Pracovní stáž Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Pracovní stáž Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně"

Vendula Šimková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Střední průmyslová škola polytechnická COP Zlín Praktická cvičení Pracovní stáž Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Lukáš Svoboda Březen 2014/ 4.A

2 Obsah 1.0 ÚVOD VSTŘIKOVÁNÍ ÚVOD DO VSTŘIKOVÁNÍ Faktory ovlivňující vlastnosti a kvalitu výstřiku NASTAVOVÁNÍ PARAMETRŮ STROJE TVAROVÁNÍ POZITIVNÍ TVAROVÁNÍ D TISK Jak 3D tisk funguje ZÁVĚR

1 POZITIVNÍ TVAROVÁNÍ...7 4.0 3D TISK... 10 Jak 3D tisk funguje.

3 1.0 ÚVOD Dne , a jsme navštívili UTB abychom si mohli vyzkoušet na vlastní pěst, jak funguje vstřikovací stroj. Naším cílem bylo získat částečné zkušenosti při vědeckovýzkumné činnosti sledování zatékavosti plastů. 2.0 VSTŘIKOVÁNÍ 2.1 ÚVOD DO VSTŘIKOVÁNÍ Vstřikováním se vyrábějí takové výrobky, které mají buď charakter konečného výrobku a nebo jsou polotovary nebo díly pro další zkompletování samostatného celku. Výrobky zhotovené vstřikováním se vyznačují velmi dobrou rozměrovou i tvarovou přesností a vysokou reprodukovatelností mechanických a fyzikálních vlastností. Vstřikováním lze zpracovávat téměř všechny druhy termoplastů. V omezené míře se vstřikují i některé reaktoplasty a kaučuky. Vstřikování je způsob tváření plastů, při kterém je dávka zpracovávaného materiálu z pomocné tlakové komory vstříknuta velkou rychlostí do uzavřené dutiny kovové formy, kde ztuhne ve finální výrobek. Tlaková komora je součástí vstřikovacího stroje a zásoba vstřikovaného materiálu se v ní stále doplňuje během cyklu. Výhody vstřikování jsou krátký čas cyklu, schopnost vyrábět složité součásti s dobrými tolerancemi rozměrů a velmi dobrou povrchovou úpravou, ale i konstrukční flexibilita, která umožňuje odstranění konečných úprav povrchu a montážních operací. Hlavní nevýhodou v porovnání s ostatními metodami zpracování plastů jsou vysoké investiční náklady, dlouhé doby nutné pro výrobu forem a potřeba používat strojní zařízení, které je neúměrně velké v porovnání s vyráběným dílem. Postup vstřikování je následující: plast v podobě granulí je nasypán do násypky, z níž je odebírán pracovní částí vstřikovacího stroje (šnekem), která hmotu dopravuje do tavící komory, kde za současného účinku tření a topení plast taje a vzniká tavenina. Tavenina je následně vstřikována do dutiny formy, kterou zcela zaplní a zaujme její tvar. Následuje tlaková fáze pro snížení smrštění a rozměrových změn. Plast předává formě teplo a ochlazováním ztuhne ve finální výrobek. Potom se forma otevře a výrobek je vyhozen a celý cyklus se opakuje. Vstřikovací cyklus tvoří sled přesně specifikovaných úkonů. Jedná se o proces izotermický, během něhož plast prochází teplotním cyklem. Při popisu vstřikovacího 3

1 ÚVOD DO VSTŘIKOVÁNÍ Vstřikováním se vyrábějí takové výrobky, které mají buď charakter konečného výrobku a nebo jsou polotovary nebo díly pro další zkompletování samostatného celku.

