Forma wtryskowa.pdf

jak to działa

nas świat tworzyw sztucznych.

W ogromnej rodzinie różnych

tworzyw przeważają tworzywa ter-

moplastyczne, których nazwa ozna-

cza możliwość formowania ich na

gorąco. W tej grupie metod techno-

logicznych najliczniejszą rodziną są

tworzywa, które można kształtować

metodą wtrysku. Na czym to polega?

Wyobraźmy sobie, że chcemy produ-

kować talerzyki plastikowe . For-

ma do takiej produkcji składa się

z dwóch części, które odtwarzają

obie strony talerzyka. Jedna wklęsła

1, czyli gniazdo formy i druga wy-

pukła 3, którą nazywa się niekiedy

stemplem. Widać, że gdy obie te

Forma

Kazimierz Topór

i z dużą siłą, ponieważ ciśnienie wtrysku, dla zapew-

nienia dobrego wypełnienia wszystkich szczegółów

detalu, musi być dość wysokie. Wynosi – w zależnoś-

ci od rodzaju tworzywa, budowy wtryskarki i wyma-

ganej dokładności do kilkudziesięciu MPa! To ciśnie-

nie może częściowo otworzyć formę, co spowodowa-

łoby wypływ tworzywa przez szczelinę otwarcia

i powstanie tzw. „wypływki” – rodzaju kołnierza

w płaszczyźnie zwarcia formy. Wynika z tego oczy-

wisty wniosek, że obie części formy muszą być zwar-

te z siłą przewyższającą siłę rozwierania ich ciśnie-

niem wewnętrznym. Jeśli więc powierzchnia naszego

talerzyka o średnicy np. 25 cm wynosi 491 cm 2 , to

wtryskowa

przy ciśnieniu wtrysku 50 MPa daje to siłę rozwiera-

nia 2450 kN! I co najmniej z taką siłą trzeba formę

zewrzeć, żeby utrzymać szczelność.

Teraz już wiadomo, dlaczego forma zbudowana

jest z grubych płyt! Drugi problem to temperatura.

Tworzywo ma temperaturę na poziomie 180–200°C.

Gdyby formę otworzyć zaraz po zakończeniu wtrysku,

to nasz talerzyk przybrałby kształt starego kapelusza!

Forma musi być więc schłodzona. Służy do tego celu

system kanałów, przez które przepływa woda chłodzą-

ca formę, tak żeby można było wyjąć wypraskę bez

obawy jej odkształcenia. Te kanały oczywiście osła-

biają formę i konstruktor musi ten fakt uwzględnić.

Kolejny problem to kształt detalu. Taki, jak pokazany

talerzyk, to najprostszy z możliwych, ale problem poja-

wia się, gdy detal ma wycięcia w płaszczyźnie prosto-

padłej do powierzchni zwierania formy. Przykładem

może być plastikowa przylgnia do mocowania samo-

chodowego bagażnika dachowego . Ma ona podcię-

cie służące do zamocowania w konstrukcji nośnej ba-

gażnika. Od razu widać, że zwykłej formy nie dałoby

się otworzyć bez urwania części chwytowej. Co robić?

części złożymy ze sobą i do wolnej przestrzeni wtryś-

niemy rozgrzane do płynności tworzywo, to uzyskamy

w rezultacie talerzyk 2.

Tak to się prosto mówi, ale proces ten jest jed-

nak dość złożony. Po pierwsze, obie połowy formy

muszą być bardzo dokładnie dociśnięte do siebie

O d niewielu w zasadzie lat otacza

konstruktorami wyrobu finalnego a kon-

struktorami form. Ci ostatni chcieliby, żeby

detale dały się formować tak jak talerzyk

z rys. , tj. bez żadnych wcięć i otworów

w innych płaszczyznach niż powierzchnia

zwarcia formy. Konstruktorzy wyrobu uwa-

żają, że „z tworzywa można zrobić wszys-

tko” i już!

Wypływka to:

a) woda chłodząca formę?

b) tworzywo wlewane do formy?

c) wypływ tworzywa z formy

przez szczeliny?

Jedynym wyjściem jest podzielenie elementów

kształtujących formy tak, żeby mogły się otworzyć

przed rozwarciem całości. Rys. i pokazują wie-

logniazdowe elementy gniazd kształtujących (forma

jest sześciogniazdowa), które po rozwarciu mogą poz-

wolić na wyjęcie detalu. Na rys. zamieszczone są

obie części: 1 i 2, złożone razem. Widać też ukośnie

zamocowane kołki 3, które

współpracując z odpo-

wiednimi elementami for-

my, pozwalają na rozsuwa-

nie elementów kształtują-

cych tak, by detale dały się

wyjąć, co widać na rys. .

