Projektuj optymalnie

Części projektowane pod proces wtryskiwania mają odpowiednie zalecenia dotyczące ich konstrukcji. Stosowanie tych zaleceń, poza poprawą jakości części, ma również wpływ na zużycie energii elektrycznej podczas produkcji.

Różne rodzaje tworzyw mają różne zalecenia w zakresie długości przepływu w stosunku do grubości ścianki. Zrozumienie zachowania się tworzywa podczas przepływu dostarcza bezcennych informacji, które mają bezpośredni wpływ na koszty produkcji (Rysunek 2).

Grubość żebra u podstawy i jego wysokość to kolejny obszar projektu wypraski, dzięki któremu możemy zaoszczędzić energię podczas produkcji. Grube żebro wymaga dużych ciśnień, żeby nie wystąpiła wada, którą nazywamy wciągiem. Stosunek grubości żebra do podstawowej grubości ścianki powinien mieścić się w zakresie 40-60%. Natomiast wysokość żebra powinna być < 4x grubości ścianki (Rysunek 3).

Taki projekt wypraski daje możliwość uzyskania szerokiego okna procesowego, zapewnia niskie straty ciśnienia, co bezpośrednio wpływa na optymalną produkcję elementów wtryskiwanych.

Kontroluj suszenie tworzywa

Niektóre tworzywa termoplastyczne należą do grypy materiałów higroskopijnych (np. PA, PC, PET) co wymusza ich suszenie przed wykorzystaniem do produkcji. Faza suszenia tworzywa zużywa nawet 15% całkowitej energii zużywanej do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Odpowiednie wykorzystanie suszarek i ich optymalne ustawienie może przynieść duże oszczędności energii. Punkt rosy suszarki ze złożem molekularnym powinien mieścić się w zakresie -25°C do -50°C. Im bliżej -50°C będzie ustawiony tym większe będzie zużycie energii, które nie spowoduje istotnego przyspieszenia suszenia.

Jeżeli istnieje możliwość zastosowania tworzywa niechłonącego wilgoci bez wpływu na właściwości wypraski to warto przemyśleć ten krok. Wybór niehigroskopijnych tworzyw sztucznych, tam gdzie jest to możliwe, przyczyni się do znaczących oszczędności w zużyciu energii elektrycznej.

Utrzymuj temperaturę formy ograniczając straty ciepła

Wykorzystanie do produkcji technicznego tworzywa (np. PA, POM) wymaga stosowania wysokich temperatur formy, nawet powyżej 100°C. Forma, która jest zamocowana na wtryskarce styka się z płytą maszyny całą powierzchnią mocującą. Tak duża powierzchnia styku powoduje istotny przepływ ciepła z formy do konstrukcji maszyny. Odbiór ciepła przez maszynę wpływa na pracę termostatu, który w takim przypadku będzie zużywał większą ilość energii w celu zapewnienia stabilnej temperatury formy.

Dobrą praktyką w opisanym powyżej przypadku jest stosowanie płyt izolacyjnych na formach wtryskowych, które zdecydowanie zminimalizują proces przepływu ciepła do konstrukcji maszyny (Rysunek 4).

Ogranicz starty ciepła na cylindrze wtryskowym

Maszyna wtryskowa wymaga dużej ilości energii do pracy. Rozgrzanie i utrzymanie temperatury cylindra wtryskowego pochłania jej znaczącą ilość. Maty termoizolacyjne pozwalają w znaczny sposób zniwelować występujące straty energii cieplnej (Rysunek 5). Zastosowanie mat termoizolacyjnych zmniejsza ilość energii elektrycznej używanej do ogrzania cylindrów wtryskarki nawet o 40% (Rysunek 6). Pieniądze zainwestowane w zakup mat termoizolacyjnych zwracają się już po kilku miesiącach.

