Omawiając zagadnienie ciśnienia we wtryskarce musimy wspomnieć o różnicy pomiędzy ciśnieniem hydraulicznym a ciśnieniem specyficznym, które jest wyznaczane poprzez współczynnik intensyfikacji wtryskarki.

Współczynnik intensyfikacji maszyny

Jest to stosunek ciśnienia uplastycznionego tworzywa przed końcówką ślimaka, w porównaniu do ciśnienia oleju w tłoku wtryskowym wtryskarki.

Ciśnienia te różnią się znacznie. Ciśnienie wtrysku to ciśnienie wywierane bezpośrednio na tworzywo sztuczne przez tłok, co w konsekwencji powoduje przepływ materiału. Ciśnienie hydrauliczne to ciśnienie w bloku zaworowym zaraz za głównym przewodem zasilającym z pompy, które porusza tłokiem wtryskowym.

Współczynnik intensyfikacji wtryskarki jest stały dla danej maszyny a jego wartość możemy odczytać z dokumentacji technicznej. Mieści się on zwykle w przedziale od 7 do 15.

Możemy obliczyć ciśnienie specyficzne wykorzystując poniższy wzór oraz Rysunek 1.

Gdzie:
A_h – pole powierzchni tłoka wtryskowego
A_m – pole powierzchni w cylindrze wtryskowym
P_h – ciśnienie hydrauliczne
P_m – ciśnienie specyficzne

Ciśnienie wtrysku i jego straty w drodze do formy

Kiedy tworzywo przepływa przez dyszę wtryskową oraz tuleje wlewową w formie wtryskowej doświadcza strat ciśnienia z powodu oporów przepływu. Po wpłynięciu w obszar formowania, tworzywo napotyka chłodny stempel i matrycę, ochładza się zmniejszając efektywną średnicę przepływu, co z kolei powoduje dalsze spadki ciśnienia. Ten spadek ciśnienia ma bezpośredni wpływ na zmniejszenie prędkości wtrysku. Żeby łatwiej zrozumieć zależność ciśnienia wtrysku i prędkości posłużę się pewną analogią:

Jeżeli podróżujemy samochodem z ustawioną stałą prędkością na tempomacie po płaskiej nawierzchni to auto porusza się wykorzystując stały moment obrotowy. Co się jednak stanie, kiedy napotkamy wzniesienie? W celu utrzymania stałej prędkości jazdy, samochód napotykając wzniesienie – zwiększy moment obrotowy.

Taka sama zależność występuje w procesie wtryskiwania: żeby utrzymać zadaną prędkość wtryskiwania, maszyna wykorzystuje ciśnienie wtrysku, które ustawiamy na ekranie wtryskarki. Zwiększając prędkość będziemy potrzebować więcej ciśnienia, które maszyna będzie mogła wykorzystać.

Omówiony powyżej spadek ciśnienia bezpośrednio wpływa na efektywne ciśnienie występujące w gnieździe formującym. Analiza krzywej ciśnienia wtrysku z maszyny oraz krzywej ciśnienia z formy wtryskowej (jeżeli forma wyposażona została w czujniki ciśnienia) pozwoli nam lepiej zrozumieć omawiane spadki ciśnienia (Rysunek 2).

Ciśnienie ograniczające jako zabezpieczenie formy

Ciśnienie wtrysku to jeden z parametrów wyznaczania siły zwarcia formy wtryskowej. Jego niedoszacowanie jak i zawyżenie ma wpływ m.in. na jakość wypraski czy koszt formy wtryskowej.

Niekontrolowany wzrost ciśnienia przy niepoprawnie ustawionych parametrach procesu może spowodować wiele problemów z wypraską czy też formą wtryskową, np.:

• Uchylenie formy wtryskowej powodując wypływki na płaszczyźnie podziału.
• Zakleszczenie formy wtryskowej w wyniku jej odkształcenia.

Ustawiając odpowiednie wartości ciśnienia i uruchamiając jego kontrolę zabezpieczamy się przed niekontrolowanym wzrostem ciśnienia np. w wyniku zaczopowania jednej z przewężek.

Nowoczesne maszyny pozwalają nadzorować krzywą ciśnienia w całym przebiegu procesu. Dzięki temu możemy wyznaczyć odpowiednią tolerancję, kontrolować i ewentualnie przerwać proces, kiedy pojawi się anomalia. Takie zabezpieczenie jest dobrym rozwiązaniem przy wielu punktach wtrysku z wykorzystaniem wtrysku sekwencyjnego, kaskadowego czy też wypełniania form wielogniazdowych (Rysunek 3).

Zasady programowania ciśnienia wtrysku

1. Maksymalne ciśnienie wtrysku staraj się utrzymać poniżej 80% maksymalnego dostępnego ciśnienia wtryskarki.
2. Dla zapewnienia odpowiedniego wypełnienia gniazda formującego bez wpływu na prędkość wtryskiwania ustaw ciśnienie ograniczające o 10% większe niż maksymalne ciśnienie w punkcie przełączenia.
3. Stosując wtrysk sekwencyjny, gdzie ciśnienia wtrysku mogą wykazywać piki na drodze wypełniania stosuj profilowanie ciśnienia ograniczającego.
4. Unikaj nagłego przejścia ciśnienia pomiędzy kolejnymi profilami wtrysku w celu zachowania zasady możliwie stałej prędkości przepływu uplastycznionego stopu.

