Technologie zpracování plastů a kompozitů. Vstřikovaní plastů technologie

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Technologie zpracování plastů a kompozitů. Vstřikovaní plastů technologie"

Zdeňka Tesařová
před 6 lety
Počet zobrazení:

1 Technologie zpracování plastů a kompozitů Přednáška č. 4 Vstřikovaní plastů technologie 1

2 4.1 Princip Přednáška č. 4 Vstřikovaní plastů technologie 4.2 Technologie vstřikování 4.3 Vstřikované výrobky 4.4 Limity postupu vstřikování 4.5 Lisovny plastů a jak pracují 4.6 Stav vědy a technologie 2

3 4.1.1 Definice Mezinárodní norma ČSN EN ISO 472:2013, definice vstřikování proces tváření materiálu jeho vstřikováním pod tlakem ze zahřátého válce přes vtok (rozváděcí kanálek, vtokové ústí) do dutiny uzavřené formy proces plast vtok dutina tlak forma = nástroj zahřátý válec 3

4 4.1.2 Historie vstřikování(en: injection moulding) 1872 John Wesley Hyatt vynálezce vstřikovacího stroje, který vyráběl držáky na štětky na holení z celuloidu: s dnešními stroji na vstřikování plastů se však nedala tato technologie vůbec srovnávat W. H. Willertvynálezce reciprocatingscrew (pístový šnek): konstrukce je základem dnešních strojů. válcovitý prostor na taveninu hydraulický válec šnek vodorovně volně pohyblivý 4

5 4.1.3Porozumět principu vstřikovacího lisu ( vstřikolis ) princip technická realizace složka vstřikovací lisu proces vstříkání řízení procesu cyklické pohyby se silou vytlačovácí stroj s pístovým šnekem elektronické ovládání hydraulický systém vstřikovací jednotka tváření uzavřená forma forma zavírací systém 5

6 4.1.4 Konstrukce vstřikovacího lisu (vstřikolis) 6

4.1.5 Popis vstřikování plastů www.wikipedia.cz/vstřikování_plastů, 01/2016 Vstřikování plastů je termodynamický cyklický tvářecí proces.

7 4.1.5 Popis vstřikování plastů 01/2016 Vstřikování plastů je termodynamický cyklický tvářecí proces. Plastické hmoty jsou pro vstřikování dodávány ve formě granulátu. Mohou být přírodní barvy (zpravidla čiré nebo průhledné) nebo probarvené. Barvení je též možno přidáním granulovaného barviva (1 3 %) do nebarveného granulátu při nabírání plastu do plastifikační jednotky, viz vstřikovací lis. Plastový granulát je připraven v násypce, kde je plast zpravidla nutno zbavit vlhkosti (vysušit při teplotě do 150 C). Z násypky je granulát nabírán šnekem vstřikolisu do plastifikační jednotky, kde je nahříván na požadovanou vstřikovací teplotu (150 C 400 C). Zahřátí se též děje protitlakem (plastifikací) a otáčením šneku. Po nahřátí v plastifikační jednotce je tekutý plast (tavenina) vstříknut vysokým tlakem (až 250 MPa) do vstřikovací formy (nástroje). Nástroj je zpravidla nutno chladit (temperovat) na provozní teplotu (cca 20 C 150 C). 7

8 4.2.1 Proces vstřikovacího stroje Videos: 8

9 4.2.2 Fáze cyklu vstřikovacího stroje 1-3 od 5 Vstřikovací cyklus má pět fázi. První tři jsou: Fáze Popis Vstřikovací lis 1 Uzavření nástroje 2 Vstřikování taveniny vstřikovacím tlakem 3 Ochlazování taveniny v nástroji a dotlak Zdroj: Walther Michaeli: Einführung in die Kunststoffverarbeitung, obrázek

10 4.2.3 Fáze cyklu vstřikovacího stroje 4-5 od 5 Fáze Popis Vstřikovací lis 4 Zahřívání a plastifikace 5 Otevření nástroje a vyjmutí výlisku Nový cyklus 1 Uzavření nástroje Zdroj: Walther Michaeli: Einführung in die Kunststoffverarbeitung, obrázek