Maty termoizolacyjne polecane są przede wszystkim tam, gdzie mamy mono produkcję lub ewentualne zmiany tworzywa nie wymuszają dużych zmian temperatury cylindra. Związane jest to z długim oczekiwaniem na wychłodzenie cylindra np. przy zmianie tworzywa z PA6.6 na PE (czyli obniżenie z temperatury ~290°C do temperatury ~210°C). Czas oczekiwania na zmniejszenie temperatury ma w takim przypadku bezpośredni wpływ na wydłużenie czasu przezbrojenia.

Inwestuj w ludzi

Efektywność energetyczna to nie tylko projekt wypraski czy sprzęt wykorzystywany do produkcji. Istotną rolę odgrywa także sposób funkcjonowania wtryskowni. Szkol swoich pracowników poprzez szkolenia wewnętrzne oraz zewnętrzne, które będą podnosić świadomość i przyczyniać się do oszczędności energii.

Kluczowe czynniki, o które powinien zadbać pracownik to m.in. reakcja na wszelkiego rodzaju wycieki tj. sprężonego powietrza, wody, oleju. Każdy taki ubytek medium wpływa na bezpieczeństwo pracy i zużycie energii. Ich szybka eliminacja pozwala podnieść efektywność funkcjonowania zakładu produkcyjnego.

Optymalnie ustawiony proces wtrysku to podstawa w każdej wtryskowni. Korzystając ze szkoleń z zakresu ustawiania parametrów wtrysku masz możliwość podniesienia kwalifikacji pracownika i przyczynienia się do zmniejszenia strat. Tego typu inwestycja podnosi również morale, które mają bezpośredni wpływ na zaangażowanie w pracy.

Podsumowanie

Włączenie oszczędzania to nie moda, to konieczność która umożliwi dalsze funkcjonowanie i rozwój firm z branży przetwórstwa tworzyw sztucznych.

Kilka przykładów przytoczonych w tym artykule, które mogą zwiększyć efektywność energetyczną wtryskowni zdecydowanie nie wyczerpuje wszystkich dostępnych opcji. Wdrażaj zmiany małymi, zdecydowanymi krokami – zacznij produkować efektywniej.

POBIERZ PDF: Włącz oszczędzanie na wtryskowni

Artykuł Włącz oszczędzanie pochodzi z serwisu ASCONS.

Zakres temperatury przetwórstwa tworzyw częściowo krystalicznych jest wąski w odróżnieniu do tworzyw amorficznych. Podczas wtrysku tworzywa częściowo krystalicznego do formy, temperatura czoła płynącego materiału nie może spaść poniżej dopuszczalnego zakresu. Ten wąski zakres przetwórstwa polimerów częściowo krystalicznych powoduje, że musi być ono możliwie szybko wtryskiwane do formy.

Tworzywa amorficzne mają szeroki zakres temperatur przetwórstwa i z tego powodu dopuszczalne są powolne prędkości wtrysku. Należy jednak mieć na uwadze, że front płynącego stopu musi pozostawać powyżej minimalnej temperatury przetwórstwa.

Naprężenia ścinające i szybkość ścinania

Podczas wtryskiwania tworzyw do formy należy uważać, żeby nie przekroczyć dopuszczalnych naprężeń ścinających oraz maksymalnej prędkości ścinania. Obie wartości są specyficzne dla przetwarzanego materiału (Rysunek 2) a ich weryfikację możemy wykonać z pomocą programów do symulacji procesu wtrysku (np. Moldflow) (Rysunek 3, Rysunek 4).

Przy małych średnicach przewężek i dużych prędkościach wtrysku bardzo łatwo będzie osiągnąć maksymalne dopuszczalne wartości naprężeń i szybkości ścinania. Stanowi to ryzyko uszkodzenia łańcuchów polimerowych i utraty własności tworzyw sztucznych.

