Assist Injection Moulding) – w obecności gazu,
- Multicomponent Injection Moulding – wtrysk wielokomponentowy lub wielokolorowy.
Wszystkie wymienione metody umożliwiają wytworzenie wyprasek o określonych cechach i uzyskanie wysokiej stabilności wymiarowej.
Podsumowanie
Pomimo że formowanie wtryskowe tworzyw sztucznych wydaje się stosunkowo prostym i intuicyjnym procesem, wymaga dużej wiedzy z zakresu materiałoznawstwa. Polimery mają zróżnicowane parametry techniczne, np. szybkość płynięcia stopu czy przewodność cieplną. Zrozumienie tych cech pozwala wybrać tworzywo, które sprawdzi się do określonych zastosowań. Z tego względu proces produkcji części z tworzyw sztucznych lepiej powierzać firmom, które dysponują stosownym zapleczem technicznym i doświadczeniem konstrukcyjnym.
Czytaj także:
Kabel grzewczy samoregulujący – zasada działania
Wymiana grzałki w pralce krok po kroku
Wymiana grzałki w bojlerze krok po kroku
Wymiana grzałki w piekarniku krok po kroku
Wymiana grzałki w zmywarce krok po kroku
Wyparzanie grzałki – jak czyścić grzałkę w e-papierosie?
Dobór grzałki do paneli fotowoltaicznych. Na co zwrócić uwagę?
Dobór i montaż grzałki do grzejnika krok po kroku
Jak zamontować grzałki do pieca CO? Instrukcja krok po kroku