11 Přehled fáze cyklu vstřikovacího stroje Nový cyklus Uzavřeni nástroje 2. Vstřikování vstřikovacím tlakem 3. Ochlazování v nástroji a dotlak 4. Zahřívání a plastifikace 5. Otevření nástroje a vyjmutí výlisku 11

12 4.2.5Další funkce: zpětný uzávěr Proč má šnek zpětný uzávěr? Šnek může efektivně stříkat jen, když tavenina neteče zpět do. To zajistí zpětný uzávěr. šnek fáze plastifikace fáze vstřikování 12

4.2.6 Další funkce: pohyb vstřikovací jednotky Proč má se

ztrácelo a forma by se zbytečné zahřívala. https://publi.

13 4.2.6 Další funkce: pohyb vstřikovací jednotky Proč má se vstřikovací jednotka pohybovat? Forma je studená, vstřikovací jednotka je horká. Kdyby zůstaly během cyklu stále v kontaktu teplo se by se ztrácelo a forma by se zbytečné zahřívala. hydraulický válec 8 C 200 C tepelný tok pohyblivý nosič (posuvná konzole) 13

14 4.2.7Další funkce: uzavíratelná tryska Proč potřebuje vstřikovací jednotka uzavíratelnou trysku? Když se vstřikovací jednotka posunuje aby nebyla v přímém kontaktu se studenou formou, jednotka má plastifikovat. Otevřená tryska je netěsnost. Proto má být uzavřen. Konstrukční řešení uzavíratelných trysek válec a) ovládání pružinou b) hydraulické uzavírání trysky 14

4.2.8 Další funkce: dotlak Během chladnutí se hmota smršťuje a zmenšuje svůj objem, a aby se na výstřiku netvořily propadliny a staženiny: a) Fáze vstřikování je ukončená: dutina formy je 100 % plná.

15 4.2.8 Další funkce: dotlak Během chladnutí se hmota smršťuje a zmenšuje svůj objem, a aby se na výstřiku netvořily propadliny a staženiny: a) Fáze vstřikování je ukončená: dutina formy je 100 % plná. b) Hmotase smršťuje ve formě v dutině. Forma není dále 100 % naplněná. Riziko stoupá, že se tvoří propadliny. c) Hmota ve vnitřní části dílu je ale stále tekutá. d) Vstřikovací jednotka tlačí dotlakem další taveninu do dutiny formy a tím kompenzuje smrštění. dotlak povrh formy tekutá hmota studená hmota 15

16 4.3.1 Vstřikované výrobky Plast má jen tehdy na trhu šanci, když má technické nebo finanční výhody oproti jiným materiálům. Vstřikování je velmi různorodý přizpůsobivý postup. Proto je velmi konkurenceschopný. Vstřikování nabízí různá řešení pro komplexní výrobky: Funkční integrace. Integrace kov a plast. Pružnost plastu. Kombinace různých plastů. Automobilový průmysl. 16

olejová vana Výhoda konstrukce: 3D-plochy + různé tloušťky stěn + žebra +

17 4.3.2 Funkční integrace S ohledem na snadné tvarování plastu, může díl obsahovat i žebry, závity na šrouby a snap spojení. olejová vana Výhoda konstrukce: 3D-plochy + různé tloušťky stěn + žebra + připevnění pomocí šroubů + snap kryt na rezervní kolo Audi A8 skříň elektrického hoblíku Bosch ovládácí deska pračky Miele 17

18 4.3.3 Integrace kov+plast Plast je lehký a pružný. Kov je těžší a tužší. Konstrukce, které kombinují kov+plast mají jasné výhody. metal insert Výhoda konstrukce: vlastnosti kovové vložky a plastů pastorky šroubováky biomimetická součástka 18

19 4.3.4 Pružnost plastu Pružnost plastů může být problém v aplikaci, která potřebuje tuhost. Na druhé straně existují aplikace, které potřebují pružnost: klips těsnění ve víku Lego plastový uzávěr pero úzavěr s stěžejkou 19

