Lekkie formowanie wtryskowe

Technologia wtrysku pianki nie jest procesem nowym. Od około 50 lat znane i stosowane są w produkcji zastosowania, w których do granulatu tworzywa sztucznego i wraz z nim plastyfikowane są substancje chemiczne takie jak azodikarbonamid czy fenylotetrazol, które po wtryśnięciu do wnęki formy uwalniają gazy pędne. Ponieważ ciśnienie rozprężania tych gazów uwalnianych chemicznie wynosi nie więcej niż około 15 do 40 barów, ich zastosowanie ogranicza się do części o stosunkowo grubych ściankach i krótkich drogach przepływu.
Aby jeszcze bardziej poszerzyć zakres zastosowań lekkiej pianki do formowania wtryskowego, około 40 lat temu opracowano spienianie przez dodatek gazu obojętnego, zwykle azotu. Główną zaletą jest to, że przy użyciu azotu można osiągnąć wyższe ciśnienia rozprężania w zakresie od 100 do 200 barów. Umożliwia to wykorzystanie potencjału lekkiej konstrukcji w procesie formowania wtryskowego pianki w przypadku elementów cienkościennych i komponentów o długich drogach przepływu. Oprócz zmniejszenia masy, zalety obejmują zmniejszenie specyficznego ciśnienia wtrysku wymaganego do wypełnienia wnęk, a co za tym idzie, siły zwarcia oraz kompensację efektów skurczu i wypaczenia. Obydwa procesy są stosowane w przetwarzaniu żywic termoplastycznych, od PP po tworzywa konstrukcyjne, takie jak PC, PA czy PBT. Najnowsze, obiecujące osiągnięcia mają na celu rozszerzenie obszarów zastosowań również na elastomery termoplastyczne.

Zasadniczym zadaniem linii do wtryskiwania pianek jest wytworzenie jednofazowego roztworu polimerowo-gazowego rozproszonego w możliwie jednorodny sposób w procesie plastyfikacji. Technologia stosowana przez wszystkich dostawców w tym celu to bardzo podobne lekkie formowanie wtryskowe. Niemniej jednak istnieją pewne różnice w szczegółach projektu technicznego. Dipl.-Ing.(FH) Wolfgang Roth, dyrektor ds. technologii zastosowań w Wittmann Battenfeld, ujmuje to w ten sposób: „Ponad 40 lat praktycznego doświadczenia z technologią opracowaną w naszej poprzedniczce, firmie Battenfeld, Meinerzhagen zapewnił nam solidny fundament Naszym celem było zmniejszenie złożoności systemu przy jednoczesnym rozszerzeniu zakresu zastosowań, a tym samym uczynieniu go bardziej niezawodnym. Dlatego zaprojektowaliśmy naszą jednostkę wtryskową pianki Cellmould tak, aby była jak najbardziej zbliżona do standardu W związku z tym nasza maszyna pracuje ze standardowym ślimakiem 20 D, który został przedłużony z przodu poprzez dodanie sekcji mieszającej 5 D.
Specyficzną cechą technologii Cellmould firmy Battenfeld jest oddzielenie sekcji ślimaka od plastyfikowania i wtrysku gazu, które zapewnia stała, cylindryczna bariera na ślimaku. Jest to alternatywa dla zastosowania dodatkowego zaworu zwrotnego typu tulejowego. Wolfgang Roth dodaje: „Wysiłek związany z dostosowaniem dwóch zaworów zwrotnych do warunków pracy w każdym przypadku, tak aby były niezawodne, tj. odporne na zużycie, zmotywował nas do poszukiwania prostszego rozwiązania, które ostatecznie znaleźliśmy w postaci bariery pomiędzy sekcje plastyfikujące i wtrysk gazu ślimaka. To rozwiązanie zostało sprawdzone w produkcji dla wszystkich rozmiarów maszyn. W ten sposób można wyeliminować problem zużycia bez konieczności znacznego pogarszania gęstości gazu w kierunku sekcji plastyfikującej ślimaka. .”
W sekcji mieszania jednostki uplastyczniającej, ciekły azot (pod ciśnieniem do 300 barów) jest dodawany do stopionego tworzywa sztucznego za pomocą wtryskiwacza podczas skoku dozującego, a następnie dyfunduje do stopionego materiału. W części mieszającej ślimaka rozkład azotu jest intensyfikowany poprzez podział strumienia stopu na wiele oddzielnych strumieni.” Ponieważ bęben jest zamknięty przez iglicowy zawór odcinający w kierunku formy podczas plastyfikacji i wtryskiwania gazu, Mieszanina stopu i gazu jest utrzymywana pod ciśnieniem wewnątrz jednostki uplastyczniającej, co powoduje, że pod koniec procesu mieszania uzyskuje się jednofazowy roztwór polimeru/gazu. Podczas wtryskiwania do komory następuje spadek ciśnienia, który ulega zmniejszeniu rozpuszczalność gazu w tworzywie sztucznym Stopiony drobno rozproszony gaz zarodkuje w stopie, dzięki czemu składnik tworzy strukturę piankową z równie drobno rozmieszczonymi komórkami.

