TuTaJ - Of.pl

Ćwiczenie 5, 6
5. USTAWIANIE PARAMETRÓW PROCESU FORMOWANIA WTRYSKOWEGO
6. WPŁYW PARAMETRÓW PROCESU FORMOWANIA WTRYSKOWEGOO NA WŁAŚCIWOŚCI
WYPRASEK WTRYSKOWYCH
ZAGADNIENIA DO ĆWICZEŃ
Wstęp
Proces formowania wtryskowego należy do najczęściej stosowanych technologii przetwórstwa tworzyw
sztucznych. Prowadzi się go na maszynach zwanych wtryskarkami oraz z udziałem takich urządzeń
pomocniczych jak termostaty produkcyjne, suszarnie tworzywa, młynki do mielenia tworzyw itp. Coraz
częściej proces ten automatyzuje się poprzez wykorzystanie manipulatorów oraz urządzeń kontroli jakości.
Istota procesu polega na uplastycznieniu określonej porcji materiału (wynikającej z objętości gniazd formy oraz
układu wlewowego) w postaci tzw. granulatu wtryskowego oraz wtryśnięciu tejże masy pod wysokim
ciśnieniem do gniazd formy, gdzie na skutek ogrzewania (dotyczy duroplastów) lub chłodzenia (dotyczy
termoplastów) ulega ona zestaleniu zachowując kształt nadany przez odpowiednio wyprofilowane gniazdo
formy. Tak ukształtowany wyrób nosi nazwę wypraski.
Proces ten, w zależności od wielkości i konstrukcji wypraski oraz wykorzystanej wtryskarki trwa od kilku
sekund do kilku minut. Jest to więc technologia zapewniająca wysoką wydajność produkcji. Schemat typowej
wtryskarki przedstawia rys.1.
1. Budowa wtryskarki
W budowie każdej wtryskarki wyróżnia się cztery podstawowe zespoły:
• Zespół zamykania i otwierania formy (stoły wtryskarki, kolumny prowadzące, mechanizmy ryglujące
formę w momencie zamknięcia – mechanizm kolanowo – dźwigniowy itp.)
• Zespół plastyfikacji i wtrysku (zasobnik z tworzywem, cylinder plastyfikujący, ślimak, elementy
grzejne, dysza wtryskowa itp.)
• Zespół napędowy (silniki elektryczne, siłowniki hydrauliczne, pompy hydrauliczne itp.)
• Zespół sterowania procesem wtrysku (jednostka sterująca CPU, elementy automatyki przemysłowej (np.
termoregulatory, wyłączniki czasowe, wyłączniki krańcowe) itp.)
Rys. 1. Schemat wtryskarki ślimakowej z kolanowo – dźwigniowym systemem zamykania: 1- siłownik hydrauliczny
napędu stołu, 2 – kolumny prowadzące, 3 – nakrętki regulacji wysokości formy, 4 – stół tylny, 5 – zespół zamykania i
otwierania formy, 6 – stół ruchomy, 7 – zderzak wtryskarki, 8 – stół nieruchomy, 9 – cylinder wtryskowy, 10 – dysza
wtryskarki, 11 – ślimak, 12 – grzejniki, 13 – chłodzenie strefy zasypowej cylindra, 14 – lej zasypowy, 15 – napęd
ruchu obrotowego ślimaka, 16 – siłownik hydrauliczny napędu ślimaka, 17 – prowadnice zespołu cylinder – ślimak,
18 – zbiornik oleju, 19 – siłownik hydrauliczny przesuwu zespołu cylinder – ślimak, 20 regulator wydatku oleju, 21 –
regulator ciśnienia oleju.
3. Cykl formowania wtryskowego
2. Cykl formowania wtryskowego
Droga S
Formowanie wtryskowe, podobnie jak każdy proces cykliczny, przebiega wg ustalonego schematu, który tylko
w niewielkim stopniu podlega modyfikacji. Typowy przebieg cyklu wtrysku przedstawiono na rys. 2.