4.3.5Kombinaci různých plastů Dvou komponentní

nejdřív vystříkat tvrdý materiál, pak dát polotovar

těsněním Výhoda konstrukce: druhý materiál lepí nebo

20 4.3.5Kombinaci různých plastů Dvou komponentní vstřikování povolí vstřikování v dvou krocích: nejdřív vystříkat tvrdý materiál, pak dát polotovar do jiné formy a přidat druhý materiál tryska s těsněním Výhoda konstrukce: druhý materiál lepí nebo nelepí na prvním panáčci s pohyblivými klouby zubní kartáčky vrtačka 20

4.3.6 Automobilový průmysl V automobilovém průmyslu plast

nebo plniva zesiluje materiál KURZ KUNSTSTOFFE GmbH Přední

21 4.3.6 Automobilový průmysl V automobilovém průmyslu plast částečně nahrazuje kov. Důvody pro použití jsou buď ekonomické nebo technické. Pedál auta Výhoda konstrukce: plniva je levnější než plast nebo plniva zesiluje materiál KURZ KUNSTSTOFFE GmbH Přední světla Rauschert Netzwerk Nanocarbon tubes (NCT) Ventil pneumatického odpružení Přední nárazník 21

4.3.1 Limity postupu vstřikování Proces vstřikování je skutečně velmi flexibilní, ale také má následující systémové limity: Tvar/Odformování: Válcové a obdélníkově části se smrští

22 4.3.1 Limity postupu vstřikování Proces vstřikování je skutečně velmi flexibilní, ale také má následující systémové limity: Tvar/Odformování: Válcové a obdélníkově části se smrští na tvárník. Není možné je odformovat. Pokud na sebe tvárníky lícují bočně, měl by jejich sklon být minimálně 2. bez sklonu: výlisek se nedá odformovat od tvárníku sklon minimálně 2 22

23 4.3.2 Limity postupu vstřikování Další systémové limity: Povrch: dělicí rovina nástroje a ústí vtoku jsou vždycky vidět na povrchu výlisku. Tvar/přesnost: smrštění plastů a deformace výrobku Tuhost: je potřeba si uvědomit, kde jsou v dílu svary. 23

a nástroje. Nástroje: Třetina lisoven vyrábí své vlastní nástroje.

24 4.4.1 Lisovny plastů a jak pracují Základná informace: Lisovny jsou vysoce organizované podniky, které mají různé velikosti lisů a musí zvládat různé materiály a nástroje. Nástroje: Třetina lisoven vyrábí své vlastní nástroje. Dvě třetiny lisoven kupují formy u specializovaných výrobců nástrojů (nástrojárna). Zdroj: Kurz Kunststoffe GmbH 24

25 4.4.2 Lisovny plastů a nástrojárny v ČR Nástrojárny v ČR: minimálně 40 aktivní. Lisovny v ČR: minimálně 150 aktivní 25

26 4.4.3 Schéma spolupráce lisovny Stroj Další systémová složka Vývoj systému Forma Výlisek Systém Plast Další systémová složka Legenda: Výrobce plastů Směšování (kompaundace) Dodavatel strojírny Strojírna Normalizované díly forem Nástrojárna Zpracovatel plastů Dodavatel sytému 26

piezo-elektrické, elektricky vodivé, tepelně vodivé.

27 4.5 Stav vědy a technologie Složky technických systémů z termoplastů, které mají nové vlastnosti, např. piezo-elektrické, elektricky vodivé, tepelně vodivé. Vstřikování s podporou plynu nebo vody. Monitorování procesů, řízení kvality a zdokonalení automatizace, Cíl je provoz bez personálu. 27

28 Děkujemeza pozornost 28

29 Technologie= vědět jak! Ing. Stefan Krebs 29

Podobné dokumenty

Opakovací maturitní okruhy z předmětu KONSTRUKCE VÝROBKŮ, FOREM A STROJNÍHO ZAŘÍZENÍ

Opakovací maturitní okruhy z předmětu KONSTRUKCE VÝROBKŮ, FOREM A STROJNÍHO ZAŘÍZENÍ 1. Závitové spoje a. Druhy závitů z hlediska vzniku vrubů b. Závitové vložky c. Otvory pro závity d. Závity přímo lisované