Warstwa zakrzepnięta

Podczas przepływu tworzywa na powierzchni gniazda formującego tworzy się warstwa zakrzepnięta, która ogranicza pole przekroju przepływu. Wynika to z zastygnięcia przyściennej warstwy tworzywa. Stosowanie niskich prędkości wtryskiwania powoduje nadmierny wzrost ciśnienia w gnieździe i utrudnia jego wypełnienie (Rysunek 5).

Jeżeli do produkcji wykorzystujesz materiał, który ma niską lepkość, to nie używaj nadmiernej prędkości wtrysku. Duża prędkość wtrysku  przy niskiej lepkości tworzywa generuje wysoką szybkość ścinania i tworzywo może osiągnąć temperaturę degradacji.

Profilowanie prędkości wtrysku

Nowoczesne maszyny mają możliwość stosowania nawet 10 stopni do profilowania prędkości. Czy to oznacza, że wszystkie stopnie powinny być wykorzystane?

Odpowiedź na to pytanie jest jedna – ilość wykorzystywanych stopni profilowania powinna być możliwie najmniejsza (Rysunek 6). Zawsze zalecam próbować ustawiać wtrysk z wykorzystaniem stałej prędkości wtrysku i dopiero w razie potrzeby dodawać kolejny profil, np. w celu spowolnienia prędkości pod koniec wypełnienia gniazda formującego. Mała ilość punktów profilowania niesie za sobą kilka korzyści, np. łatwość ustawienia profilu na innej maszynie i osiągnięcie podobnego czasy wtrysku, niskie ryzyko niekontrolowanej zmiany prędkości wynikające z linearyzacji zaworu wtrysku.

Profilowanie jest zalecane dla wyrobów o skomplikowanej konstrukcji w celu osiągnięcia stałej prędkości płynięcia tworzywa w gnieździe.

Wtryskiwanie wolno-szybko-wolno jest zalecane w układach zimno kanałowych oraz układach hybrydowych (gorący kanał + zimny wlewek). Niska prędkość początkowa zmniejsza ryzyko powstania wady „jetting” oraz zmniejsza naprężenia występujące w przewężce. Zwolnienie prędkości na końcu drogi płynięcia zmniejsza ryzyko przypalenia oraz ułatwia dokładne przełączenie na fazę docisku.

Bezpośredni wtrysk z wykorzystaniem gorących kanałów daje możliwość wtrysku z większą prędkością początkową ale koniec wypełnienia powinien być wolny z tego samego powodu co powyżej przedstawiony.

Podsumowanie

Prędkość wtrysku jest kluczowym parametrem w ustawianiu procesu wtrysku. Jak każdy inny parametr, zależy ona od wielu czynników. Ustawienie jej zbyt wolno jak i zbyt szybko będzie miało wpływ na wyrób. Znajomość wszelkich czynników mających wpływ na jej optymalne ustawienie jest warunkiem koniecznym i wymaga wielu godzin doświadczenia. Przy programowaniu prędkości wtrysku zwracaj uwagę na to z jakim tworzywem masz do czynienia, czy nie ma ryzyka przekroczenia dopuszczalnych naprężeń ścinających i prędkości ścinania, miej świadomość wpływu warstwy zakrzepniętej na przepływ tworzywa oraz świadomie wykorzystuj profilowanie prędkości.

POBIERZ .PDF – Prędkość wtrysku

Artykuł Prędkość wtrysku pochodzi z serwisu ASCONS.

Suszenie tworzyw sztucznych

Proces kontroli zawartości wilgoci w tworzywie to czynność wymagająca użycia specjalistycznych urządzeń. Pomiar wilgotności za pomocą wag analitycznych (grawimetrycznych) może nie być wystarczający, ponieważ ta metoda ma tendencję do mierzenia innych lotnych składników próbki. Metody chemiczne, takie jak miareczkowanie Karla Fischera jest zbyt kosztowne do szybkiej analizy zawartości wilgoci. Niezwykle precyzyjną metodą oznaczania wilgotności resztkowej jest metoda wodorku wapnia stosowana przez firmę Brabender Messtechnik, która zastosowana jest w mierniku wilgotności AQUATRAC-V (Rys. 2).