Podsumowanie

Ustawiając parametry procesu zadbaj o odpowiednie ograniczenie ciśnienia wtrysku i wykorzystaj możliwości jakie dają nowoczesne wtryskarki – programuj obwiednie krzywej ciśnienia. Tak ustawiony i zabezpieczony proces z pewnością pozwoli uniknąć wielu problemom związanym z jakością części i sprawnością formy wtryskowej.

Artykuł Ciśnienie wtrysku pochodzi z serwisu ASCONS.

Tarcie, które powstaje w wyniku obracania się ślimaka, zapewnia dodatkowe źródło ciepła od wewnętrznej strony cylindra. Wysokie obroty ślimaka generują duże ścinanie i pomagają w uplastycznieniu tworzywa. Weryfikacja wpływu temperatury tarcia na stop tworzywa powinna odbyć się po kilkunastu minutach pracy maszyny w trybie automatycznym. Więcej o pomiarze temperatury dowiesz się z artykułu temperatury układu plastyfikacji do którego serdecznie odsyłam.

Wpływ prędkości dozowania na tworzywo i jego dodatki

Stosowanie niskich prędkości dozowania zmniejsza ryzyko uszkodzenia tworzywa, stosowanych barwników czy wypełniaczy długowłóknistych i środków zmniejszających palność. Podczas przetwarzania materiałów wzmocnionych włóknem szklanym, przy zbyt dużych prędkościach dozowania, może dochodzić do ich skracania. Będzie to miało wpływ na badania wytrzymałościowe, którym są poddawane wtryśnięte części. Dodatki zmniejszające palność tworzyw sztucznych mogą ulegać degradacji jeżeli prędkość dozowania będzie zbyt szybka. Może to wpłynąć na zmniejszenie ich udziału w stopie oraz na klasę palności.

Ustawianie prędkości dozowania

Prędkości obrotowe ślimaka są często ustawiane w taki sposób, żeby czas dozowania był krótszy niż czas chłodzenia. Jeżeli czas dozowania będzie dłuższy od czasu chłodzenia maszyna wstrzyma otwarcie formy do momentu jego zakończenia. Niestety wpłynie to na czas cyklu produkcyjnego. W praktyce przyjmuje się zasadę, że czas dozowania powinien zakończyć się na około 2 sekundy przed zakończeniem czasu chłodzenia. Wyjątkiem od powyższej reguły jest doposażenie maszyny w dodatkowy układ hydrauliczny lub silnik elektryczny, obsługujący w sposób niezależny proces dozowania. Dzięki temu możemy kontynuować proces uplastyczniania w czasie, gdy forma wtryskowa się otwiera i wyformowuje wypraskę.

Należy pamiętać, że w przypadku dozowania przy otwartej formie, ciśnienie uplastyczniania może powodować wypływanie tworzywa z punktów wtrysku. Problem ten może się pojawić w przypadku układów zimno kanałowych, gdzie tworzywo będzie wpływać do kanałów. W formach z gorącymi kanałami może wystąpić kroplenie układu gorąco kanałowego. Powyższe problemy mogą doprowadzić do powstania oporów podczas wtrysku, które w konsekwencji znacząco utrudnią lub nawet uniemożliwią wtrysk tworzywa do formy. W takim przypadku musisz wyposażyć układ gorąco kanałowy w dysze zamykane lub doposażyć jednostkę plastyfikacji w układ zamykanej dyszy wtryskowej (Rysunek 1).

Częstą praktyką przy długich czasach chłodzenia jest stosowanie opóźnienia dozowania, w celu obniżenia ryzyka przegrzania i degradacji stopu.

Istnieją ogólne wytyczne prędkości obwodowych dozowania dla poszczególnych typów tworzywa (Tabela 1). Musisz zwrócić uwagę na fakt, że ogólne wytyczne nie uwzględniają dodatków do tworzyw, które mogą ulegać uszkodzeniu podczas zwiększonych prędkości dozowania. Najlepszym źródłem dotyczącym dopuszczalnych prędkości jest karta techniczna przetwarzanego materiału lub bezpośredni kontakt z dostawcą w przypadku braku takiej informacji we wspomnianej karcie.

Prędkość obrotowa ślimaka (RPM) jest uzależniona od średnicy ślimaka. Niektóre maszyny starszego typu nie mają możliwości programowania prędkości obwodowej. W takim przypadku można posłużyć się wykresem do ustalenia prędkości obrotowej w zależności od średnicy ślimaka i oczekiwanej prędkości obwodowej (Rysunek 2).

Profilowanie prędkości dozowania

Profilowanie prędkości dozowania możesz stosować przy długich drogach pobierania tworzywa. Na przykład mniejsza prędkość przy rozpoczynaniu dozowania zmniejsza moment generowany przez układ napędowy na ślimaku. Ponadto dobrą praktyką jest zmniejszenie prędkości przed osiągnięciem drogi dozowania. Dzięki czemu osiągniemy zdecydowanie lepszą dokładność plastyfikacji (Rysunek 3).

Podsumowanie

Prędkość dozowania stanowi kluczowy element przy programowaniu wtryskarki. W rezultacie wartości dostosowane do wymogów przetwarzanego tworzywa zapewnią świadomą produkcję z nastawieniem na jakość wyrobu.