W rezultacie przylgnia jest

kształtowana przez cztery

elementy: górny i dolny

klocek sześciogniazdowy

i kształtujący zew-

nętrzną powierzchnie

przylgni, wkładki : 2,

kształtujące „miseczkę”

i stemple 1, kształtujące

otwór w przylgni. Podczas

otwierania formy najpierw

rozsuwają się suwaki

z gniazdami, a później obie

połowy formy, tak aby de-

tale mogły swobodnie wy-

paść na zewnątrz.

Zrozumiała staje się

więc „wojna” pomiędzy

A co dopiero, gdy chcemy wyprodukować detal

z gwintem! Formy otworzyć się nie da, bo nie pozwa-

la na to gwint. Pozostaje jedyne wyjście: rdzeń kształ-

tujący gwint musi się wykręcać w ścisłej synchroni-

zacji z rozsuwaniem obu części formy. Jest to więc

cała maszyneria! Pokazana na rysunkach forma do

przylgni widoczna w całości w zwarciu na rys. –

jak to działa

ne, bo opracowanie i wykonanie no-

wej formy to setki tysięcy złotych!

Pewną ciekawostką jest wy-

konywanie form z półfabrykatów

z hartowanej stali. Dawniej, jeszcze

20–30 lat temu, wykonywano je ze

stali w stanie zmiękczonym, dla

ułatwienia obróbki skrawaniem. Po-

wodowało to jednak utratę dokład-

ności kształtu i wymiarów w wyniku

procesu hartowania. Postęp w pro-

dukcji supertwardych płytek z węg-

lików spiekanych i wzrost mocy ob-

rabiarek doprowadziły do tego, że

dziś można obrabiać stal zahartowa-

ną – narzędzie i maszyna to wytrzy-

mują!

to jedna z najprostszych form wtryskowych. Mimo to

– robi wrażenie!

Nowoczesny przemysł oferuje całe mnóstwo

komponentów gotowych do wykonywania form i rea-

lizujących bardzo złożone funkcje. Są to więc siłowni-

ki pneumatyczne lub hydrauliczne, specjalne dyszki

wtryskowe, ograniczające powierzchnię wlewu two-

rzywa do przestrzeni detalu, termokanały powodujące

ogrzewanie kanałów, którymi wprowadzane jest two-

rzywo do wnętrza formy itp. Problem polega na tym,

że po wykonaniu wtrysku,

w kanałach doprowadzają-

cych znajduje się rozgrzane

płynne tworzywo. Podczas

chłodzenia formy również

i ta część tworzywa uległa-

by zestaleniu, co powodo-

wałoby straty tworzywa,

ponieważ takie zestalone

części układu wtryskowego

należy odłamać od detalu

i wysłać do zmielenia.

Widać więc już wy-

raźnie, jak wygląda ekono-

mia produkcji detali z two-

rzyw na wtryskarce. Jest

to technologia nadająca się

przede wszystkim do pro-

dukcji masowej, idącej

w setki tysięcy sztuk. For-

my są bowiem bardzo dro-

gie. Ich przeróbka jest

w zasadzie nie bardzo moż-

liwa i narzekania na produ-

centów różnych gadżetów

z tworzyw, że „mogliby

poprawić kształt”, nie są

tak bardzo usprawiedliwio-

Nie można też zapominać

o potężnym wsparciu informatycz-

nym. Programy 3D, takie jak: Solid

Works, Solid Edge, ProEngineer

i Catia, w ogromnym stopniu ułat-

wiają proces projektowania form.

Mają np. opcję symulacji wtrysku,

co ułatwia orientację i analizę wy-

pełnienia formy. Można też ocenić

rozkład temperatur!

Zmorą dawnych konstruktorów było narysowa-

nie kształtu gniazda formującego, zwłaszcza gdy ar-

tysta plastyk wymyślił sobie coś ekstra. Mnie do dziś

śni się czasami „głowa pieska”, dla której w latach

70. projektowałem formę, a narzędziownia nie posia-

dała kopiarki, ani nic podobnego, co ułatwiłoby mi ży-

cie!

Biorąc więc do ręki jakiś plastikowy gadżet, po-

myślcie czasem o konstruktorze formy wtryskowej,

np. na obudowę telewizora, to musi być gość!

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: