Prawidłowo zaprojektowane części formowane metodą wtrysku charakteryzują się możliwie jednakową grubością ścianki, kątami zbieżności i zaokrąglonymi narożnikami. Projektowanie narożników w poprawny sposób ma dwie podstawowe funkcje:

1. Poprawia przepływ stopu wokół naroża dzięki czemu możemy wypełnić gniazdo przy użyciu niższych ciśnień.
2. Zmniejsza naprężenia powstające w wyprasce.

Zanim omówimy zasady projektowania narożników, odpowiemy sobie na pytanie jaki mają one wpływ na deformację ścianki.

Dlaczego ścianka się deformuje?

Podczas wtrysku wypełniamy formę uplastycznionym stopem o temperaturze często przekraczającej 230°C. W wyniku kumulacji ciepła w narożniku i tworzenia się węzłów cieplnych na stemplu formy zwiększa się miejscowy skurcz. Błędnie zaprojektowany narożnik jest podatny na kumulowanie ciepła. Dlaczego? Ponieważ grubość ścianki w narożniku jest większa niż grubość wypraski. O ile? W zdecydowanej większości grubość ścianki w błędnie zaprojektowanych częściach można opisać poniższym wzorem:

s′ = √2 × s ≈ 1,4 × s

Żebyś łatwiej mogła/mógł zrozumieć powyższy zapis to zobacz jak to wygląda na poniższym rysunku:

Jeżeli teraz wyobrazisz sobie, że każdy kwadrat w grubości naszej ścianki oddaje ciepło do formy wtryskowej w kierunku stempla i matrycy to zauważysz, że:

1. Kwadrat biały oddaje ciepło do formy wtryskowej tylko z jednego swojego boku. Mówimy wtedy o standardowym odbiorze ciepła.
2. Kwadrat niebieski oddaje ciepło z dwóch swoich boków. Mamy tu do czynienia z intensywnym odbiorem ciepła.
3. Kwadrat czerwony? Nie oddaje ciepła z żadnego swojego boku. To oznacza, że mamy do czynienia z kumulacją ciepła.

W związku z większą ilością ciepła jaką musimy odprowadzić z wypraski, która jest błędnie zaprojektowana w narożniku najczęściej wydłużamy czas chłodzenia. To niestety niesie za sobą konsekwencje w postaci obniżenia naszych zysków ze sprzedaży powyższego produktu.

Oprócz powyższej straty w czasie cyklu możemy mieć do czynienia z różnymi wadami wyprasek. Są to m.in deformacje, o których wspomniałem wcześniej oraz z jamami skurczowymi (Rysunek 2). Jeżeli chcesz się dowiedzieć więcej na temat wad to zachęcam do przeczytania tych wpisów

Wady wyprasek, o których wspomniałem są w takich przypadkach trudne do usunięcia. To nie zmienia jednak faktu, że możemy je zmniejszać.

Jak próbować eliminować powyższą wadę za pomocą zmian parametrów? W zdecydowanej większości wyprasek możemy mieć wpływ na wielkość deformacji poprzez różnicowanie temperatur stempla i matrycy, a jeszcze lepiej kiedy mamy możliwość wyodrębnienia obiegu najbardziej zbliżonego do problematycznego obszaru. Dzięki tym zmianom wpływamy na temperatury Qw1 oraz Qw2 (Rysunek 1). Zmieniając te temperatury, zmieniamy szybkość chłodzenia konkretnych obszarów formy i tym samym zmniejszamy wielkość skurczów. Jednak nie zawsze można tą metodą uzyskać satysfakcjonujący efekt.

Zasady projektowania narożników

Najlepszą metodą na minimalizację deformacji oraz jam skurczowych będzie prawidłowy projekt narożnika. Zasada jest bardzo prosta. W celu eliminacji zgrubienia s` (Rysunek 1) należy tak zaprojektować narożnik, żeby odpowiadał on grubości ścianki s (Rysunek 1). W tym celu stosuje się promienie: większy na zewnątrz, mniejszy wewnątrz (Rysunek 3).

