Lehké vstřikování

Technologie vstřikování pěny není nový proces. Aplikace, při kterých jsou do plastového granulátu přimíchávány chemické látky jako azodikarbonamid nebo fenyltetrazol a tímto plastifikovány, které po vstřikování do dutiny formy uvolňují hnací plyny, jsou známé a používané ve výrobě již asi 50 let. Protože expanzní tlak těchto chemicky uvolněných plynů není větší než asi 15 až 40 barů, je jejich použití omezeno na relativně silnostěnné díly s krátkými průtokovými cestami.
K dalšímu rozšíření aplikačních hranic pro lehké vstřikování pěny bylo asi před 40 lety vyvinuto pěnění přidáním inertního plynu, obvykle dusíku. Hlavní výhodou je, že pomocí dusíku lze dosáhnout vyšších expanzních tlaků v oblasti 100 až 200 bar. To umožňuje využití lehkého konstrukčního potenciálu při vstřikování pěny pro tenkostěnné součásti a součásti s dlouhými průtokovými cestami. Výhodou kromě snížení hmotnosti je snížení měrného vstřikovacího tlaku potřebného k vyplnění dutin a následně upínací síly a kompenzace účinků smršťování a deformace. Oba procesy se používají při zpracování termoplastických pryskyřic, od PP až po technické plasty, jako je PC, PA nebo PBT. Nejnovější, slibný vývoj má za cíl rozšířit pole aplikací také na termoplastické elastomery.

Základním úkolem pěnové vstřikovací linky je vytvořit jednofázový roztok polymer-plyn dispergovaný během plastifikačního procesu co nejhomogenněji. Technologie používaná všemi dodavateli k tomuto účelu je velmi podobná – odlehčené vstřikování. Přesto existují určité rozdíly v detailech technického provedení. Dipl.-Ing.(FH) Wolfgang Roth, vedoucí aplikační techniky ve Wittmann Battenfeld, to říká takto: „Více než 40 let praktických zkušeností s technologií vyvinutou v naší předchůdkyni Battenfeld, Meinerzhagen nám poskytlo pevný základ. Naším cílem bylo snížit složitost systému a zároveň rozšířit oblasti použití, a proto jsme navrhli naši jednotku pro vstřikování pěny Cellmould co nejblíže ke standardní vstřikovací jednotce V souladu s tím náš stroj pracuje se standardním šnekem 20 D, který byl vpředu rozšířen přidáním 5D směšovací sekce."
Specifickým Battenfeldovým rysem technologie Cellmould je oddělení plastifikační a plynové vstřikovací části šneku, které je zajištěno pevnou, válcovou přepážkou na šneku. Je to alternativa k použití dodatečného zpětného ventilu objímkového typu. Wolfgang Roth dodává: „Úsilí spojené s přizpůsobením dvou zpětných ventilů provozním podmínkám v každém případě tak, aby byly bezpečné proti selhání, tj. odolné proti opotřebení, nás motivovalo k hledání jednoduššího řešení, které jsme nakonec našli v bariéře mezi plastifikační a plynové vstřikovací sekce šneku Toto řešení se osvědčilo ve výrobě pro všechny velikosti strojů. Tímto způsobem bylo možné eliminovat problém s opotřebením, aniž by bylo nutné výrazně snížit hustotu plynu ve směru plastifikační sekce šneku. ."
V mísicí části plastifikační jednotky je do taveniny plastu vstřikovačem během dávkovacího zdvihu přidáván zkapalněný dusík (natlakovaný až 300 bar) a následně difunduje do taveniny. Ve směšovací části šneku je distribuce dusíku zesílena rozdělením toku taveniny do mnoha samostatných proudů." Vzhledem k tomu, že válec je během plastifikace a vstřikování plynu udržován uzavřený jehlovým uzavíracím ventilem ve směru formy, Směs taveniny a plynu je udržována pod tlakem uvnitř plastifikační jednotky. V důsledku toho je na konci procesu míšení dosaženo jednofázového roztoku polymer/plyn během vstřikování do dutiny, který se snižuje rozpustnost plyn v tavenině plastu Jemně rozptýlený plyn nukleuje v tavenině a tak poskytuje přísadu k vytvoření pěnové struktury se stejně jemně rozptýlenými buňkami.

Vznik této struktury závisí na konkrétních podmínkách procesu vstřikování. Patří mezi ně viskozita taveniny plastu, rychlost vstřikování (čím vyšší rychlost, tím jemnější pěna) a nakonec předem nastavený stupeň napěnění (redukce materiálu). Ta se nastavuje buď vstříknutím odpovídajícího poddávkování do pevné dutiny, nebo úplným vyplněním dutiny a jejím následným otevřením předem nastaveným velmi přesným zdvihem. Pro dosažení vysoké rychlosti vstřikování, která podporuje rovnoměrnou distribuci pěny, je součástí vybavení Cellmould vstřikovací akumulátor.

Dusík je buď čerpán z baterie tlakových lahví nebo extrahován z okolního vzduchu generátorem dusíku. V obou případech je plyn následně veden do plynového vstřikovače přes tlakový generátor, jaký se také používá u plynových vstřikovacích linek Airmould, který poskytuje dokonalý proces vstřikování za pomoci plynu. Součástí konceptu linky Battenfeld je, že jedním systémem přívodu plynu může být současně zásobováno několik strojů. Regulátor průtoku plynu je umístěn mezi generátorem tlaku a vstřikovačem plynu na plastifikační jednotce. Prostřednictvím systému řiditelných ventilů je průtok plynu řízen a koordinován s procesem pomocí softwaru Cellmould. Balíček vybavení Cellmould je k dispozici pro celé portfolio strojů Wittmann Battenfeld.

Technologie vstřikování pěny získala novou inovační podporu v důsledku progresivně se zvyšujícího trendu k aplikacím lehkého vstřikování. Nejnovější inovace se týkají metod pro zlepšení kvality povrchu směrem k vysokému lesku a také kombinace kompaktních a pěnových segmentů v jednom lisovaném dílu. Nejvýznamnější příspěvek přinesl další vývoj v technologii procesů a forem.

Populární Tagy: lehké vstřikování, Čína výrobci lehkých vstřikovacích forem, výrobci