Duża część tworzyw jak np. PP, PE, PS nie ma własności higroskopijnych i wilgoć może osadzić się niemal wyłącznie na ich powierzchni. Sytuacja jednak ulega zmianie, kiedy do tworzywa niewykazującego skłonności do wchłaniania wilgoci, dodamy wypełniacz, który jest higroskopijny. W takim przypadku tworzywo zaczyna pochłaniać wilgoć i należy poddać je procesowi suszenia.

Większość tworzyw posiada jednak własności higroskopijne, są to m.in. PA, PC, PET, ABS, ASA, w których wilgoć będzie penetrować wnętrze granulatu. W przypadku takich tworzyw należy stosować proces suszenia.

Podstawowe suszarki z wymuszonym obiegiem powietrza pobierają je z otoczenia, podgrzewają i wprowadzają do suszarki. Tego typu urządzenia nie nadają się do tworzyw silnie higroskopijnych (np. PA). W procesie suszenia takich tworzyw, należy stosować urządzenia ze specjalnym środkiem osuszającym, w celu osiągnięcia odpowiedniego punktu rosy (Rys. 3).

Efektywne suszenie tworzyw wymaga:

• Doboru odpowiedniej temperatury
• Utrzymania punktu rosy na odpowiednim poziomie
• Stabilnego przepływu powietrza
• Czasu w powyższych warunkach

Suszenie tworzyw sztucznych – Temperatura

Temperatura jest parametrem, który wpływa na ruch cząsteczek wilgoci w otoczeniu, a jej odpowiedni dobór jest istotnym aspektem w kontekście suszenia granulatu. W celu odpowiedzi na pytanie jaka jest najlepsza temperatura suszenia, odpowiedzi należy szukać w broszurach dostawców granulatu i kartach technicznych dla danego tworzywa. Istnieją ogólne wytyczne (Tab. 1), ale powinny one być traktowane jako wstępne parametry nastawcze, a następnie skorygowane po otrzymaniu dokumentów od dostawcy materiału.

Punkt rosy

Punkt rosy to temperatura, w której wilgoć zawarta w powietrzu ulegnie kondensacji. W celu zapewnienia skutecznego suszenia, punkt rosy powietrza powinien wynosić od -25°C do -50°C.

Niemożność osiągnięcia punktu rosy na odpowiednim poziomie może wynikać m.in. z:

• Nieodpowiedniego lub zużytego środka osuszającego. Środek osuszający należy wymieniać zgodnie z czasookresem podanym w dokumentacji technicznej suszarki.
• Uszkodzone/wypalone grzałki regeneracyjne. Sprawność grzałek należy sprawdzać min. raz do roku. Jeżeli będą uszkodzone – wzrośnie punkt rosy.
• Uszkodzone uszczelnienia/węże. Kontroluj stan uszczelnień i przewodów, którymi przesyłane jest powietrze. Ewentualne uszkodzenia będą zmniejszać efektywność suszenia.

Należy mieć świadomość, że dla suszarek z wieloma złożami osuszającymi, zużyciu może ulec tylko jedno ze złóż. Wyrywkowa kontrola punktu rosy może uniemożliwić wychwycenie awarii. Oznacza to, że kontrola punktu rosy musi odbywać się w sposób ciągły w przestrzeni czasu.

Przepływ powietrza

Przepływ powietrza jest niezbędny do przeniesienia ciepła na granulat i usunięcia z niego wilgoci. Zalecenia określające niezbędny przepływ powietrza suszącego, mogą być różne w zależności od producenta suszarki. Na przepływ powietrza ma wpływ wiele czynników m.in. gęstość nasypowa tworzywa, która jest jednostką objętości surowca wraz z porami i luźną przestrzenią pomiędzy granulkami, zawartość przemiału, objętość leja suszącego, czystość filtrów itp.