Artykuł „Prędkość dozowania” znajdziecie w czasopiśmie PlastNews w ramach cyklu „Ustawianie parametrów procesu wtrysku tworzyw sztucznych”. Ponadto poniżej, jak już zawsze czynię, zamieszczam link do pobrania wersji .pdf

POBIERZ PDF: Prędkość dozowania

Artykuł Prędkość dozowania pochodzi z serwisu ASCONS.

Analiza niedolewu – wtryskarka

Ze względu na omawiany obszar jaki poddaliśmy analizie, za możliwe przyczyny powstawania niedolewu możemy uznać (Rysunek 1):

1. Nieszczelny zawór zwrotny.
2. Niepoprawna dysza wtryskowa.
3. Uszkodzony lub zużyty cylinder wtryskowy.
4. Wydajność maszyny.
5. Wyciek z dyszy.

Artykuł Analiza niedolewu – wtryskarka pochodzi z serwisu ASCONS.

Analiza niedolewu – forma wtryskowa

Dokonując analizy przyczyn występowania niedolewu w obszarze formy wtryskowej skupimy się przede wszystkim na (Rysunek 1):

1. Brak lub niedrożne odpowietrzenie.
2. Niezbalansowany układ wlewowy.
3. Niedrożna przewężka lub dysza gorącego kanału.
4. Zalegające tworzywo w formie.
5. Problemy z temperaturą na gorących kanałach.
6. Nieszczelność w układzie gorącego kanału.
7. Za mała grubość ścianki.

Artykuł Analiza niedolewu – forma pochodzi z serwisu ASCONS.

Opis wady

Niedolew to część, która nie została całkowicie wypełniona tworzywem. Jest to zjawisko, w którym płynne tworzywo nie wypełnia całkowicie gniazda formującego. Taki niedolew najczęściej występuje na końcu drogi płynięcia, ale może powstać również na żebrach oraz na początku wtrysku. Krawędź w miejscu zakończenia płynięcia frontu tworzywa jest najczęściej zaokrąglona. Zaokrąglenie krawędzi wynika z przepływu laminarnego tworzywa w gnieździe formującym. Spójrz na Rysunek 1 – przedstawia on wypraskę z dolanymi obszarami oraz tą samą wypraskę z występującymi niedolewami. Niedolew w wypraskach może stanowić realne ryzyko utraty funkcjonalności części. Taka utrata funkcjonalności np. montażu lub zgrzania stanowi błąd krytyczny dla producenta i uniemożliwia wykorzystanie części przez klienta. Dlatego analiza niedolewu jest istotnym czynnikiem do permanentnego rozwiązania problemu.

Analiza niedolewu – parametry procesu

W celu zbadania możliwych przyczyn musimy sobie wyznaczyć potencjalne źródła problemu. W tej części poradnika skupimy się na parametrach procesu. Kolejne części poświęcę pozostałym źródłom. Poddam wtedy analizie formę, maszynę i tworzywo – Rysunek 2.

Potencjalne przyczyny występowania niedolewu związane z procesem wtrysku to:

1. Zbyt małe wypełnienie.
2. Osiągnięte ciśnienie ograniczające.
3. Zbyt mała prędkość wtrysku.
4. Za małe ciśnienie docisku.
5. Brak poduszki resztkowej.
6. Brak przeciwciśnienia.
7. Zbyt niska temperatura stopu.
8. Zbyt niska temperatura formy.

Ad. 1 – Zbyt małe wypełnienie

Zaleca się, żeby wypraska została wypełniona wtryskiem do 95-98% objętości. Jeżeli nie zastosujesz się do tej zasady to możesz mieć problem z powstawaniem niedolewu. Docisk nie zawsze jest w stanie uzupełnić tworzywem gniazdo formujące tym bardziej, jeżeli wypraska posiada cienkie żebra lub inne pocienienia. Jeżeli została zarejestrowana masa części bez docisku i umieszczona w dokumentacji procesowej to porównaj ją z aktualną wartością masy wypraski bez docisku. Jeżeli ciężar jest zbyt lekki, zbadaj potencjalne przyczyny, które mogą obejmować:

• Wielkość dozy jest zbyt mała.
• Punkt przełączenia został ustawiony zbyt wysoko.
• Występuje wyciek z dyszy.
• Zawór zwrotny jednostki plastyfikacji jest nieszczelny.
• Rozszczelnił się układ gorąco-kanałowy.
• Osiągnięty został czas ograniczający wtryskiwania.

Podczas ustalania wielkości dozy, ważne jest, żeby być pewnym, że tworzywo nie trafia w miejsce gdzie go nie powinno być. Istnieją przypadki, w których pracownik próbujący wyeliminować niedolew zwiększa drogę dozowania nie wiedząc, że materiał ten trafia do układu gorąco-kanałowego w wyniku jego rozszczelnienia, co powoduje jeszcze większe zalanie. Jeżeli nie zorientujemy się, po pierwszym lub drugim wtrysku może dojść do wycieku tworzywa z kanału kablowego od grzałek gorącego kanału. Jeżeli dysponujesz wiedzą na temat masy wypraski bez docisku z poprawnego procesu to porównaj ją z aktualną masą wypraski bez docisku. Dzięki temu będziesz w stanie zweryfikować czy stopień wypełnienia gniazda, czy nawet prędkość wtrysku nie uległy zmianom. Ma to kluczowe znaczenie dla zapewnienia powtarzalnego napełnienia formy wtryskowej.