2
10
Zespół zamykania
1
4
8”
Zespół plastyfikacji
7
6
Sd
3
Sw
Ślimak
5
7’
Ślimak
tm3
tm2
9
8
8’
tmn – czasy maszynowe
td –czas docisku
tw – czas wtrysku
tpl – czas plastyfikacji
(dozowania)
tp – czas przerwy między
cyklami
tch – czas chłodzenia wypraski
Sd – droga docisku
Sw – droga wtrysku
Spl – droga plastyfikacji
tp
tch
tm1
12
czas
tpl
td
tw
11
tm4
tc
Rys. 2. Diagram podstawowego cyklu wtrysku: 1-2 – zamykanie formy wtryskowej, 3-4 – dosuwanie układu plastyfikacji do formy,
5-6 – faza wtrysku tworzywa z szybkim przesuwem ślimaka, 6-7 – faza docisku – powolny przesuw ślimaka, 7-8 – faza plastyfikacji odsuwanie ślimaka pod wpływem uplastycznionego tworzywa, znajdującego się przed jego czołem, 7’-8’ – uplastycznianie nowej
porcji tworzywa - obrót ślimaka, 8”-9 – odsunięcie układu plastyfikacji od formy, 10-11 – otwieranie formy, 11-12 –przestój
związany z czasem przerwy między cyklami.
W cyklu formowania wtryskowego wyróżnić można kilka zasadniczych faz, wynikających ze specyficznych
cech procesu tj.:
- faza wtrysku (5-6) – uplastycznione tworzywo, pod wysokim ciśnieniem (przeciętnie: kilkadziesiąt
MPa) i z dużą szybkością, przepływa przez dyszę wtryskową oraz kanały wlewowe formy wtryskowej
do gniazd formy wypełniając je całkowicie.
- faza docisku (6-7) – stosowana jest szczególnie dla tworzyw krystalicznych, które wykazują duży tj.
20% ubytek objętości wskutek zmian skurczowych następujących przy schładzaniu uplastycznionej
masy tworzywa. W trakcie tej fazy uzupełnia się te straty podając tworzywo do gniazd, do momentu
ustania przepływu, który praktycznie ustaje po zakrzepnięciu przewężki (patrz rys.8).
- faza plastyfikacji (7-8) – następuje tutaj uplastycznienie wymaganej porcji granulatu wtryskowego w
układzie plastyfikacyjnym wtryskarki. Ślimak wtryskarki, obracając się, samoczynnie przesuwa się do
tyłu, ustępując miejsca przemieszczającej się po jego zwojach uplastycznianej masie tworzywa. W
praktyce swobodne jego odsuwanie się jest utrudnione, ponieważ przeciwdziała temu tłumienie
wypływu oleju z przestrzeni roboczej siłownika (poz. 16 - rys.1). Uzyskuje się w ten sposób tzw.
przeciwciśnienie, które nosi nazwę ciśnienia plastyfikacji lub dozowania. Jego wartość ustala na
poziomie ok. 0.1 wartości ciśnienia wtrysku.
Ciśnienia w układzie wtryskarki
Zmiany ciśnień w formie wtryskowej oraz towarzyszące im zmiany ciśnień w układzie hydraulicznym
przedstawia rys.3. W fazie wtrysku ciśnienie w układzie hydraulicznym (pHI) osiąga wartość maksymalną (ok.
10 –14 MPa). Na czole ślimaka ciśnienie jest z reguły w tej fazie 10-krotnie większe. Ciśnienie to nazywamy
ciśnieniem wtrysku.
Cykl wtrysku (tc)
Przepływ
szybki
Etap tworzenia kształtu wypraski
PH
[bar]
SPRĘŻANIE
Wypełnianie gniazda
maz
Wypełnianie kanałów
Pftw [bar]
Pfw
Przepływ wolny
Otwarcie
formy
Usunięcie
wypraski
Niepożądany skok
ciśnienia
Pfd
Punkt napełniania
gniazda
Punkt przełączania
ciśnienia wtrysku A
pHII
pHI
Zakrzepnięcie przewężki
Zamknięcie gniazda
pHpl
Proces kontrolowany
Faza wtrysku
(tw)
- jakość powierzchni
- wygląd
- orientacja
powierzchniowa wypraski
- termiczne obciążenie
tworzywa
Proces niekontrolowany
Czas t [s]
Faza docisku (td)
Faza chłodzenia t’ch
- dopełnienie
gniazda
- ukształtowanie
konturów
- tworzenie
wypływki
- uszkodzenia
formy
- utrwalanie kształtu
- krystalizacja
- zagęszczanie wzdłuż drogi - naprężenia
płynięcia
- skurcz wtórny
- jamy
- łatwość usuwania z
- zapadnięcia
formy
- wypaczenia
- wydajność
- orientacja wewnątrz
wypraski
- naprężenia
- skurcz
- łatwość usuwania z formy
Rys. 3. Przebieg zmian ciśnień w formie wtryskowej i ciśnienie hydrauliczne oleju.