Dla grubości ścianki s zaleca się wykonanie promienia zewnętrznego R 1,5s oraz promienia wewnętrznego R 0,5s. Dzięki temu zmniejszymy efekt kumulacji ciepła oraz zmniejszymy naprężenia panujące w tym obszarze, co odwdzięczy się stabilną produkcją z mniejszym odpadem Od razu podpowiem, że istnieją wypraski, w których nie ma najmniejszych szans powyższe zalecenie, to nie zmienia jednak faktu, że w zdecydowanej większości można je stosować

Innym sposobem, ale również konstrukcyjnym jest taka budowa formy, która pozwoli na zwiększenie efektywnego odbioru ciepła z naroża. Przykładem może być przytoczone przeze mnie wydzielenie konkretnego obiegu chłodzącego newralgiczny obszar lub zastosowanie wstawek np. z brązu berylowego, które będą efektywniej odprowadzać skumulowane ciepło.

Podsumowując powyższy wpis mogę z pełną odpowiedzialnością powiedzieć, że nie wyczerpuje od wszystkich zasad projektowania narożników. Mam jednak nadzieję, że wyjaśni Ci powody powstawania jednego z rodzajów deformacji oraz umożliwi zweryfikowanie, czy czasem to nie błędna konstrukcja wyrobu jest powodem Twoich problemów

Artykuł Projektowanie narożników pochodzi z serwisu ASCONS.

Można zadać pytanie czy faktycznie znajomość tych średnic jest istotna? Przecież maszyna wtryskuje, a smugi i wtrącenia nie mogą być spowodowane brakiem znajomości średnic…

Być może ktoś już zadbał o prawidłowy dobór średnicy dyszy wtryskowej do tulei i z tego powodu nie mamy problemów. Co jednak, gdy wady na wyprasce występują, a my nie znamy przyczyny ich powstawania. W tym miejscu musimy omówić zasady jakimi powinniśmy się kierować podczas doboru średnic.

Żeby w prosty i zrozumiały sposób to wyjaśnić posłużymy się poniższym rysunkiem:

W celu wyjaśnienia doboru średnic do tulei wlewowej umyślnie pominę spadki ciśnienia, które będą występowały przy ich zmianach. Zostawię ten temat na kolejne wpisy w przyszłości

Możesz się spotkać z następującymi przypadkami:

1. Średnica dyszy > średnicy tulei. W tym przypadku istnieje ryzyko, że materiał, który będziesz wtryskiwał do formy będzie zalegał w „martwych” przestrzeniach przed tuleją wlewową. Z tego powodu mogą powstawać przypalenia i wtrącenia z przegrzewającego się materiału.
2. Średnica dyszy = średnica tulei. Tutaj nie ma mowy o pozostawaniu materiału i jego degradacji. Niestety to nie oznacza, że możemy być spokojni o jakość produkcji. W tym przypadku możemy się spotkać z pozostawaniem wlewka w układach zimno-kanałowych po stronie stałej formy wtryskowej. Będzie to spowodowane brakiem wyraźnego miejsca na jego zerwanie. Jeżeli wlewek będzie się odrywał to miejsce zerwania będzie nie na połączeniu dysza-tuleja ale w głębi dyszy wtryskowej (Rysunek 2). Taka sytuacja może powodować wyciąganie nitki z układu wlewowego. I w tym przypadku zmniejszenie temperatury na dyszy nie będzie dobrym rozwiązaniem bo wpłyniemy na spadek ciśnienia podczas wtrysku.