Ad. 2 – Osiągnięte ciśnienie ograniczające

Wtryskarki umożliwiają ustawienie ograniczającego ciśnienia ograniczającego w celu ochrony formy przed ewentualnym przelaniem. Ciśnienie ograniczające powinniśmy ustawiać około 10% wyższe, niż ciśnienie wymagane do wtrysku akceptowalnej jakościowo części. Jeżeli ciśnienie ustawisz poniżej wymaganego do wtrysku, to zmniejszysz prędkość wtrysku powodując ryzyko wystąpienia niedolewu. Jeżeli ciśnienie ograniczające jest osiągane, może to być wynikiem:

• Zdolności maszyny. Maszyna może nie mieć wystarczającego ciśnienia.
• Zbyt nisko ustawionego ciśnienia ograniczającego. Upewnij się, że jest ustawione około 10% wyżej, niż wymagane do utrzymania zadanej prędkości wtrysku. Powyższa tolerancja zabezpieczy Twój proces wtrysku w przypadku zmian lepkości.
• Wtrącenia, które zmniejszy przekrój przepływu tworzywa. Dysza wtryskowa lub układ gorąco-kanałowy jest podatny na zatkanie jeżeli dostanie się tam np. kawałek metalu lub innego, stałego zanieczyszczenia. W przypadku stosowania filtrów w dyszach wtryskowych musisz być świadomy, że powodują one wzrost ciśnienia. Zanieczyszczenia, które będzie filtr wyłapywał będą to ciśnienie podwyższać.
• Niskiej temperatury dyszy lub gorącego kanału. W tym przypadku zwiększysz opory przepływu.
• Spadku ciśnienia na dyszy. Różnica średnicy tulei wtryskowej w odniesieniu do dyszy wtryskowej na maszynie nie powinna być zbyt duża, gdyż będzie to miało wpływ na spadek ciśnienia. Więcej na ten temat przeczytasz we wpisie dotyczącym średnicy dyszy wtryskowej.

Jeżeli proces wtrysku będzie ograniczony ciśnieniem, to prędkość wtrysku będzie się zmniejszała. Dla lepszego zrozumienia tego procesu zwróć uwagę na Rysunek 3, który przedstawia proces z prawidłowo ustawionym ciśnieniem ograniczającym oraz proces z ciśnieniem ograniczającym ustawionym zbyt nisko. Prędkość wtrysku jest w tym przypadku zmniejszana przez ograniczenie ciśnienia co może być powodem powstawania niedolewów.

Weryfikację przyczyny spadku ciśnienia możesz wykonać za pomocą częściowego wypełniania gniazda i rejestrowaniu przy tym maksymalnych ciśnień dla różnych faz wypełniania. W ten sposób ustalisz obszar, w którym spadek jest największy i będziesz w stanie podjąć dalsze kroki.

Ad. 3 – Zbyt mała prędkość wtrysku

Jeżeli prędkość wtrysku zaprogramujesz zbyt wolno, to nie wypełnisz całkowicie gniazda formującego. Szybki wtrysk jest w większości przypadków pożądany, ponieważ szybkie prędkości wypełniania pomagają utrzymać stałą lepkość tworzywa i ograniczają spadki ciśnienia na drodze wypełniania.

Porównaj czas wtrysku z dokumentacji procesowej z aktualnym czasem wypełniania. Jeżeli aktualny czas wtrysku jest dłuższy, zweryfikuj czy zaprogramowana prędkość jest prawidłowa i ewentualnie dokonaj jej zwiększenia. Zwróć przy tym uwagę, czy maszyna osiąga zadane prędkości. Do tego celu możesz użyć wykresów rejestrujących rzeczywistą prędkość wtryskiwania w maszynie i porównać ją z parametrami zadanymi, co możesz zaobserwować na Rysunek 4. Jeżeli maszyna nie realizuje zadanych prędkości zgłoś to swojemu działowi utrzymania ruchu lub bezpośrednio do działu serwisowego producenta/dostawcy wtryskarki. Czas wtrysku i masa wypraski bez docisku są ważnymi miarami, które powinieneś umieszczać w dokumentacji procesowej. Wartości zadane, które programujemy na maszynie nie powinny stanowić podstawy do oceny procesu wtrysku, ponieważ niektóre maszyny używają procentowej wartości prędkości wtrysku, co nie będzie miarodajne. Zawsze polegaj na masie wypraski i czasie wtryskiwania.

Kolejnym miejscem występowania niedolewów mogą być żebra w pobliżu punktu wtrysku. W wyniku dużej prędkości wtryskiwania, czoło płynącego stopu przepływa po najmniejszej linii oporu, a żebro może zostać dolane dopiero po osiągnięciu podwyższonego ciśnienia w gnieździe formującym. To stanowi duże ryzyko powstawania omawianej wady, przede wszystkim dla żeber umieszczonych poprzecznie do kierunku przepływu tworzywa. W takich przypadkach zmniejszenie prędkości wypełniania może pozytywnie wpłynąć na eliminację niedolewu. Należy przy tym dokonać kontroli, czy żebro jest prawidłowo odpowietrzane.

