Dodatkowe chłodzenie ciekłym CO w procesach formowania wtryskowego

FORUM NARZĘDZIOWE OBERON
F
NUMER 03 (44) 2010
N
Dodatkowe chłodzenie ciekłym CO2 w procesach formowania
wtryskowego i wytłaczania – warto uwzględnić na etapie
projektowania i produkcji form wtryskowych i głowic wytłaczarskich.
Odpowiednia dystrybucja ciepła w procesach formowania
wtryskowego i wytłaczania jest jednym z decydujących czynników
wpływających na jakość produktów i długość cyklu. Właściwości
fizykochemiczne ciekłego CO2 umożliwiają stosowanie go jako środka
chłodzącego w procesach przetwórstwa tworzyw sztucznych. Dodatkowe
chłodzenie ciekłym dwutlenkiem węgla pozwala na uzyskanie wyrobów
lepszej jakości i na zwiększenie wydajności produkcji. Aplikacje firmy
Linde, oparte na CO2, można w łatwy i ekonomiczny sposób zastosować
w formach wtryskowych oraz w głowicach wytłaczarek. W obu
przypadkach zadaniem ciekłego dwutlenku węgla jest odbiór ciepła
i zapobieganie w ten sposób miejscowemu przegrzaniu się tworzywa w
formie wtryskowej oraz schładzanie wewnętrzne profili wielokomorowych
lub rur podczas wytłaczania. Jakkolwiek rozwiązanie to można zastosować
w przypadku form i głowic już istniejących, będących w użyciu, to
zdecydowanie korzystniej jest uwzględnić możliwość zastosowania
chłodzenia CO2 na etapie projektowania i produkcji form i głowic.
Powszechnie stosowaną metodą chłodzenia formy przy formowaniu
termoplastów jest kontrola temperatury za pomocą wody przepływającej
przez odpowiednio ukształtowane kanały wewnątrz formy. Taka metoda
rodzi ogromne problemy w przypadku konieczności schłodzenia długich
i cienkich rdzeni, elementów prowadzących lub wzmacniających oraz
innych, trudno dostępnych miejsc formy. Problemy te mogą wynikać
między innymi z zatykania kanałów chłodzących osadami, strat ciśnienia
spowodowanych małą średnicą tychże kanałów lub zbyt dużą odległością
pomiędzy kanałem chłodzącym a powierzchnią formy. Lokalny wzrost
temperatury może skutkować trudnościami w prawidłowym wyjmowaniu
gotowych detali, defektami powierzchni, wypaczeniami oraz wydłużeniem
czasu stygnięcia. W takich sytuacjach idealnym rozwiązaniem może być
kontrolowane chłodzenie formy z zastosowaniem ciekłego dwutlenku
węgla jako czynnika odbierającego ciepło z miejsc przegrzewających
się lub trudnych do chłodzenia kanałem wodnym. Zastosowanie CO2
umożliwia skrócenie cyklu nawet o 60% oraz poprawę jakości produktu
dzięki wyrównaniu temperatury i szybkości stygnięcia.
zdjęcie 2: Reflektor z bardzo cienkimi listwami wykonany
z zastosowaniem chłodzenia z CO2
Ograniczona wydajność systemu chłodzenia jest czynnikiem, który
w dużej mierze odpowiedzialny jest za prędkość wytłaczania i wydajność
linii produkcyjnej przy wytłaczaniu profili i rur. Wytłoczony element jest
zwykle chłodzony wodą z zewnątrz, podczas gdy wewnętrzna jego część
nie jest chłodzona wcale. Niewystarczający odbiór ciepła spowodowany
jest na ogół ograniczeniami systemu chłodzenia i powoduje, że prędkość
wytłaczania jest niższa niż możliwości wytłaczarki. W rozbudowanym
wielokomorowym profilu okiennym masa tworzywa znajdującego
się wewnątrz profilu w stosunku do masy tworzącej cały profil może
przekraczać 40 %. Aby uzyskać odpowiednie chłodzenie takiego profilu,
należy wydłużyć system chłodzenia, zwiększyć jego efektywność lub
zmniejszyć prędkość wytłaczania. Chłodzenie wewnętrzne za pomocą
dwutlenku węgla umożliwia znaczące zwiększenie wydajności produkcji
przy zachowaniu istniejącego systemu chłodzenia. Odbiór ciepła
dostarczonego do tworzywa przez wytłaczarkę odbywa się z wnętrza
wytłaczanego elementu. Równomierne schładzanie profilu, z zewnątrz
i od wewnątrz, sprawia, że staje się on stabilny wymiarowo, powtarzalny
i najwyższej jakości. Technologia chłodzenia wewnętrznego została
zoptymalizowana podczas prób przemysłowych i ma zastosowanie
dla różnorodnych kształtów profili. Szczególnie przydatna jest przy
wytłaczaniu profili grubościennych, wielokomorowych, takich jak profile
okienne czy rury. W porównaniu do wody oraz innych ciekłych mediów
chłodzących, dwutlenek węgla wykazuje liczne zalety, które umożliwiają
zastosowanie tego gazu w chłodzeniu wewnętrznym.
zdjęcie 3: Ustnik z dyszami do chłodzenia wewnętrznego
zdjęcie 1:Forma z systemem kontroli temperatury z CO2
26
Marek Gorecki
Linde Gaz Polska Sp. z o.o.
www.linde-gaz.pl