Wytwarzanie wyprasek dobrej jakości jest uwarunkowane prawidłowym funkcjonowaniem wszystkich ogniw łańcucha produkcyjnego procesu wtryskiwania. Najważniejszym (i często najsłabszym) ogniwem tego łańcucha jest forma wtryskowa, ponieważ tu zachodzi ostatni etap kształtowania wypraski. Z kolei w formie najistotniejsze funkcje z punktu widzenia jakości wypraski spełniają układy: wlewowy i regulacji temperatury.

Układ wlewowy jest szczególnie ważny, ponieważ odpowiada za prawidłowy przepływ uplastycznionego tworzywa systemem kanałów i jego dystrybucję za pomocą przewężek do gniazda lub gniazd formy. Jest zatem odpowiedzialny za reologiczną część procesu wtrysku odbywającego się w formie wtryskowej.

Układ wlewowy jest podstawowym układem technologicznym formy wtryskowej. Fizycznie jest to system kanałów (wlew główny, kanały doprowadzające) zakończony ujściem o znacznie mniejszym przekroju, czyli przewężką. Zadaniem układu wlewowego jest doprowadzić uplastycznione tworzywo od dyszy wtryskarki poprzez wlew główny, kanały dolotowe oraz przewężkę do gniazd(a) formy wtryskowej. Transport tworzywa do gniazda powinien odbywać się przy jak najmniejszych stratach ciepła oraz spadkach ciśnienia, ponadto doprowadzenie to powinno być jak najszybsze i po możliwie jak najkrótszej drodze.

Wniosek z tego jest taki, że należy to zrealizować przy jak najmniejszym zużyciu tworzywa (odpadu), które niejednokrotnie nie może być użyte jako dodatek (przemiał) do tego samego wyrobu. W formach wielogniazdowych należy również zapewnić jednakowe warunki wypełniania wszystkich gniazd. Podczas przepływu uplastycznionego tworzywa w kanałach oraz w przewężce dochodzi do jego ścinania i tarcia, co w efekcie prowadzi do wzrostu temperatury.

Z punktu widzenia reologii jest to zjawisko korzystne, ponieważ wzrost temperatury powoduje spadek lepkości, zatem poprawia warunki płynięcia, jednak z punktu widzenia termicznego zjawisko to może okazać się zbyt szkodliwe, gdyż może prowadzić do uszkodzenia tworzywa lub dodatków (np. barwika, uniepalniacza).

Właściwy dobór wielkości kanałów wlewowych oraz przewężek do konkretnej wypraski ma kluczowe znaczenie dla jakości wypełniania gniazda i uzyskiwania dobrej jakości wypraski. Można to przeprowadzić drogą ręcznego procesu obliczeniowego korzystając przy tym z szeregu zaleceń, tabel, wykresów oraz własnego doświadczenia. Pomocą mogą być wykonane wcześniej projekty form sprawdzone pozytywnie w praktyce.

Jednak najlepsze efekty można uzyskać przy wykorzystaniu symulacji procesu wypełniania. Oczywiście pod warunkiem fachowego przeprowadzenia takiej symulacji, czyli tak, aby proces symulacji mógł być porównywalny z procesem rzeczywistym (wirtualny model wypraski, dane wejściowe, właściwa interpretacja uzyskanych wyników oraz odpowiedni program symulacyjny). Dodatkową zaletą symulacji jest możliwość przeprowadzenia jej w kilku wariantach, co pozwala na jeszcze lepszy dobór konkretnych wielkości kanałów wlewowych oraz korelacja (również wielowariantowa) pomiędzy wymiarami kanałów a parametrami procesu.

Układy wlewowe, mimo że w znacznej liczbie przypadków nie są to konstrukcje zbyt skomplikowane przysparzają konstruktorom i użytkownikom wielu problemów. Problemy z tym związane bardzo często wynikają z nieznajomości zjawisk zachodzących podczas przepływu przez kanały i wypełniania gniazda formy wtryskowej. Tworzywo wpływające do gniazda zachowuje się inaczej niż metal, chociaż forma do wtrysku metalu i tworzywa może wyglądać bardzo podobnie (rys. 1). Natomiast przy przepływie przez kanał tworzywo płynie w sposób fontannowy (rys. 2), co powoduje osadzanie się przechłodzonego czoła na ściankach kanału tworząc izolację, a środkiem przepływa plastyczny rdzeń aż do momentu zakrzepnięcia przewężki.

Przepływ tworzywa ma miejsce także wtedy, gdy gniazdo jest już całkowicie wypełnione, ale uzupełniany jest jeszcze ubytek skurczowy (nawet do kilkunastu procent objętości gniazda)… /PlastNews 12’2011, Andrzej Zwierzyński/

 

Aby zaprenumerować kliknij...