Prawidłowy dobór wielkości leja suszącego zapewnia optymalną pracę całego zespołu suszącego. Przepływ powietrza jest zaburzony np. wtedy, kiedy zasypujemy tworzywem lej suszący poniżej połowy jego objętości. W rezultacie zwiększamy ryzyko przesuszenia lub uszkodzenia termicznego suszonego tworzywa (Rys. 4).

Czas suszenia

Czas suszenia jest uzależniony od wielkości leja suszącego i objętości pobieranego materiału, który zależy m.in. od ilości podłączonych maszyn pod dany lej suszący. Zasobnik jest zaprojektowany w taki sposób, aby zapewnić przepływ tworzywa zgodnie z zasadą FIFO. Czas suszenia granulatu oznacza czas, w którym granulat poddany jest odpowiednim warunkom suszenia. Jeżeli pozostałe parametry są w odpowiedni sposób ustawione i kontrolowane, utrzymanie stałego czasu suszenia będzie stanowić gwarancję uzyskania optymalnej wilgotności tworzywa do wtrysku. W przypadku przekroczenia czasu suszenia tworzywa może dojść do pogorszenia własności fizycznych i przetwórczych materiału. Przykładem może być PA, który zwiększa swoją lepkość w wyniku przesuszenia, co może utrudniać właściwe wypełnienie gniazda formującego.

Podsumowanie

Suszenie tworzyw sztucznych stanowi istotny punkt w projektowaniu procesu wtrysku. W przypadku wielu tworzyw sztucznych, a w szczególności materiałów wykazujących tendencję do wchłaniania wilgoci, kluczowym aspektem jest zastosowanie właściwej metody suszenia oraz poprawnego ustawienia i utrzymania parametrów suszenia: temperatury, punktu rosy, przepływu powietrza i czasu.

Artykuł „Proces suszenia w technologii wtryskiwania” 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: Proces suszenia w technologii wtryskiwania

Artykuł Suszenie tworzyw sztucznych 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.

Teraz wystarczy telefon i dostęp do sieci, żebyś mógł dokonać weryfikacji błędu i szybko go usunąć.

profiTemp+ Opis Alarmów

[table id=1 /]

Uszkodzenie czujnika TCb

• Pod pojęciem uszkodzenia czujnika należy rozumieć przerwanie obwodu czujnika w jakimkolwiek miejscu między czujnikiem a regulatorem.
• Po wykryciu błędu wysyłany jest natychmiast komunikat o błędzie i w związku z tym wyłączone ogrzewanie danej strefy.
• Alarm o uszkodzeniu czujnika dostarcza użytkownikowi konkretne wskazówki na temat błędu w kanale grzewczym lub okablowaniu i daje możliwość szybkiego zidentyfikowania błędu oraz jego usunięcia.
• Sprawdzić przewód połączeniowy na regulatorze kanału grzewczego.
• Sprawdzić wejście czujnika.

Niewłaściwa polaryzacja czujnika TCp

• Pod pojęciem złej polaryzacji czujnika rozumie się przypadek błędu, w którym termoelement został podłączony do regulatora z nieprawidłową polaryzacją.
• Przez błędne okablowanie regulator mierzy błędną wartość rzeczywistą, dlatego przy nienagrzanym narzędziu nie jest w stanie rozpoznać błędu. Dopiero, gdy strefa regulacji zostanie podgrzana, błąd zostanie rozpoznany od razu i wygeneruje się komunikat o błędzie.
• Alarm o złej polaryzacji czujnika dostarcza użytkownikowi konkretne wskazówki na temat błędu w kanale grzewczym lub okablowaniu i w związku z tym daje możliwość szybkiego zidentyfikowania błędu oraz jego usunięcia.
• Sprawdzić przyłącza czujnika +/-.