Ad. 4 – Za małe ciśnienie docisku

Jeżeli ustawisz ciśnienie docisku zbyt małe, to możesz doprowadzić do powstania niedolewu. Po wypełnieniu gniazda formującego do 95-98% objętości powinniśmy przejść ze sterowania prędkością na sterowanie ciśnieniem w wyniku działania docisku. Pod wpływem docisku, gniazdo formujące uzupełni pozostałe 2-5% objętości oraz straty skurczowe w wyprasce. Cienkie żebra i podobne wrażliwe na wadę miejsca na wyprasce wymagają wystarczająco dużego ciśnienia, żeby wcisnąć tworzywo w zagłębienia w formie. Jeżeli ciśnienie docisku będzie za małe powstanie niedolew.

Ad. 5 – Brak poduszki resztkowej

Poduszka resztkowa będąca parametrem wynikowym to bufor pomiędzy głowicą wtryskarki, a końcówką ślimaka. Bufor ten stanowi pewną ilość tworzywa, która pozostaje przed końcówką ślimaka po zakończeniu trwania procesu docisku. Zadaniem poduszki resztkowej jest przeniesienie ciśnienia stopu do gniazda formującego, celem uzupełnienia strat skurczowych powstających w wyprasce. Jeśli poduszka resztkowa osiąga zero, oznacza to, że doza jest zbyt mała lub nastąpił wyciek materiału. Ewentualnym źródłem wycieku/przecieku może być:

• Zawór zwrotny ślimaka.
• Dysza zamykana na maszynie.
• Miejsce styku tulei z dyszą wtryskową.
• Wyciek z układu gorąco-kanałowego.
• Wyciek z podziału formy.

Dokonaj weryfikacji powyższych punktów celem ustalenia źródła problemu.

Jeżeli na maszynie nie pozostaje poduszka resztkowa i nie ma wycieku tworzywa, to należy ponownie ustalić drogę dozowania i punkt przełączenia na docisk. Bardzo dobrą praktyką jest nadzorowanie wielkości poduszki resztkowej poprzez dostępne na maszynie opcje. Monitorowanie wartości poduszki pozwala zatrzymać produkcję w przypadku przekroczenia zastosowanych tolerancji.

Ad. 6 – Brak przeciwciśnienia

Problem z przeciwciśnieniem może się rozpocząć podczas przetryskiwania agregatu. Często w wyniku powstającego ciśnienia w układzie plastyfikacji następuje wyciek materiału z dyszy wtryskowej podczas dozowania. W takim przypadku technik redukuje przeciwciśnienie w celu zadozowania tworzywa, co może skutkować powstawaniem niedolewów w wyniku zmniejszenia gęstości stopu. Podczas ponownego rozruchu należy przywrócić wartości do poprawnych.

Ad. 7 – Zbyt niska temperatura stopu

Niska temperatura stopu zwiększa lepkość tworzywa, co powoduje, że materiał płynie gorzej. Tworzywo o wysokiej gęstości nie będzie w stanie wypełnić niektórych miejsc wypraski i będzie powodowało spadek ciśnienia na drodze wypełniania doprowadzając do powstania niedolewu. Dokonaj kontroli temperatury stopu za pomocą odpowiedniego czujnika i porównaj z dokumentacją procesową i kartą techniczną tworzywa. Zwiększenie temperatury formy to często stosowany zabieg w celu poprawy wypełnienia formy. Zwiększenie tej temperatury może wymuszać wydłużenie czasu chłodzenia lub doprowadzić do degradacji materiału.

Ad. 8 – Zbyt niska temperatura formy

Prawdopodobnie zastanawiasz się dlaczego mówimy w tej części o formie. Już wyjaśniam, ponieważ temperatura formy to parametr procesowy.

Niskie temperatury formy mogą wpływać na skuteczność wypełnienia gniazda formującego tworzywem. Niska temperatura formy skutecznie odbiera ciepło z płynnego materiału powodując zwiększenie zakrzepniętej warstwy tworzywa, co ogranicza przepływ w formie. Forma w wyniku przepływu gorącego stopu podnosi swoją temperaturę. Jeżeli wypraska posiada trudne do wypełnienia obszary to początkowe wtryski mogą posiadać wady w postaci niedolewu wynikające z niskiej temperatury powierzchni narzędzia. Dobrą praktyką jest zarejestrowanie temperatury powierzchni formującej i wypraski podczas wyformowania z zastosowaniem ręcznej termopary i kamery termowizyjnej oraz umieszczenie tych danych w dokumentacji procesowej. Nastawy na regulatorach temperatury nie wskazują rzeczywistej temperatury pracy formy. Temperatury te cechują wahania, które wynikają z odbioru ciepła ze stopu i oddawania go do układu chłodzenia formy wtryskowej (Rysunek 5).

Podsumowując

Przede wszystkim dziękuję Ci za wytrwanie do końca tego wpisu Mam nadzieję, że opisana przeze mnie analiza niedolewu związana z parametrami procesu pozwoli Ci uniknąć tej wady. Jak widzisz, jest to jedynie część przyczyn. Proces wtrysku jest bardzo skomplikowanym etapem produkcji, zależnym od wielu czynników. Jako ustawiacze maszyn wtryskowych musimy mieć świadomość w jaki sposób możemy się przyczynić do wystąpienia wady. Dzięki temu będziemy w stanie ograniczyć brakowość na hali i tym samym zabezpieczyć klienta przed wadliwymi sztukami, a naszą firmę przed reklamacją. Dlaczego to jest tak ważne? Ponieważ w ten sposób zabezpieczasz sam siebie przed zakupem wadliwego wyrobu

Artykuł Analiza niedolewu – parametry pochodzi z serwisu ASCONS.

