20 listopada 2017


Najistotniejszymi parametrami z punktu widzenia kształtowania cech jakościowych i właściwości fizycznych wyprasek wtryskowych są wielkości, charakteryzujące fazę wtrysku, docisku i chłodzenia. Do najważniejszych zaliczyć można ciśnienie, prędkość wtrysku i temperaturę tworzywa wtryskiwanego i formy. Szczególnie ta ostatnia jest bardzo ważna w kontekście przepływu tworzywa w formie i właściwości uzyskanych wyprasek.

Przemysław Postawa

W procesie wtryskiwania właściwości wypraski determinuje bardzo duża liczba parametrów.
Po wtryśnięciu tworzywo do formy stygnie w określonym czasie tch, i pod stale zmniejszającym się ciśnieniem, odwzorowując kształt gniazda formy. Przemiany tworzywa zachodzące w samej formie określone są wtedy trzema parametrami stanu tworzywa uzależnionymi wzajemnie od siebie (ciśnienie, objętość właściwa, temperatura) i zmiana jednego z nich pociąga za sobą zmianę pozostałych. Każda z wielkości jest zmienna w czasie oraz różna w każdym miejscu przestrzeni na drodze przepływu. Stan tworzywa w formie Z charakteryzują:

  • przebieg zmian ciśnienia tworzywa w formie pf,  MPa,
  • przebieg zmian temperatury tworzywa w formie Tt_F, oC,
  • objętość właściwa tworzywa kolejnych fazach wtryskiwania v, cm3/g.

Można zatem zapisać to w postaci funkcji:

wzor

W dowolnej chwili t oraz w dowolnym punkcie przestrzeni opisanym współrzędnymi x, y, z, można określić stan tworzywa poprzez parametry ciśnienia, temperatury i objętości właściwej.


Temperatura formy

Temperatura formy jest jednym z czynników determinujących przepływ tworzywa w fazie wypełniania formy podczas wtryskiwania tworzyw termoplastycznych. Przestrzeganie odpowiedniej temperatury formy jest szczególnie istotne podczas przetwórstwa tworzyw częściowo krystalicznych (PP, PE, POM, PA i inne). Wynika to z budowy oraz struktury, jaką charakteryzuje się ta grupa tworzyw. Aby wytworzyła się odpowiednia struktura krystaliczna zapewniająca korzystne właściwości mechaniczne i wysoką odporność na ścieranie konieczne jest doprowadzenie do odpowiednich warunków krystalizacji (dla każdego tworzywa są one inne – wynika to z kinetyki procesów krystalizacji).

termowizja formy
Rys. 1  Obrazy termowizyjne formy wtryskowej:
a) nieprawidłowo termostatowanej, b) prawidłowo termostatowanej

Temperatura formy i czas chłodzenia są głównymi wielkościami o tym decydującymi. Wysoką temperaturę formy dochodzącą nawet do 150 °C i długi czas chłodzenia stosuje się podczas wtryskiwania wyprasek technicznych, wszędzie tam gdzie najważniejsza jest jakość i wytrzymałość wypraski. Ten czas jest potrzebny do wytworzenia się odpowiedniej struktury krystalicznej, czego wyznacznikiem są: wartość stopnia krystaliczności, zapewniające wysokie właściwości mechaniczne i odporność na ścieranie. Od jej wartości i różnicy w stosunku do temperatury wtryskiwanego tworzywa zależą wszystkie zjawiska związane z przepływem tworzywa w gnieździe oraz właściwości fizyczne otrzymanych wyprasek [1-3, 5, 7, 8, 10]. Oczywiście nie bez znaczenia pozostaje kształt gniazda formy i długość drogi przepływu oraz inne parametry procesu przetwórstwa takie jak szybkość wtrysku czy spadek ciśnienia na drodze przepływu. Charakter przepływu oraz ewentualne powstawanie linii łączenia są wypadkową wymienionych czynników. Szeroko te zjawiska zostały opisane w wielu publikacjach [4, 6, 9].


cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5 (104) maj 2016