4 cyklu je nutno jednoznačně definovat jeho počátek. Za počátek cyklu lze považovat okamžik odpovídající impulsu k uzavření formy. Granulát před vstřikováním se musí zbavit vlhkosti, aby se netvořily bublinky na výrobku. Granulát je sušen za pomocí vzduchu, který je zbaven vlhkosti speciálním molekulárním sítem Faktory ovlivňující vlastnosti a kvalitu výstřiku O mechanických a fyzikálních vlastnostech výstřiku, a o jeho kvalitě rozhoduje druh plastu, technologické parametry, konstrukce formy a volba stroje. Jednotlivé parametry nepůsobí samostatně, ale vždy se ovlivňují navzájem. Z hlediska volby druhu plastu má na vlastnosti výstřiku vliv: - rychlost plastikace polymeru, která by měla být co nejkratší, - tekutost (reologické vlastnosti) plastu, která má být dostatečná a nesmí se měnit s teplotou příliš rychle a která je ovlivňována technologickými parametry, - dostatečná tepelná stabilita plastu v rozsahu zpracovatelských teplot, která by měla být co nejširší, - uvolňování těkavých látek, - velikost vnitřního pnutí, které má být co nejnižší, -smrštění plastu (změna rozměrů výrobku oproti rozměrům tvarové dutiny formy) v jednotlivých směrech na výrobku, které je ovlivněno technologickými podmínkami. Z technologických parametrů, které se mezi sebou výrazně ovlivňují, má na vlastnosti výstřiku a jednotlivé fáze vstřikování největší vliv: - vstřikovací tlak (ovlivňuje rychlost plnění, uzavírací sílu, vnitřní pnutí, smrštění, orientaci tj. narovnávání makromolekul do směru toku, atd.), - teplota taveniny (konkrétní teplota závisí na druhu plastu a ovlivňuje tekutost plastu, vstřikovací tlak, dobu chlazení a tedy dobu cyklu, smrštění, tlakové ztráty, dotlak, atd.) 4

1 Faktory ovlivňující vlastnosti a kvalitu výstřiku O mechanických a fyzikálních vlastnostech výstřiku, a o jeho kvalitě rozhoduje druh plastu, technologické parametry, konstrukce formy a volba

5 - teplota formy (konkrétní teplota závisí na druhu plastu a na charakteru výrobku, ovlivňuje tekutost plastu, rychlost plnění, dobu chlazení, lesk výrobku, povrch výrobku, teplotu taveniny, dotlak, vnitřní pnutí, smrštění, atd. z technologického hlediska má být co nejvyšší, hlavně u semikrystalických plastů), - rychlost plnění dutiny formy má být co nejvyšší, je však nutné kontrolovat teplotu taveniny, aby nedošlo k degradaci hmoty, nevýhodou je i vysoká orientace makromolekul, - výše a doba trvání dotlaku (ovlivňuje hlavně rozměry výrobku, smrštění a vnitřní pnutí). 2.2 NASTAVOVÁNÍ PARAMETRŮ STROJE Naším úkolem bylo přepisování hodnot technologického režimu stroje a pozorovat jak ovlivňují výstřik právě změněné parametry, které se projevily v podobě vytvořené spirály, vyjadřující zatékavost daného plastu. STROJ: HYBRID KAPACITA PLASTIKACNÍ JEDNOTKLY (200cm 3 ) ARBURG 470 H ROZMĚR MEZI VODÍCÍMI SLOUPY FORMY UZAVÍRACÍ SÍLA ( kn ) = 100t HYBRID = Uzavírací jednotka elektrická za pomocí pohybového roubu a vstřikovací jednotka hydraulická. Šnek Ø40mm (čím je šnek větší, tím je menší vstřikovací síla) 5

z technologického hlediska má být co nejvyšší, hlavně u semikrystalických plastů), - rychlost plnění dutiny formy má být co nejvyšší, je však nutné kontrolovat teplotu taveniny, aby nedošlo k

6 Temperace formy na 40 C Teploty: 195 C 200 C 215 C nejvyšší teplota v trysce ZMĚNY 1 DOTLAK (MPa) TLAK (MPa) RYCHLOST (m/s) cm (1) cm (2) PRUMĚR (cm) ,1 11,5 11, ,2 11,2 11, ,1 11,1 11, ,0 18,0 18, ,0 21,0 21, ,2 21,1 21, ,2 21,3 21,25 Tabulka 1: Závislost změn parametru na délce a velikosti výrobku. VYHODNOCENÍ: Ad1. Změna tlaku cm p(mpa) 6

11,1 11,1 2 400 1000 40 18,0 18,0 18,0 500 1000 40 21,0 21,0 21,0 3 500 1000 50 21,2 21,1 21,15 500 1000 80 21,2