   

3. Średnica dyszy < średnicy tulei. Jeżeli różnica średnic w tym przypadku będzie w granicach 0,5 – 1 mm, to stosunek średnicy dyszy wtryskowej do tulei jest prawidłowy.
4. Średnica dyszy < średnicy tulei o więcej niż 1mm. W tym przypadku możemy się spodziewać podobnego problemu jak w punkcie nr 1. Ponownie mogą występować wtrącenia i przypalenia w wyniku powstania „martwych” przestrzeni. Tym razem pojawią się one po stronie tulei.

Jak i czym mierzyć średnice dyszy wtryskowej i tulei?

Pomiar średnic oby tych elementów nie należy do trudnych o ile mamy odpowiednie przyrządy

Do pomiaru możemy wykorzystać suwmiarkę. Jednak nie jest to najlepsze rozwiązanie z powodu ograniczenia w dostępie do tulei lub dyszy. Tuleja bardzo często osadzona jest dosyć głęboko i pomiar jej średnicy wymagałby użycia specjalistycznej suwmiarki, która nie zawsze jest pod ręką.

Jednym z rozwiązań jakie możesz wykorzystać do szybkiego pomiaru średnic nawet na formie założonej na maszynę jest wykorzystanie sprawdzianu do dyszy i tulei.

Dzięki wykorzystaniu sprawdzianu do dysz i tulei możesz szybko zweryfikować jaka jest średnica obu kontrolowanych elementów i dokonać szybkiej analizy czy mogą one mieć wpływ na powstające wady wtryskowe. Pomiar jest bardzo prosty. Po jednej stornie sprawdzianu mamy „całości”, po drugiej mamy „połówki” milimetrów. Wystarczy policzyć ile progów sprawdzianu umieściliśmy w kontrolowanym otworze i większa wartość będzie stanowić średnicę otworu. Sprawdzian jest wystarczający, żeby zweryfikować różnicę 0,5 do 1 mm, o której pisałem kilka zdań wcześniej.

Jeżeli jesteś zainteresowany zakupem omawianego sprawdzianu to zapraszam do współpracy.

Podsumowując, średnica dyszy wtryskowej w stosunku do tulei jest ważnym aspektem ustawiania procesu wtrysku. Tak, ustawiania procesu, ponieważ ma ona bezpośredni wpływ na późniejsze parametry, które programujemy na maszynach wtryskowych. Coraz bardziej skomplikowane detale wymagają precyzyjnego i bezbłędnego programowania wtrysku, a nowoczesne maszyny jeszcze nie są w stanie zweryfikować średnic za nas. Bądź świadomy podczas ustawiania procesu wtrysku.

Artykuł Średnica dyszy wtryskowej pochodzi z serwisu ASCONS.

Jeżeli jeszcze nie udało Ci się zapoznać z wcześniejszymi częściami, gdzie omawiałem budowę gorącego kanału i rozdzielacza to zachęcam do lektury Wpisy nie są długie, więc czas jaki poświęcisz na przeczytanie będzie bardzo krótki.

A więc na początek zapraszam do przeczytania http://nastawiacz.pl/gorace-kanaly-cz-1/. Potem we wpisie dotyczącym rozdzielaczy gorąco-kanałowych https://ascons.pl/budowa-goracych-kanalow-rozdzielacz/ zapoznam Cię z ich różnymi konstrukcjami.

Gorące kanały cz. 3 – zespół dyszy

Zespół dysz wtryskowych, które stanowią nieodłączny element grzanych kanałów musi być starannie osadzony w obudowie formy, aby zapewnić szczelność kompletnego układu gorąco-kanałowego. Pewnie spotkaliście się już z sytuacją, gdzie taki kanał uległ rozszczelnieniu. Koszty przywrócenia go do pełnej sprawności są bardzo duże i  zmniejszają zwrot z inwestycji doposażenia formy w taki układ. Dlatego szkolenie obsługi jest krytyczne, w celu minimalizowania błędów serwisowania grzanego kanału.

