Rysunek 1: Przekrój układu gorąco-kanałowego

Do przykładowych zalet tego typu układów wlewowych możemy zaliczyć:

• eliminację wlewka, co pozwala na oszczędność surowca. Ewentualne zawracanie do procesu poprzez jego zmielenie stanowi dodatkowe ryzyko zabrudzenia jeżeli nie dysponujemy młynkiem przy maszynie,
• możliwość doprowadzania punktów wtrysku do miejsc, gdzie nie byłoby to możliwe w przypadku kanałów zimnych. Wykorzystuje się je często w konstrukcjach form typu Tandem, piętrowe (bliźniacze), 2-komponentowe,
• skrócenie czasu cyklu dzięki eliminacji konieczności chłodzenia wlewka, który ze względu na swój przekrój zastyga później niż wypraska. Zastygnięcie wlewka jest konieczne ze względu na wyformowanie.

Stosowanie gorących kanałów (GK) jest związane z koniecznością inwestycji, która przy produkcji masowej bardzo szybko się amortyzuje. Pociąga to za sobą również konieczność szkolenia pracowników, którzy będą ten układ obsługiwać, serwisować itp.

Przy uruchamianiu formy po raz pierwszy lub po serwisie należy postępować w następujący sposób:

1. podłączyć sterownik grzanych kanałów za pomocą kabli uprzednio sprawdzając poprawność konfiguracji termopara-grzałka,
2. uruchomić chłodzenie formy. Uwaga – jest to warunek konieczny. W przypadku uruchomienia układu GK bez odbioru ciepła z formy możemy doprowadzić do jego uszkodzenia lub do degradacji tworzywa.
3. uruchomić sterownik bez załączania funkcji grzania w celu kontroli wskazań temperatury. Takie postępowanie uchroni nas od awarii termopar w przypadku pomyłki tj. zamiany przewodów zasilania z przewodem termopary. Należy zwrócić uwagę czy nie występuje spadek temperatury na wskazaniach sterownika, co mogłoby świadczyć o zamianie miejscami przewodów.
4. uruchomić grzanie w funkcji „soft start” w celu usunięcia wilgoci z elementów gorącego kanału. Większość nowoczesnych sterowników ma wbudowaną funkcję miękkiego startu, co zdejmuje z użytkownika konieczność ręcznego ustawiania i kontroli obniżonej temperatury (Rysunek 2, Rysunek 3)

   

   

5. W przypadku stosowania układów GK typu dociskanego zaleca się rozgrzanie rozdzielacza przy obniżonych temperaturach dysz (o około 80°C mniej niż temperatura rozdzielacza) w celu umożliwienia swobodnego rozszerzenia cieplnego rozdzielacza zanim zostanie on dociśnięty przez dysze.
6. Po osiągnięciu zadanych temperatur należy odczekać ~5 min w celu konwekcji ciepła.
7. jeżeli układ GK uruchamiany jest po raz pierwszy lub gdy podczas serwisu został on oczyszczony należy uzupełnić go tworzywem pod niskim ciśnieniem wykorzystując do tego celu proces dozowania. Przy dojechanym agregacie wtryskowym do formy należy obniżyć przeciwciśnienie do około 10-15 bar i uruchomić dozowanie. Wycofujący się ślimak świadczy o uzupełnieniu tworzywem układu GK.
8. Po uruchomieniu produkcji należy kontrolować poduszkę resztkową na maszynie. W przypadku jej zachwiania np. poprzez uzyskanie wartości 0 (zero) poduszki należy przerwać proces i skontrolować szczelność gorącego kanału. Przy dalszej eksploatacji nieszczelnego układu możemy doprowadzić do jego zalania (Rysunek 4). Spadki ciśnienia wtrysku mogą również świadczyć o awarii.

   

Zakres obsługi układów gorąco-kanałowych jest znacznie szerszy dlatego zapraszam do kolejnych artykułów w temacie: „Gorące kanały cz. 1„, „Gorące kanały cz.2 – rozdzielacz„, „Gorące kanały cz. 3 – zespół dyszy„.