7 Ad2. Změna dotlaku Změna dotlaku více ovlivňují délku zatékavosti. cm Ad3. Změna rychlosti cm Dotlak (MPa) Rychlost (m/s) 3.0 TVAROVÁNÍ Tvarování je výrobní postup, u kterého polotovar ve tvaru desky nebo fólie mění svůj tvar bez většího přemísťování částic hmoty. Většinou se provádí za tepla, jen ve výjimečných případech je možné některé plasty tvarovat bez ohřevu, ale vždy se jedná o výrobky jednoduchých tvarů a bez velkých nároků zejména na rozměrovou přesnost. Tvarováním desek za tepla se vyrábějí různé kryty, nádoby, kufry, apod. Velký význam má tato technologie v obalové technice. Tvarováním za tepla lze zpracovávat pouze termoplasty. Tvarováním lze zpracovávat desky téměř ze všech termoplastů, nejčastější jsou však ze styrénových plastů, např. PS a ABS, dále z PVC a jeho kopolymerů, PMMA, PC, PET, PE a PP. K tvarování se obvykle používají jednovrstvé desky vyrobené z jednoho druhu plastu vytlačováním na šnekových vytlačovacích strojích. Při stejných nebo velmi blízkých podmínkách se tvarují i desky vícevrstvé. Z hlediska tvarovacího procesu jsou jednovrstvé desky příhodnější, neboť desky z více druhů plastů kladou na technologii větší nároky. 3.1 POZITIVNÍ TVAROVÁNÍ Jednoduchý pozitivní způsob tvarování umožňuje dosáhnout rovnoměrnou tloušťku stěny i při hloubce tažení dané poměrem H / D = 1. Základem je pozitivní tvarovací forma tvárník, odpovídající svým tvarem výrobku. Deska se upne do rámu a ohřeje se na tvarovací teplotu (a). Po odsunutí ohřívacího zařízení se forma pohybem

Většinou se provádí za tepla, jen ve výjimečných případech je možné některé plasty tvarovat bez ohřevu, ale vždy se jedná o výrobky jednoduchých tvarů a bez velkých nároků zejména na rozměrovou

8 vzhůru vtlačí do desky (b) nebo se rám s deskou přetáhne přes nepohyblivou formu. V této fázi vlastně dochází k mechanickému předtvarování desky. ZAHŘÍVACÍ DESKA TVÁRNÍK DĚROVANÁ PODLOŽKA PRO LEPŠÍ ODSÁVÁNÍ VZZDUCHU SPÍNAČ VAKUOVÉHO ČERPADLA (VYPNUTO) PÁKA NA POSUNOVÁNÍ PODLOŽKY NA HORU A DOLU 8

9 VLOŽENÍ DESKY NAHŘÍVÁNÍ DESKY TVAROVÁNÍ 9

10 4.0 3D TISK 3D tisk je proces při kterém se z digitální předlohy (3D model) vytváří fyzický model. Je to proces additivní, to znamená, že se materiál přidává. Na rozdíl od obráběcích strojů kde se z celistvého bloku materiál odebírá až zbyde jen požadovaný tvar. Jak 3D tisk funguje Nejpoužívanější technologie, FDM, funguje velice jednoduše. Objekt vzniká vrstvu po vrstvě natavováním tenkého proužku plastového materiálu. Představte si, že váš model rozkrájíte na plátky jako bramboru na lupínky a poté každý z řezů nakreslíte pistolí na tavné lepidlo. Žádná raketová věda. 5.0 ZÁVĚR Stáž na Univerzitě Tomáše Bati byla velmi ponaučná a přinesl jsem si z této stáže spoustu nových poznatků. Prostředí bylo velmi příjemné a čisté. 10

Objekt vzniká vrstvu po vrstvě natavováním tenkého proužku plastového materiálu.

Podobné dokumenty

TECHNOLOGIE VSTŘIKOVÁNÍ

TECHNOLOGIE VSTŘIKOVÁNÍ PRŮVODNÍ JEVY působení smykových sil v tavenině ochlazování hmoty a zvyšování viskozity taveniny pokles tlaku od ústí vtoku k čelu taveniny nehomogenní teplotní a napěťové pole