Alarm czujnika TCs

• Pod pojęciem zwarcia czujnika rozumie się przypadek błędu, w którym:
  • przewód czujnika pomiędzy czujnikiem a regulatorem został w jakimkolwiek miejscu zmiażdżony i w związku z tym doszło do zwarcia,
  • czujnik nie znajduje się w przewidzianym położeniu (został usunięty lub zamieniony z innym).
• Wskutek uszkodzenia przewodu do regulatora zostaje przesłana zbyt niska wartość temperatury. Rzeczywista temperatura jest znacznie wyższa niż temperatura zmierzona. Jeśli zmierzona wartość temperatury nie wzrasta w czasie zależnym od rodzaju strefy (uwzględnia dysze i rozdzielacze) w oczekiwany sposób, użytkownikowi wyświetli się alarm czujnika. Aby zapobiec szkodom w danej strefie, ogrzewanie zostanie wyłączone. Alarm czujnika może zostać uruchomiony błędnie i to wtedy, gdy moc grzewcza strefy jest wybrana jako za niska. Ukazuje się identyczny obraz błędu.
• Alarm o uszkodzeniu czujnika dostarcza użytkownikowi konkretne wskazówki na temat błędu w kanale grzewczym lub okablowaniu i daje możliwość szybkiego zidentyfikowania błędu oraz jego usunięcia.
• Sprawdzić przewód połączeniowy na regulatorze kanału grzewczego.
• Sprawdzić położenie czujnika.

Błąd potencjału Pot

• Na wejściu czujnika zostało rozpoznane zbyt wysokie napięcie.
• Błąd zostanie rozpoznany przez osprzęt na HTC 06/15 Heating Thermocouple Card.
• W celu zabezpieczenia wszystkie strefy są odłączane od napięcia (przekaźnik na karcie HTC wył.), a także strefy na innych kartach nastawnika mocy, ponieważ napięcie może pochodzić z każdej strefy.
• Sprawdzić wejście czujnika.
• Uziemienie narzędzia/Sprawdzić czujnik.

Błąd tolerancji prądu CTA

• Błąd prąd poza tolerancją wskazuje, że zmierzony został prąd grzewczy, który znajduje się poza pasmem tolerancji wskazanej dla strefy wartości porównawczej (wartość zadana prądu).
• Regulator kanału grzewczego mierzy cały czas prądy przechodzące przez grzałki. Dlatego jest w stanie porównywać je z wartościami referencyjnymi, wartościami zadanymi prądu. Wartości te można wpisać ręcznie lub wczytać automatycznie przez wywołanie funkcji transferu prądu. Błąd tolerancji prądu wskazuje albo na awarię części ogrzewacza albo, że wartości zadane prądu po wymianie podłączonego do regulatora kanału grzewczego nie zostały jeszcze ustawione od nowa.
• Błąd tolerancji prądu dostarczy użytkownikowi konkretnej informacji o błędzie w kanale grzewczym lub nieprawidłowym ustawieniu. W związku z tym, daje możliwość szybkiego zidentyfikowania błędu oraz jego usunięcia.
• Przyłącze masy, sprawdzić ogrzewanie.
• Czujnik na wyjściu grzania, sprawdzić okablowanie.
• Transfer wartości prądu.

Alarm tyrystora Thy

• Alarm tyrystora wskazuje na uszkodzenie w podzespole w regulatorze kanału grzewczego.
• Regulator kanału grzewczego sprawdza podczas pomiaru prądów grzewczych, czy wskutek defektu nastawnika mocy (tyrystor) w regulatorze kanału grzewczego nie odbywa się niekontrolowane ogrzewanie. Ponieważ chodzi tu o błąd krytyczny, którego skutkiem może być uszkodzenie w obwodzie grzewczym spowodowane przegrzaniem, obwód grzewczy zostanie od razu odłączony od zasilania (przekaźnik na karcie HTC wył.).
• Alarm tyrystora chroni w pierwszej kolejności przed nadmiernymi temperaturami na grzałce, co mogłoby spowodować uszkodzenie elektryczne grzałki i tym samym konieczność wymiany podzespołu. Alarm ten dostarcza użytkownikowi konkretną wskazówkę o uszkodzeniu w regulatorze grzewczym. W związku z tym daje możliwość jego szybkiego zidentyfikowania oraz usunięcia.
• Uszkodzony podzespół. Wymiana uszkodzonego podzespołu (wymiana HTC 06/15 Heating Thermocouple Card).