Artykuł Rozruch formy z gorącymi kanałami pochodzi z serwisu ASCONS.

Jaki jest cel odpowietrzenia?
Podstawową funkcją odpowietrzenia jest uwolnienie powietrza z formy wtryskowej, które zostaje sprężone przez wtryskiwany do gniazda formującego polimer.

Powietrze musi zostać usunięte przez płaszczyzny podziału, luzy na ruchomych elementach formy wtryskowej lub specjalnie wykonane szczeliny odpowietrzające. Rysunek 1 przedstawia przykładowe szczeliny odpowietrzające.

W zależności od lepkości materiału stosuje się różne głębokości odpowietrzeń (Rysunek 2).

Powietrze może być ewakuowane także przez zamontowane w formie wtryskowej wypychacze.
Wypychacz posiada szczelinę i odpowiedni luz przez który powietrze zostaje usunięte (Rysunek 3).

Istnieją także specjalne typy wstawek formujących, które ułatwiają odpowietrzenie gniazda formującego. Wstawka taka wykonana jest ze spiekanego metalu o porowatości w zakresie od 20 do 30%. System połączonych porów ma przeciętnie średnicę 20 mikronów. Wstawka wykonana w tej technologii eliminuje gromadzenie się gazów, zmniejsza ciśnienie wtrysku, skraca czas cyklu i poprawia poziom połysku (Rysunek 4).

Jeżeli powietrze nie zostanie w pełni usunięte podczas etapu wypełniania gniazda, może być powodem powstawania kilku wad wyprasek:

1. podczas wypełniania gniazda może dojść do opłynięcia i uwięzienia powietrza co skutkować będzie powstaniem niedolewu,
2. wtryskując tworzywo do formy dochodzi do sprężenia powietrza i tym samym wzrostu temperatury doprowadzając do efektu Diesel’a i powstania wady w postaci przypaleń,
3. obecność powietrza pomiędzy dwoma zbiegającymi się frontami płynącego stopu może powodować powstanie spoiny (linii łączenia) typu „v” na powierzchni części formowanej, powodując jej osłabienie i bardzo często nieakceptowalny efekt wizualny połączenia.

Brak powyższych objawów niekoniecznie świadczy o odpowiednim odpowietrzeniu gniazda formującego. Bardzo trudnym do stwierdzenia objawem nieprawidłowego odpowietrzenia jest:

1. powolne wypełnienie gniazda,
2. konieczność stosowania podwyższonego ciśnienia wtrysku.

Prawidłowe wykonanie odpowietrzeń niestety nie jest rozwiązaniem, które nie wymaga konserwacji. Podczas przetwórstwa w miejscach ujścia gazu wydziela się jasny osad, który powoduje zapychanie się kanałów odpowietrzających w efekcie czego dochodzi do powstawania wad o których pisałem powyżej. Przykład takich zabrudzeń przedstawia
Rysunek 5.

Bardzo istotne jest określenie częstotliwości zapychania kanałów odpowietrzających i wprowadzenie cyklicznych czynności polegających na wyczyszczeniu tłustego nalotu środkami odtłuszczającymi w celu eliminacji ewentualnych wad wypraski.

Artykuł Odpowietrzenie gniazd formujących pochodzi z serwisu ASCONS.

1. łączą się strugi płynącego tworzywa,
2. tworzywo dopływa najpóźniej podczas wypełniania gniazda formującego,
3. materiał wypełniania żebra,

mogą pojawić się ciemne lub czarne przypalenia na wyprasce (efekt Diesla) (Rysunek 1).

Miejsca gdzie pojawiło się przypalenie mogą być także niedolane lub pojawić się może zmatowienie.

Na formie wtryskowej powstaje w tych obszarach ciemny nalot, często trudny do usunięcia bez wspomagania się środkami czyszczącymi.

Efekt Diesla pogarsza jakość wtryskiwanej części i w wyniku powstawania agresywnych produktów rozkładu polimeru, może doprowadzić do uszkodzenia powierzchni formy wtryskowej.
Spotkałem się z przypadkiem, gdzie w/w wada doprowadziła do „wypłukania” na wstawce formującej żebra (Rysunek 2).