Zanim jednak omówimy sobie jak wykorzystać podprogramy pisząc program przebiegu dla robota Wittmann powiem kilka słów na temat programowania strukturalnego.

Dawno temu kiedy powstawały pierwsze programy nikt nie zwracał uwagi na jego czytelność. Dlaczego? Bo programy były bardzo krótkie, mieściły się na jednej kartce A4. Pisano je wtedy przy wykorzystaniu tzw. „spaghetti code”. Aktualnie wraz z rozwojem programowania, kod jest coraz dłuższy, a jego interpretacja coraz trudniejsza. Programowanie strukturalne to była pierwsza próba nadania struktury programom, tak, żeby stały się one czytelne m.in. dzięki zastosowaniu podziału na funkcje, bloki i podprogramy.

Czy warto stosować komentarze w programowaniu?

Wykorzystując podprogramy podczas pisania kodu dla robotów Wittmann czynisz program czytelnym i w przyszłości będziesz go mógł łatwiej rozbudować. Jest jeszcze jedna istotna rzecz, o której musisz pamiętać – komentarze. Tak, są one bardzo istotne w każdym programie przebiegu. Dzięki nim jeszcze lepiej jest zrozumieć sposób działania danego programu. Możesz je pisać jako oddzielne wiersze w swoim programie lub możesz zastosować programowanie samo komentujące się Co to oznacza? Już wyjaśniam. Programowanie samo komentujące się to nic innego jak logiczne i łatwe w interpretacji nadawanie nazw wierszom, blokom, podprogramom lub zmiennym, które od razu będą opisywać funkcję jaką pełnią. Tyle i aż tyle Może przytoczę przykład, żebyśmy wiedzieli co mam na myśli. Załóżmy, że w naszym programie używamy zmiennej do oznaczenia sztuki wadliwej. Jeżeli użyjesz zmiennej podczas programowania to będzie ona miała domyślną nazwę:

• „variable 001”

Już pewnie się domyślasz, że po napotkaniu takiej zmiennej w programie nie będzie łatwo zrozumieć za co ona odpowiada. A teraz nadajmy tej samej zmiennej nazwę:

• „część wadliwa”

Jeżeli spotkasz tak nazwaną zmienną w programie to jej interpretacja będzie zdecydowanie łatwiejsza. I wcale nie użyliśmy tu dodatkowego komentarza w programie.

Jak widzisz jest to ważny czynnik, który nada Twojemu programowi lekkości i czytelności i na tym nam powinno zależeć.

Podprogramy Wittmann CALL – SUBR – RET

Program przebiegu w robotach austriackiego producenta wykonywany jest zasadniczo wiersz po wierszu począwszy od wiersza 0001, z zachowaniem rosnącej kolejności. Jeżeli jednak chcesz reagować na różne zdarzenia podczas pracy jesteś zmuszony do zmiany tej kolejności.

Przy pomocy poleceń Call – Subr – Ret, które masz dostępne w menu, możesz utworzyć strukturę programu przebiegu opartą na podprogramach i wywoływać te podprogramy warunkowo lub bezwarunkowo.

Wywoływania podprogramów pozwalają rozgałęzić program na szereg różnych instrukcji. Jeżeli robot wykona dany podprogram, wraca ponownie do wiersza, który znajduje się po powyższym wywołaniu. Dzięki temu masz możliwość wielokrotnego wywoływania danej instrukcji, która może być zaprogramowana tylko jeden raz. To stanowi duże uproszczenie i pozwala łatwiej czytać program.

Podczas programowania programu przebiegu mamy dostępne trzy podstawowe polecenia:

1. Polecenie CALL – za pomocą polecenia „CALL nazwa” wywołujesz podprogram „nazwa”. Robot po powyższym poleceniu rozpoczyna wykonywanie poleceń w podprogramie.
2. Polecenie SUBR (SUBROUTINE) – przez polecenie „SUBR nazwa” definiujesz początek podprogramu.
3. Polecenie RETURN – jeżeli chcesz zakończyć podprogram to musisz skorzystać z komendy RET, która przenosi Cię ponownie do programu głównego do wiersza znajdującego się po poleceniu CALL.

Teraz zwróć uwagę na „Rysunek 1”. Tu właśnie widzisz przykład programowania strukturalnego.

Cała logika naszego programu zawiera się w pierwszych pięciu wierszach.

• CALL INIT to podprogram, który będzie wykonany raz, podczas uruchomienia robota.
• START: to tzw. etykieta do której będziemy zawsze wracać po zakończeniu programu.
• CALL REMOVAL to podprogram, który będzie odpowiadał za pobranie wypraski z formy wtryskowej.
• CALL PLACE to instrukcje odłożenia wypraski na taśmociąg.
• JMP START powoduje skok do etykiety START, którą wyżej opisałem.

Podprogramy – wytyczne

Teraz przedstawię ci kilka wytycznych, których powinieneś przestrzegać podczas pisania programu aby zagwarantować możliwość ich realizowania:

• Podprogramy muszą być zakończone poleceniem RET.
• Nie opuszczaj podprogramu przy wykorzystaniu polecenia JUMP, (jeżeli „wyskakiwanie” z podprogramu będzie występowało okazyjnie to nie będzie problemu, ale jeżeli w każdym przebiegu będzie następowało takie wyjście to możesz spodziewać się cyklicznego błędu o zbyt częstej liczbie opuszczenia podprogramu przy pomocy funkcji JUMP).
• Podprogram standardowy (Routine) nigdy nie może być wykonywany bez wywołania poleceniem CALL.