W samej formie w czasie szybkiego płynięcia ciśnienie tworzywa zmienia się zależnie od oporów płynięcia i
jest stosunkowo niskie, jednakże natychmiast po wypełnieniu gniazda następuje jego momentalny wzrost. Ten
właśnie wzrost powoduje sprężenie tworzywa i jest niezbędny dla całkowitego dopełnienia gniazda. Natomiast
zbyt małe ciśnienie wtrysku może być przyczyną niedolewów bądź chwilowych zahamowań ruchu
(przechłodzenia) tworzywa w poszczególnych fragmentach gniazd. Nadmierny, skokowy zaś wzrost ciśnienia
może spowodować:
- uchylenie formy i powstanie gratu,
- naprężenia własne wypraski (pogorszenie własności),
- rozrzut wymiarów,
- ruch wsteczny tworzywa, do cylindra po przełączeniu na docisk,
- straty energii.
Jedyną możliwością zapobieżenia nadmiernemu skokowi ciśnienia jest, w momencie sprężania, przełączenie
ciśnienia w układzie hydraulicznym pHI na mniejsze ciśnienie (pHII). Moment przełączenia nazywany jest
punktem przełączenia (Ap). Powinien on wyprzedzać nadmierny wzrost ciśnienia w gnieździe. Po przełączeniu
ciśnienia pHI na pHII na czole ślimaka występuje mniejsze ciśnienie, niż przy wtrysku, które nazywane jest
ciśnieniem docisku. Ciśnienie docisku w momencie przełączania powinno być równe ciśnieniu wtrysku w
punkcie przełączania Ap. Jeżeli warunek ten nie jest spełniony może wystąpić przepływ wsteczny, czego
efektem jest późniejsze rozwarstwiane się wypraski. Przy prawidłowym ciśnieniu uzupełniane są straty
skurczowe w gnieździe i ostatecznie nadawany jest kształt wypraski. Odbywa się to do momentu zakrzepnięcia
przewężki. Po tym fakcie dalsze zmiany ciśnienia w gnieździe odbywają się już w sposób niekontrolowany.
Ciśnienie zaś w układzie hydraulicznym zostaje obniżone do poziomu (pHpl) wymaganego do właściwego
uplastycznienia nowej porcji tworzywa.
4. Parametry procesu formowania wtryskowego
Należy pamiętać, iż aby uzyskać wyrób o optymalnych własnościach należy ściśle przestrzegać parametrów
technologicznych. Parametry te powinny być ustalone dla każdej z faz. Do najistotniejszych z nich należą:
- temperatura: stref grzejnych w układzie plastyfikacji (Tz, Tcn, Td), formy (Tf), usuwania wypraski z
formy (Tu) itp.
- ciśnienie: w układzie hydraulicznym (pH) oraz ciśnienia pochodne tj.: wtrysku (pw), docisku (pd),
plastyfikacji (ppl), w gnieździe formy (pf)
- czas: wtrysku (tw), docisku (td), chłodzenia wypraski (tch), plastyfikacji (tpl).
Zmiany tych wielkości, dzięki nowoczesnym układom sterowania wtryskarek, możliwe są nawet w zakresie
danej fazy procesu (np. stosuje się tzw. docisk stopniowy, polegający na stopniowo zmieniającym się – z reguły
malejącym - ciśnieniu docisku)
Parametry stanu
tworzywa w
formie: np. pf, T
Parametry
procesu wtrysku:
np. pw, pd, ppl, T
Parametry nastawne
wtryskarki: np.
pHI, pHII, pHpl, Tc1...Tcn
Tc1...Tcn
PH
Rys. 3. Przemiany parametrów formowania wtryskowego
Parametry ustawiane przez operatora lub technologa nazywane są parametrami nastawnymi wtryskarki.
Zapisuje się je w pamięci komputera, sterującego pracą maszyny oraz w kartach technologicznych. Ich
oddziaływanie daje w efekcie parametry procesu wtrysku, czyli rzeczywiste wartości nastawionych
parametrów, charakteryzujące nie tylko dokładność działania wtryskarki ale również i stan znajdującego się w
niej tworzywa w czasie całego cyklu pracy. Stan, zaś, tworzywa w formie, gdzie następuje kształtowanie
własności wypraski określa się parametrami fizycznymi, nazywanymi parametrami stanu tworzywa w formie.