Powstawanie tej struktury uzależnione jest od specyficznych warunków procesu wtryskiwania. Należą do nich lepkość stopionego tworzywa sztucznego, prędkość wtrysku (im wyższa prędkość, tym drobniejsza pianka) i wreszcie zadany stopień spieniania (redukcja materiału). To ostatnie ustawia się albo przez wstrzyknięcie odpowiedniej dawki do ustalonej wnęki, albo przez całkowite wypełnienie wgłębienia, a następnie otwarcie go wstępnie ustawionym, precyzyjnym skokiem. Aby osiągnąć dużą prędkość wtrysku, która sprzyja równomiernemu rozprowadzaniu piany, akumulator wtrysku jest dostarczany jako część pakietu wyposażenia Cellmould.

Azot jest pobierany z baterii butli ciśnieniowych lub wydobywany z otaczającego powietrza za pomocą generatora azotu. W obu przypadkach gaz jest następnie przekazywany do wtryskiwacza gazu za pośrednictwem generatora ciśnienia, który jest również stosowany w liniach wtrysku gazu Airmould, co zapewnia doskonały proces formowania wtryskowego wspomaganego gazem. Częścią koncepcji linii Battenfeld jest to, że kilka maszyn może być zasilanych jednocześnie przez jeden system zasilania gazem. Pomiędzy generatorem ciśnienia a wtryskiwaczem gazu na jednostce uplastyczniającej umieszczony jest regulator przepływu gazu. Dzięki sterowanemu systemowi zaworów przepływ gazu jest kontrolowany i koordynowany z procesem za pomocą oprogramowania Cellmould. Pakiet wyposażenia Cellmould jest dostępny dla całego portfolio maszyn Wittmann Battenfeld.

Technologia formowania wtryskowego pianki zyskała nowy, innowacyjny impuls dzięki stopniowo rosnącemu trendowi w kierunku lekkich zastosowań w formowaniu wtryskowym. Najnowsze innowacje dotyczą sposobów poprawy jakości powierzchni w kierunku wysokiego połysku, a także łączenia segmentów kompaktowych z piankowymi w jednej wyprasce. Najważniejszy wkład wniósł dalszy rozwój technologii procesów i form.

Popularne Tagi: lekkie formowanie wtryskowe, Chiny producenci i producenci lekkich form wtryskowych, Lekki wniosek o zarządzanie ubezpieczeniami, Lekka aplikacja do zarządzania jakością, Lekki wniosek o płatność online, Lekka aplikacja do przetwarzania w chmurze, Lekka aplikacja do systemu zarządzania uczeniem się, Lekka aplikacja do nawigacji