Poniżej możesz zapoznać się z przykładowym programem który napisałem dla formy typu tandem. Programowanie strukturalne pomaga mi przy późniejszej korekcie programu oraz zmniejsza jego wielkość ułatwiając analizę i zrozumienie.

Zdecydowanie zachęcam Cię do pisania programów przebiegu dla robotów w przedstawiony przeze mnie sposób. W przeciwieństwie do „spaghetti code” możemy wielokrotnie wracać do danego podprogramu.

Przy kolejnych formach czy też nowych projektach będzie Ci łatwiej wykorzystać pewne bloki co istotnie przyspieszy uruchomienie produkcji.

Zachęcam Cię także do zapoznania się z wpisami na temat skoków i instrukcji warunkowych oraz EUROMAP 67, gdzie uzyskasz dodatkowe informacje w tematyce programowania robotów.

A jeżeli chcesz przeszkolić siebie, swoich pracowników lub współpracowników to zapoznaj się z moją ofertą dotyczącą programowania robotów Wittmann. Podczas takiego kursu nauczysz się wykorzystywać podprogramy i dużo więcej  

Na zakończenie chciałbym raz jeszcze przypomnieć jak ważne jest wykorzystanie podprogramów w kodzie. Formy wtryskowe, które uruchamiasz na wtryskarce są coraz bardziej złożone. Niewątpliwe wymusza to na Tobie pisanie jeszcze bardziej złożonych programów odbioru.

Artykuł Podprogramy Wittmann 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.

Najtańszym i najczęściej stosowanym sposobem mocowania form wtryskowych na maszynach jest mocowanie przy pomocy różnego rodzaju łap dociskowych.

Tym wpisem chciałbym się z Wami podzielić moimi spostrzeżeniami w kwestii mocowania form. Postaram się także opisać zalecenia, a w niektórych przypadkach wręcz wymagania odnośnie montażu formy. Liczę na Wasze komentarze i ewentualne uwagi.

Pracownik zmieniający narzędzia na wtryskarce musi mieć świadomość, że jego praca polegająca na mocowaniu formy wtryskowej ma wpływ na bezpieczeństwo swoje i współpracowników, a także form, maszyn i peryferii.

Najczęściej popełniane błędy w mocowaniu form wtryskowych i zalecenia

Rodzaje gwintów

Na halach produkcyjnych możemy spotkać maszyny kupione z różnych stron świata i tym samym z różnymi typami gwintów w stołach mocujących. Dobrą praktyką będzie wprowadzenie przez Was standardu określającego jaki typ gwintu ma być wykonany w maszynach, które będziecie kupować.

Próba wkręcenia śruby z gwintem metrycznym do otworu z gwintem innego typu skończy się jego uszkodzeniem. Jeżeli macie na hali maszynę, która posiada inny typ gwintu to warto zastosować oznaczenie jasno określające inny typ.

Długość śruby

Bardzo ważne jest, żebyście zwrócili uwagę na długość śruby, którą musicie wkręcić na co najmniej 1.5 D (D – średnica gwintu) w stół maszyny (Rysunek 1). Z drugiej strony – za długa śruba może dojść do końca otworu gwintowanego i uniemożliwić prawidłowe zamocowanie formy. Siłowe dokręcanie śruby, która osiągnęła już maksymalną głębokość w otworze będzie powodowało naprężenia uszkadzające gwint o czym możecie przeczytać w tym artykule.

Moment dokręcania

W przypadku zbyt małego naprężenia wstępnego złącze śrubowe mogłoby drgać lub poluzować się. W przypadku zbyt dużego naprężenia wstępnego istnieje niebezpieczeństwo, że złącze śrubowe pęknie. Optymalne naprężenie wstępne osiąga się za pomocą właściwego momentu dokręcenia. Zachęcam do zapoznania się z wpisem https://www.ascons.pl/uszkodzenia-gwintow-w-stolach-wtryskarek/. W szczegółach omówiłem tu granicę wytrzymałości, granicę plastyczności oraz zamieściłem tabelę z maksymalnymi momentami dokręcania. Kolejny warty uwagi wpis to https://www.ascons.pl/klucz-dynamometryczny-moment-dokrecania/, gdzie opisałem w jaki sposób prawidłowo obsługiwać klucz dynamometryczny.

Jeżeli podczas montażu formy wtryskowej nie stosujesz smarowania śrub bądź nakrętek, to siła naprężenia znacząco spada i dochodzi do szybszego zużycia elementów gwintowanych. Większość momentu dokręcającego przy dokręcaniu bez użycia specjalnego smaru jest wykorzystywana do pokonania tarcia. Jeżeli użyjecie smaru (np. na bazie dwusiarczku molibdenu) zmniejszycie tarcie i przy tym samym momencie obrotowym wytworzycie większe napięcie wstępne (Rysunek 2).

Podkładki pod śrubę, nakrętkę

Twardość

Powinniśmy używać podkładek ulepszanych cieplnie. Stosowanie miękkich podkładek (Rysunek 3) powoduje ich odkształcenie i uszkodzenie. W razie uszkodzenia istnieje ryzyko, że łeb śruby lub nakrętka „przebije” się przez podkładkę i poluzuje mocowanie.