4.1. Charakterystyka wybranych parametrów procesu formowania wtryskowego
W procesie formowania wtryskowego tworzywa sztuczne przetwarzane są w zakresie stanu plastycznopłynnego, stąd spośród wielu istotnych parametrów przeanalizujmy na początek wszystkie istotne temperatury
w układzie wtryskarka – forma wtryskowa.
Temperatura wtrysku (Tw) – jest to temperatura, do której zostaje nagrzane tworzywo w cylindrze
wtryskowym. Może być ona bezpośrednio kontrolowana przez zanurzenie termopary w tworzywie
wytryśniętym w przestrzeń.
Tworzywo w cylindrze wtryskarki jest ogrzewane dzięki:
- ciepłu dostarczonemu przez grzałki,
- ciepłu uzyskiwanemu w wyniku oporów tarcia tworzywa podczas obrotów ślimaka, (udział tego ciepła
wynosi od 15% dla PA do 80% dla PVC).
Nagrzewanie tworzywa odbywa się stopniowo. Zależnie od własności tworzyw i żądanej temperatury wtrysku
stosuje się następujące profile temperatur (rys.4):
T
TD
TC4
TC3
TC2
Górny zakres temperatur
TC1
Mniejsza lepkość, większe
obciążenie termiczne
Dolny zakres temperatur
TZ
1
3
2
Mniejsze obciążenie
termiczne przy dłuższych
czasach cykli
4
Rys. 4. Przebieg zmian temperatur cylindra – profile temperatur
-
powoli wzrastający (a) począwszy od zasypu w kierunku dyszy. Stosuje się go dla tworzyw o niższej
odporności cieplnej, dłuższych czasów cyklu, małej pojemności wtrysku w stosunku do pojemności
nominalnej,
- wzrastający, a potem stały (b). Stosuje się go np. przy wtrysku szybkobieżnym. Pozwala on bowiem na
dostarczenie dużej ilości ciepła potrzebnej do uplastycznienia większych ilości tworzywa w krótkim
czasie,
- wzrastający, w strefie ostatniej, a w dyszy opadający. Stosuje się go przy dyszach otwartych, zmniejsza
bowiem niebezpieczeństwo wyciągania nitki i przepływu wstecznego
Temperatura formy (Tf) – jest to temperatura powierzchni gniazd formy. Regulację tej temperatury
przeprowadza się za pomocą urządzeń termostatujących, sterowanych obecnie z poziomu układów sterujących
wtryskarek. Jej wielkość zależy od rodzaju produkcji oraz oczywiście od gatunku tworzywa. W praktyce
przyjmuje się:
- Tf= 60-120 oC - przy produkcji wyrobów technicznych o wysokiej jakości, dla tworzyw krystalicznych
- Tf=10-20 oC - przy produkcji wyrobów masowych, ze względów ekonomicznych.
Wzrost temperatury formy:
- zwiększa krystalizację i polepsza własności użytkowe,
- podwyższa skurcz przetwórczy i zmniejsza niekontrolowany skurcz wtórny,
- zmniejsza naprężenia własne wypraski,
- zmniejsza orientację,
- zmniejsza zapadnięcia i jamy,
- podwyższa dokładność odwzorowania gniazda,
- zmniejsza opory płynięcia i straty ciśnienia,
- wydłuża czas chłodzenia (ok. 2%/1oC).
Niewłaściwy zaś rozkład temperatur w gnieździe formy powoduje na skutek zróżnicowania skurczu paczenie
wypraski (niekontrolowane wygięcia ścianek) – rys. 5 (patrz również rozdz. 5).
c)
a)
b)
S1
S2
Tf1
Tf2
S1
S2
Tf1
Tf2
Tf1,2 – temperatury stref formy, Tf2>Tf1
S – skurcz, S2>S1
Rys. 5. Przykłady niekorzystnej deformacji wyprasek spowodowane niewłaściwym rozkładem temperatur w gnieździe formy
(stempla i matrycy): a) odkształcenia płaszczyzn, b) odkształcenia kątów, c) odkształcenia pojemników prostokątnych.
