Formowanie wtryskowe jest technologią produkcji wyrobów dla branż AGD, elektroniki użytkowej, motoryzacji itp., zwykle w setkach tysięcy i milionach sztuk. Posiada jedną „wadę” – wymaga wykonania formy wtryskowej, a formy wtryskowe są bardzo kosztownymi narzędziami. Mimo że często z punktu widzenia użytkownika ten produkt jest trywialny, to przed narzędziownią – wykonawcą formy, stawia bardzo wysokie wymagania.
Budując formę, narzędziownia musi uwzględnić aspekty reologiczne (wypełnianie gniazda), termiczne (chłodzenie wypraski) i mechaniczne (zapewnienie odpowiedniej sztywności i kinematyki ruchu elementów formujących). Współczesne produkty z plastyku o cienkich ściankach wymagają zbudowania bardzo sztywnej formy (ze względu na wysokie ciśnienia wtrysku, nawet powyżej 200 MPa). Sztywność formy jest podstawowym warunkiem uzyskania zarówno poprawnej wypraski, jak i długiej trwałości formy. Te wszystkie zagadnienia są szczegółowo opisane w wielu publikacjach książkowych i artykułach w prasie fachowej. Natomiast bardzo rzadko jest poruszany problem zniszczenia elementów form na skutek ich pękania. Szczególnie podatne na pękanie są matryce i stemple, rzadziej płyty obudowy. Mimo że te awarie występują niezbyt często, są bardzo dotkliwe. Popękana forma musi zostać bezwzględnie wycofana z produkcji, co uniemożliwia wtryskowni realizację dostawy zamówionych wyprasek (kary umowne), a narzędziownię naraża na wysokie koszty naprawy narzędzia. Na kilku przykładach pokażemy właśnie takie sytuacje i zastanowimy się, czy – i w jaki sposób – można było ich uniknąć.
Analiza pękania matrycy w formie – aplikator
Aplikator jest wypraską produkowaną w największych ilościach (Rys. 1). Rocznie jest produkowanych od 150 do 200 mln sztuk w kilku odmianach geometrycznych, na formach 32- i 24-gniazdowych o identycznej budowie. Przeanalizujemy sytuację dla typowego przedstawiciela tych wyprasek.
W celu „odchudzenia” wypraski zmniejszono grubość jej ścianek. Pierwotnie aplikator ważył 4,1 g, po odchudzeniu – 3,75 g. Zmniejszanie grubości ścian wiąże się ze wzrostem ciśnienia wtrysku. Dla PEHD do wtrysku aplikatora o masie 4,1 g potrzebne ciśnienie to 1400 bar, a przy masie 3,75 g konieczne ciśnienie to 1860 bar (Rys. 2).
Po uruchomieniu produkcji aplikatorów o zmniejszonym ciężarze, dał się zauważyć niepokojący proces intensywnego pękania matryc w formach wtryskowych.
cały artykuł jest dostępny w wydaniu płatnym 9/10 (216/217) wrzesień/październik 2025