Prąd różnicowy (prąd uszkodzeniowy) RC

• Ustawiona granica prądu odpływowego (maksymalny błąd prądu różnicowego) przy profiTEMP+ została przekroczona. Dlatego grzałki odłączono w stan bez napięcia (przekaźnik na karcie HTC wył.).
• Prąd różnicowy dla regulatora kanału grzewczego mierzy się przetwornikiem prądu w kablu doprowadzającym profiTEMP+ oraz rejestruje w inCUI07.
• Upływność prądu dostarcza użytkownikowi konkretną wskazówkę o błędzie w kanale grzewczym lub nieprawidłowym ustawieniu. Dlatego daje możliwość szybkiego zidentyfikowania błędu oraz jego usunięcia.
• Narzędzie wilgotne. Sprawdzić narzędzie pod kątem wilgotności. Z powodu złej/wilgotnej izolacji część prądu odpływa, np.: przez przewód ochronny lub bezpośrednio do ziemi.
• Wartość graniczna nieprawidłowa. Sprawdzić ustawienie wartości granicznej i w razie potrzeby dopasować.

Alarm prądu Cur

• Na wyjściu ogrzewania stwierdzono zwarcie.
• Podczas włączania strefy regulacyjnej kontroluje się prąd grzewczy. Jeśli prąd ten przekracza zdefiniowaną granicę, prawdopodobnie doszło do zwarcia. Obwód grzewczy zostanie odłączony od zasilania (przekaźnik na karcie wył.).
• Alarm prądu z późniejszym wyłączeniem zapobiega zniszczeniom w urządzeniu i w związku z tym przekazuje użytkownikowi konkretną informację o błędzie w kanale grzewczym.
• Zwarcie w obiegu grzewczym:
  • sprawdzić ogrzewanie,
  • sprawdzić okablowanie.

Całkowite uszkodzenie grzałki HBr

• W przypadku całkowitej awarii grzałek chodzi o sygnał alarmowy w regulatorach kanałów grzewczych. Sygnał ten jest dodatkowo generowany do alarmu prądu, jeśli w strefie zostanie stwierdzone przerwanie obwodu grzewczego, tzn. gdy nie jest mierzony prąd grzewczy.
• Wskazuje użytkownikowi przerwanie w obwodzie grzewczym. W czasie pomiaru prądu grzewczego stwierdza się prąd grzewczy o wartości 0.0 A.
• Alarm o całkowitej awarii dostarczy użytkownikowi dodatkowo konkretnej wskazówki na temat błędu w kanale grzewczym lub okablowaniu, dając możliwość szybkiego zidentyfikowania błędu oraz jego usunięcia.
• Prawdopodobnie uszkodzone okablowanie, dlatego należy je skontrolować.
• Grzanie. Sprawdzić ogrzewanie, zmierzyć opór elektryczny.

Temperatura poza zakresem granicznym

• Wartość rzeczywista temperatury jest monitorowana w regulatorze kanału grzewczego pod kątem utrzymywania się w wartościach granicznych. Jeśli wartość rzeczywista temperatury będzie poza ustawialnymi granicami, pokaże się alarm przez zmianę koloru ramy zakłóconych stref.
• Wartość graniczna za niska. Sprawdzić ustawienie wartości granicznej i w razie potrzeby dopasować.