Temperatury stosowane przy wtrysku najczęściej przetwarzanych tworzyw termoplastycznych zestawiono w
tab. 1. Analizując ją należy pamiętać, że podane w niej wartości mogą ulegać znacznym zmianom w zależności
od stosowanych środków modyfikujących a szczegółowe zalecenia dotyczące przetwórstwa podają producenci.
Tab.1. Wybrane temperatury stosowane przy wtrysku niektórych tworzyw sztucznych.
Gatunek TS
TD
TF
temperatury stref [oC]
T2
T1
180÷230
150÷180
180÷230
150÷180
180÷240
150÷180
150÷188
30÷50
100
210÷230
60÷80
200
250÷270
240÷260
60÷80
230
180÷280
210÷250
160÷180
150÷250
150÷210
150÷170
20÷30
20÷30
30÷40
80÷110
110
150
T3
210÷230
210÷230
210÷240
2
30÷80
210÷250
210÷250
180÷230
2, 5
60÷90
230÷250
240÷250
230÷240
50÷90
260÷280
260÷280
20÷50
20÷80
50÷120
200÷300
240÷260
170÷215
220÷300
220÷250
170÷205
2, 5
PA6.6
PE
PP
1
POM
1, 2, 3, 4
40÷80
200÷250
200÷250
170÷200
140÷170
50÷60
130
80÷120
260÷320
260÷320
250÷300
230÷260
70÷90
140
1, 3, 4
20÷60
170÷210
160÷190
160÷170
140÷160
30÷40
80
1, 3
20÷60
170÷200
160÷190
150÷170
140÷160
40
60
40÷80
80÷105
90÷120
200÷220
320÷340
240÷260
200÷220
320÷340
250÷260
200÷220
290÷330
240÷255
180÷200
250÷270
230÷250
40
40
60÷80
80
90÷115
210÷200
PMMA
PC
PVC-U
TZ
Tu*
80
90
110
TD
220÷240
220÷240
210÷240
PA6
T1
TZ
20÷30
20÷30
40
PS
SB
2
SAN
TF
10÷50
10÷50
30÷80
ABS
T2
T3
2
PVC-P
1, 2
CA, CAB
PPE
1
PBT, PET
Uwagi do tabeli:
1
– czuły termicznie, górny zakres temperatur tylko przy krótkich cyklach,
2
– suszyć przed przetwórstwem, zależnie od warunków,
3
– stosować tylko dysze otwarte,
4
– nie stosować zaworu zwrotnego ślimaka,
5
– nie stosować dysz zamykanych tłoczkowych,
*
- temperatura usuwania wypraski z formy
4.2. Obliczenia wybranych parametrów procesu wtrysku
Analizując ekonomiczne aspekty produkcji wyprasek z tworzyw sztucznych stwierdza się, iż najistotniejszą
składową całkowitego czasu cyklu produkcji wyrobów jest czas chłodzenia. Proporcje wybranych czasów
przedstawia rys. 6.
czas docisku
czas wtrysku
10%
5%
15%
czasy maszynowe
70%
czas chłodzenia wypraski
Rys. 6. Struktura najważniejszych czasów technologicznych w procesie formowania wtryskowego
Przedstawione na rys. 6 wielkości obliczyć można, w sposób orientacyjny, z zależności:
•
czas wtrysku
tw =
Sw
vw
[s]
gdzie: vw – prędkość wtrysku
Sw – droga wtrysku
Ciężar wypraski
w praktyce tw = 0.05 [s] – kilka sekund
• czas docisku
- dla tworzyw częściowo krystalicznych: t d = (0.3 ÷ 0.4) ⋅ t ch
- dla tworzyw bezpostaciowych: t d = (0.2 ÷ 0.3) ⋅ t ch
W praktyce produkcyjnej do określania optymalnego czasu docisku najlepsza jest wagowa metoda pomiaru
zmian ciężaru wyprasek. Wykorzystuje się tutaj oczywisty fakt, iż ze wzrostem czasu docisku rośnie ciężar
wypraski. W związku z tym wypraski wtryskiwane przy różnych czasach docisku waży się, na podstawie czego
tworzy się wykres (rys. 7), na którym określa się minimalny czas, którego przekroczenie nie daje już
zauważalnego wzrostu ciężaru. Czas ten przyjmuje się jako optymalny czas docisku.