• Poszczególne elementy zespołu:

  1.  Trzon
  2. Grzałka końcowa
  3. Termopara
  4. Grzałka wielostrefowa
  5. Termopara
  6. Separator
  7. Izolator
  8. Pierścień centralny
  9. Pierścień osadczy
  10. Końcówka dyszy gorącego kanału
  11. Obudowa końcówki dyszy
  12. Śruby mocujące termoparę
  13. Śruba mocująca termoparę
  14. Śruba ustalająca pozycję grzałki
  15. Wielostrefowy system grzewczy
  16. Smukły zespół grzewczy

• Przykładowe konstrukcje zespołu dysz:

  • a) Dysza z jedną strefą grzewczą
  • b) Smukła dysza z jedną strefą grzewczą
  • c) Końcówka termiczna, dysza z dwiema strefami grzewczymi
  • d) Dysza dwustrefowa
  • e) Dysza z trzema strefami grzewczymi
  • f) Miejsce montażu w formie wtryskowej

Podsumowując, system grzanych kanałów wymaga specjalnej obsługi i wyjątkowej ostrożności podczas jego użytkowania. Dlatego znajomość budowy poszczególnych elementów zdecydowanie pomoże podczas pracy z nim. Mam nadzieję, że „Gorące kanały cz. 3 – zespół dyszy” przybliżyły Ci tą tematykę.

Dajcie znać z jakimi problemami się mierzycie podczas obsługi systemu gorąco-kanałowego. Na przykład co sprawia Wam największe trudności. Czekam na Wasze komentarze.

Artykuł Gorące kanały cz. 3 – zespół dyszy pochodzi z serwisu ASCONS.

Zachęcam również do przeczytania poprzednich wpisów dotyczących programowania zabezpieczenia formy dla Wittmann-Battenfeld EcoPower oraz Haitian Mars.

Zabezpieczenie formy dla maszyn BOY

1. Programowanie zabezpieczenia rozpoczynamy od wejścia na stronę ustawiania parametrów dotyczących zamykania formy.
2. Profil „p6” jest parametrem, od którego rozpoczynamy drogę zabezpieczenia formy. Jest to tzw. „bezpieczny skok formy” i z tego powodu profilu „p6” nie można wyłączyć.
3. W tym polu wprowadzamy czas zabezpieczenia formy. Czas jest liczony od momentu osiągnięcia przez formę drogi zabezpieczenia formy. Forma powinna się zamknąć w zadanym czasie. Jeżeli nie dojdzie do osiągnięcia zamknięcia, to maszyna wystawi alarm dotyczący zabezpieczenia formy lub wykona kolejne podejścia do zamknięcia, w zależności od ustawienia w punkcie nr 4.
4. Jeżeli proces zamykania formy wtryskowej nie zostanie ukończony w zadanym czasie, to w zależności od wpisanej liczby powtórzeń nastąpi zatrzymanie lub wykonanie kolejnych zamknięć.
5. Pole to wskazuje rzeczywisty czas zamknięcia formy.
6. W tym miejscu zobaczysz rzeczywistą ilość powtórzeń zamknięcia formy.
7. Parametr drogi, od którego powinna nastąpić kontrola narzędzia. Wartość zależy od rodzaju formy wtryskowej i konstrukcji wypraski.
8. Prędkość zamykania w obszarze rozpoczęcia ochrony formy powinna zapewnić płynność ruchu i nie powodować szarpnięć.
9. Bardzo ważne jest ustawienie siły, z jaką narzędzie będzie się poruszało w obszarze ochrony. Siła powinna być możliwie najniższa – zapewniająca płynny ruch.

Podsumowanie

Zachęcam Cię do zwracania uwagi na parametry dotyczące zabezpieczenia formy i ich nadzoru. Mam nadzieję, że tak jak ja, Ty też uznasz to za jeden z istotniejszych parametrów, jakie możemy zaprogramować na wtryskarkach.

Artykuł Zabezpieczenie formy dla maszyn BOY pochodzi z serwisu ASCONS.