Powodem powstawania tej wady jest utrudniona ewakuacja powietrza z formy wtryskowej przez płynący stop tworzywa i w związku z tym wzrost ciśnienia i temperatury (nawet do 1000°C) doprowadzający do przypalenia (Rysunek 3).

Możliwe przyczyny i środki zaradcze, żeby przeciwdziałać temu negatywnemu zjawisku to:

1. zanieczyszczone odpowietrzenia formy wtryskowej lub ich brak:
   • wyczyścić odpowietrzenia (w przypadku odpowietrzania przez luzy na wypychaczach lub specjalne wstawki odpowietrzające wymagane będzie rozłożenie formy wtryskowej),
   • wykonać kanały odpowietrzające,
2. za duża siła zwarcia formy wtryskowej:
   • zmniejszyć siłę zamykania,
3. za duża prędkość wtrysku lub brak profilowania wtrysku (wolno – szybko – wolno):
   • zmniejszyć prędkość wtryskiwania w końcowej fazie wypełnienia gniazda formującego,
   • ustawić profil wtrysku wolno – szybko – wolno,
4. przełączenie na docisk następuje zbyt późno:
   • przyspieszyć punkt przełączenia na docisk (przełączenie na docisk powinno nastąpić po wypełnieniu gniazda formy w 95-98%).

Zapoznaj się również z opisem takich wad jak: linia łączenia, rozwarstwienia wyprasek, niedolew oraz ślady po wypychaczach.

Artykuł Przypalenia – Efekt Diesla pochodzi z serwisu ASCONS.

Jest to zjawisko, w którym płynne tworzywo nie wypełnia całkowicie gniazda formującego najczęściej na końcu drogi płynięcia, ale może powstać również na żebrach na początku wtryskiwania. Krawędź w miejscu zakończenia płynięcia frontu tworzywa jest najczęściej zaokrąglona (Rysunek 1).

Niecałkowite napełnienie gniazda formy przy końcu drogi płynięcia (Rysunek 2):

1. Za mała pojemność wtrysku:
   • zwiększyć drogę dozowania materiału lub wyczyścić/poprawić odpowietrzenia.
2. Za niska temperatura tworzywa:
   • podwyższyć temperaturę wtrysku przez zwiększenie obrotów ślimaka lub przeciwciśnienia,
   • podwyższyć temperaturę formy.
3. Niewłaściwe pobieranie tworzywa:
   • sprawdzić chłodzenie obsady cylindra (pod lejem zasypowym),
   • obniżyć temperaturę pierwszej strefy cylindra wtryskowego (od strony leja zasypowego).
4. Za mała poduszka resztkowa:
   • powiększyć poduszę resztkową.
5. Za niskie ciśnienie lub za mała szybkość wtrysku:
   • skontrolować czy nie za wcześnie następuje przełączenie na docisk,
   • sprawdzić drożność i szczelność dyszy wtryskowej,
   • sprawdzić temperaturę dyszy wtryskowej,
   • skontrolować ciśnienie hydrauliczne na maszynie (czy nie osiągamy ciśnienia ograniczającego),
   • dokonać korekty parametru prędkości i ciśnienia.

Niecałkowite napełnienie gniazda na bocznych ściankach (Rysunek 3):

1. Zmniejszenie grubości na skutek przesunięcia stempla względem matrycy:
   • sprawdzić elementy ustalające formę,
   • sprawdzić, czy nie występuje ugięcie stempla lub rdzenia.

Powtarzające się niedolewy cienkich ścianek i żeber (Rysunek 4):

1. Chwilowe zatrzymanie i przestudzenie płynącego frontu tworzywa:
   • poprawić konstrukcję wyrobu i formy (zwiększyć grubość ścianki, zaokrąglić krawędzie, zmienić miejsce wtrysku).

Jeżeli interesują Cię wady wyprasek to zachęcam do zapoznania się z wpisem dotyczącym śladów od wypychaczy, przypaleń oraz rozwarstwiania wyprasek.

Artykuł Niedolew pochodzi z serwisu ASCONS.