OPTYMALNY
CZAS
DOCISKU
Czas docisku
Punkt zakrzepnięcia
przewężki
Wypraski o stałych
Rys. 7. Wagowa metoda wyznaczania czasu docisku
•
czas chłodzenia
t ch = a ⋅ s ⋅ (1 + 2 ⋅ s )
gdzie:
s – maks. grubość ścianki wypraski
a – współczynnik przeliczeniowy:
a=(0.7 – 1) – dla tworzyw: PS, SB, SAN, ABS, PP,
a=(0.5 – 0.7) – dla tworzyw: PC, PMMA, PEmg,
a=(0.2 – 0.5) – dla PEdg, POM, PA.
•
czas cyklu
tc =
t ch
0.75
• czasy maszynowe
Czasy te zależą w głównej mierze od konstrukcji formy, typu budowy wtryskarki i cech jej napędu, a
również od jej wielkości
• droga plastyfikacji
S pl = S w + S d + S pr
gdzie:
Sw – droga wtrysku,
Sd – droga docisku,
Spr
– droga poduszki resztkowej (zapas uplastycznionego tworzywa,
cylindrze, po fazie docisku).
Z pewnym uproszczeniem można założyć, że
V
S pl = 1.4 w2 - dla tworzyw bezpostaciowych (amorficznych),
D
jaki
pozostaje
w
Vw
- dla tworzyw częściowo krystalicznych, gdzie:
D2
Vw – objętość wtrysku [cm3], D – średnica ślimaka [cm]
S pl = 1.5
S pr = (0.05 ÷ 0.1) ⋅ S pl .
W praktyce istotna jest również znajomość minimalnej siły zamykania danej formy wtryskowej, wywieranej
przez układ zamykania wtryskarki. Siłę tą policzymy z zależności:
Pz = A ⋅ p f
[N]
gdzie:
A
– powierzchnia rzutu gniazd wraz
podziałową formy [mm2],
pf – ciśnienie w gnieździe formy wtryskowej [MPa]
układem
wlewowym
na
płaszczyznę
Płaszczyzna
podziałowa formy
Sposób obliczeń ilustruje poniższy przykład:
A
z
pf
d
pw
Ponieważ wlew główny jest prostopadły do płaszczyzny stołu wtryskarki (powierzchnia rzutu układu
wlewowego nie zwiększa pola powierzchni A) obliczamy tylko pole rzutu gniazda na płaszczyznę stołu:
π ⋅d 2
A=
4
Ciśnienie w formie obliczamy z zależności: p f = (0.5 ÷ 0.8) ⋅ p w
Minimalną siłę zamykania formy dla tego przykładu obliczamy więc: Pz =
π ⋅d2 ⋅ pf
4
5. Zmiany geometryczne wyprasek - skurcz wyprasek
Po wyjęciu wypraski z formy w materiale wciąż zachodzą zmiany. Następstwem tych zmian jest tzw. skurcz tj.
zmniejszenie wymiarów liniowych wypraski po jej wyjęciu z formy. Skurcz jest cechą materiałową. W
projektowaniu wymiarów gniazd form należy więc uwzględniać precyzyjnie jego wartość. Wyróżnia się dwa
rodzaje skurczu: pierwotny oraz wtórny.
Skurczem pierwotnym wypraski nazywamy różnicę między wymiarem formy w temperaturze 23 ±2 oC a
wymiarem wypraski mierzonym po upływie 16h składowania wypraski w warunkach 50±5% wilgotności
względnej powietrza i temp. 23 ±2 oC, odniesioną do wymiaru formy. Obliczamy go z zależności:
s=
L F − Lw
⋅ 100%
LF
gdzie: LF – wymiar gniazda formy,
Lw – wymiar wypraski
Skurcz poprzeczny
przewężka
Rzeczywisty kształt
wypraski
kanał wlewowy
Skurcz wzdłużny
gniazdo formy
Rys. 8. Istota skurczu tworzywa w gnieździe formy wtryskowej
Zmiany skurczowe po upływie 16h określa się mianem skurczu wtórnego.