Rodzaj

Jeżeli używamy różnego rodzaju łap dociskowych musimy zwracać uwagę czy stosowane przez nas podkładki są odpowiednie do rodzaju łapy. Na poniższych zdjęciach możecie zobaczyć (Rysunek 4, 5), że użyto płaskiej podkładki, która nie jest dedykowana do tego rodzaju mocowania. Kontakt łba śruby z podkładką jest tylko z jednej strony, z drugiej powstaje szczelina, co powoduje deformacje na śrubie i ryzyko poluzowania. Stosowanie nakrętek zamiast podkładki również jest zabronione. W tym przypadku trzeba dostosować długość śruby i usunąć nakrętkę.

Ilość

Długość śruby trzeba dopasować do typu łapy i płyty mocującej w formie wtryskowej w taki sposób, żeby minimalna głębokość wkręcenia wynosiła
1,5 średnicy gwintu, a maksymalna długość nie stanowiła ryzyka wkręcenia jej do końca otworu gwintowanego. Nie dostosowujcie tej długości w taki sposób jak przedstawia poniższe zdjęcie (Rysunek 6). W tym przypadku zastosowane podkładki mają również nieodpowiednią twardość.

Pozycja łapy

Śruba, którą dokręcamy łapę powinna być umieszczona możliwie blisko formy wtryskowej. Siła, którą będziemy dokręcać będzie efektywnie oddziaływać na formę, a nie na podporę, co da pewne zamocowanie narzędzia. Im dalej umieścisz śrubę od formy wtryskowej tym będzie większe ryzyko wysunięcia się narzędzia lub luzowania połączenia podczas pracy maszyny. Jeżeli nie spełniasz wymogów pokazanych poniżej (Rysunek 7) to powinieneś zmienić miejsce mocowania łapy.

Podsumowanie

Ilość zagadnień jaką można poruszyć w kwestii mocowania form wtryskowych na wtryskarkach jest bardzo duża. Błędy popełniane na halach produkcyjnych wynikają najczęściej z niewiedzy osób wykonujących przezbrojenie, dlatego tak ważna jest dyskusja i edukacja w tym temacie. Powyższe uwagi dotyczące błędów i ewentualnych zaleceń powinniście wziąć sobie do serca. Ryzyko jakie występuje na stanowisku odpowiedzialnym za przezbrojenia jest duże, a pewne zamocowanie formy wtryskowej skutecznie je minimalizuje.

Myślę, że Was nie zaskoczę jak stwierdzę, że temat mocowania nie został przeze mnie wyczerpany. Jest z pewnością jeszcze wiele aspektów, które powinniśmy poruszyć dlatego zapraszam Was do dyskusji w tym temacie. Jeżeli chcecie się podzielić Waszymi spostrzeżeniami dotyczącymi mocowania to będzie mi bardzo miło Tymczasem, życzę przyczepności do obu połówek maszyny

Artykuł Mocowanie form wtryskowych na wtryskarkach pochodzi z serwisu ASCONS.

Gorące kanały, a dokładnie kształt rozdzielaczy

oraz jego konstrukcja dobierana jest pod konkretną aplikację, zgodnie ze specyfiką kształtu i podziału formy, dlatego musi być starannie przeanalizowana. Naturalne zbalansowanie przepływu płynnego materiału jest aktualnie podstawową cechą konstrukcji tych bloków.

Istnieje wiele różnych systemów, konstrukcji omawianych rozdzielaczy. Rysunek 1 przedstawia tylko ułamek z dostępnych możliwych kształtów.

Do rozdzielacza gorącego kanału mocuje są dysze wtryskowe prowadzące tworzywo do gniazda formującego, co stanowi swego rodzaju kanał dystrybucji. Od drugiej strony montuje się tuleje wtryskową, która doprowadza materiał do rozdzielacza, bezpośrednio z agregatu wtryskowego.

Rysunek 2 przedstawia przykładową budowę rozdzielacza.

1. Blok kolektora rozdzielającego
2. Grzałka rurowa. Ten typ grzałki jest najczęściej wprasowywany w blok kolektora.
3. Termopara, której zadaniem jest odczyt aktualnej temperatury na rozdzielaczu.
4. Dolny wspornik.
5. Śruba mocująca wspornik.
6. Centralny wspornik.
7. Śruba mocująca centralny wspornik.
8. Górny wspornik.
9. Śruba mocująca górny wspornik.
10. Kołek ustalający.
11. Miejsce do uziemienia GK.
12. Śruba mocująca termoparę.

Rozdzielacz jest podstawowym elementem w budowie gorących kanałów. Ponieważ montaż w formie bardzo często stanowi nie lada wyzwanie dla operatora serwisującego formę z tego typu układem, ważnym aspektem jest poziomowanie i prawidłowy montaż, dlatego zachęcam do edukacji w obsłudze systemów gorąco kanałowych. Przede wszystkim ułatwi to pracę i pozwoli uniknąć niepotrzebnych kosztów. Na koniec zachęcam do zapoznania się z artykułem, gdzie omówiłem pasowanie pomiędzy tuleją wtryskową i dyszą.

Artykuł Gorące kanały cz.2 – rozdzielacz 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.