Czynniki wpływające na wielkość skurczu:
• struktura tworzywa (amorficzna, cz. krystaliczna),
• zmiana objętości właściwej w czasie chłodzenia,
• orientacja makrocząsteczek oraz napełniaczy,
• budowa wypraski,
• parametry wtrysku (ciśnienie i czas docisku, temperatura formy i czas chłodzenia)
• konstrukcja formy (liczba i układ gniazd, długość drogi płynięcia, typ wlewu i miejsce doprowadzenia
tworzywa)
6. Uwagi do sprawozdania z ćwiczenia nr 5.
Sprawozdanie z ćwiczenia należy wykonać wg poniższych punktów:
1. Cel ćwiczenia
2. Zwięzła charakterystyka procesu formowania wtryskowego (szkic + opis)
3. Opis ćwiczenia, który powinien zawierać:
a) Charakterystykę wtryskarki
b) Charakterystykę zamontowanej formy wtryskowej
c) Obliczenia podstawowych parametrów wtryskiwania dla formowanych wyprasek na podstawie
rzeczywistych parametrów procesu oraz otrzymanych wyprasek i wlewków.
4. Tabela parametrów wypełniona na podstawie powyższych obliczeń (patrz DODATEK)
5. Wnioski
DODATEK
PARAMETRY PROCESU WTRYSKIWANIA – przykładowy wzór tabeli do sprawozdania
DANE OGÓLNE:
Gatunek tworzywa sztucznego:
Oznaczenie wtryskarki: ...........................................
.....................................................................................
CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA FORMY
Opis wtryskarki (rodzaj napędu, charakterystyka
WTRYSKOWEJ:
układu zamykania formy wtryskowej, rodzaj
sterowania):
...............................................................................
Szkic
................................................................................
................................................................................
...............................................................................
...............................................................................
................................................................................
................................................................................
Rys.
..................................................................................
.................................................................................
.................................................................................
.................................................................................
..................................................................................
- krotność formy:...............................
- wymiary gabarytowe...............[mm]
CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA
- sposób usuwania wypraski z formy:.......................
WTRYSKARKI:
- czynnik chłodzący:...........................................
- budowa układu chłodzenia……………….
- liczba płaszczyzn podziału..............................
- obecność suwaków:........
- doprowadzenie tworzywa do gniazd następuje
- siła zamykania formy:..................[kN]
poprzez: (zimne kanały, kanały izolowane, gorące
- maks. ciśnienie wtrysku: ...................[MPa].
kanały – wybrać właściwe).....................
- wielkości gabarytowe stołu wtryskarki: ...........[mm]
- prześwit między kolumnami:..............[mm].
GNIAZDO I UKŁAD WLEWOWY FORMY:
- teoretyczna pojemność wtrysku: .........[cm3]
- teoretyczna masa wtrysku dla PS:......[g].
Gniazdo (wypraska) – szkic + opis
- średnica ślimaka:...... [mm]
- maksymalna i minimalna wysokość formy:... [mm]
- średnica kolumny wtryskarki.........[mm]
Rys.
Objętość gniazda Vg= ............ [cm3]
Układ wlewowy (wlewek) – szkic + opis
Rys.
Objętość układu wlewowego Vuw= ........... [cm3]
Całkowita objętość wtrysku Vw= ............ [cm3]
PARAMETRY WTRYSKIWANIA
CIŚNIENIE [MPa]
w układzie hydraulicznym
w układzie wtrysku (orientacyjne)
- przy wtrysku - pH1= ..............
- wtrysku - pw= ..............
- przy docisku - pH2= .............
- docisku - pd= ............
- profil zmian ciśnienia w funkcji drogi
ślimaka (wykonać szkic)
- plastyfikacji - ppl=...................
- przy plastyfikacji - pHpl= ...............
CZAS [s]
Obliczenia
- wtrysku – tw= ......
- docisku – td= ..................
- plastyfikacji – tpl= ....................
- chłodzenia wypraski w formie – tch= .........
- mechaniczne – tm= ..............
nie mierzono
TEMPERATURA [oC]
Układ plastyfikacji :
Szkic:
-
profil nastawny – T1n=, T2n=, T3n=,
T4n=........
-
średni profil rzeczywisty - T1r=, T2r=,
T3r=, T4r=...............
Forma wtryskowa:
T4
-
formy – TF=.............
-
usuwania wypraski z formy – Tu=......
T3
SIŁA ZAMYKANIA FORMY [kN]
Obliczenia
-
rzeczywista – Przecz=.........
-
wymagana – Pz=...........
DANE DO PLASTYFIKACJII
droga wtrysku Sw= ..........[mm]
droga docisku Sd= .......... [mm]
droga poduszki resztkowej Spr=...... [mm]
obroty ślimaka - ns =....... [obr/min]
prędkość obwodowa ślimaka: Vsl=.....
Obliczenia
T2
T1