Alarm temperatury Tmp

• Alarm temperatury zostaje wygenerowany, kiedy wartość zadana temperatury jest większa niż parametr [P010] Górna granica wartości zadanej +5K i utrzyma się dłużej, niż 5 sekund. Ogrzewanie uszkodzonej strefy będzie odłączone [P003] Stopień nastawienia=0.
• Parametr powinien być ustawiony odpowiednio do zakresu pomiarowego ustawionego termoelementu.
• Alarm temperatury z późniejszym wyłączeniem zapobiega zniszczeniom w urządzeniu i w związku z tym, przekazuje użytkownikowi konkretną informację o błędzie w kanale grzewczym.
• Częściowa awaria czujnika. Błędne wskazanie wartości rzeczywistej, ale bez zwarcia czujnika. Sprawdzić czujnik i w razie potrzeby wymienić.

Uszkodzenie bezpeicznika Fus

• Regulator kanału grzewczego kontroluje stan bezpieczników w obwodach grzewczych i w przypadku uszkodzenia przekazuje odpowiedni komunikat o błędzie.
• Komunikat o błędzie wyświetli się w strefie.
• Alarm o awarii bezpiecznika dostarcza użytkownikowi konkretną informację o błędzie, dlatego możesz usunąć błąd bez zwłoki i strat czasu.
• Uszkodzony bezpiecznik. Sprawdzić bezpiecznik na karcie HTC, ew. wymienić (HTC 06/15 Heating Thermocouple Card – wymiana bezpieczników).
• Brak fazy (Faza brak FUS):
  • sprawdzić napięcie sieciowe przed bezpiecznikiem,
  • zweryfikuj wyłącznik instalacyjny,
  • sprawdzić bezpiecznik sterowania.

Grzejnik alarm HST

• Temperatura radiatora karty HTC przekroczyła dopuszczalną wartość graniczną [SP10] Wartość graniczna radiatora. Wszystkie wyjścia na uszkodzonej karcie HTC zostaną wyłączone [P003] Stopień nastawienia = 0]
• Karty HTC mierzą temperaturę radiatora i wyłączają wyjścia ogrzewania w przypadku przekroczenia temperatury granicznej [SP10] Wartość graniczna radiatora.
• Ochrona regulatora kanału grzewczego przed szkodami wskutek przegrzania.
• Wysoka temperatura na miejscu postawienia. Dlatego sprawdź temperaturę otoczenia miejsca postawienia.
• Przeciążenie. W związku z tym, sprawdź współczynnik jednoczesności = 100% (czas włączania) stabilny w temperaturze otoczenia <= 25°C; Przy temperaturach otoczenia od 25°C do 45°C współczynnik jednoczesności może zredukować się w zależności od średnich stopni nastawienia oraz ich trwanie do 70%.
• Błędne połączenie wtykowe do wentylatorów, dlatego:
  • sprawdź połączenie wtykowe/ kabel połączeniowy,
  • ew. wymień.
• Mechaniczne uszkodzenie wentylatora. W związku z tym sprawdź i ew. wyczyścić wentylatory.

Błąd danych kanału Cha

• Przez parametry kanału karty CUI oblicza się sumę kontrolną. Jeśli jeden z tych parametrów z jakichkolwiek powodów wykaże błąd bez możliwości skorygowania, to karta CUI zgłosi błąd danych kanału.
• Błąd numeru kontrolnego w EEPROM; EEPROM OK. Edytuj dowolnie wybrany parametr kanału [P***]. W związku z tym, błąd usunie się po krótkim czasie przez nowe obliczenie sumy kontrolnej.
• Błąd numeru kontrolnego w EEPROM; EEPROM uszkodzony. Wymiana HTC. Wymiana Control&User Interface CUI07 lub wysłać regulator kanałów grzewczych do naprawy.

Błąd danych systemowych SYS

• Przez parametry systemowe karty CUI oblicza się sumę kontrolną. Jeśli jeden z tych parametrów z jakichkolwiek powodów wykaże błąd bez możliwości skorygowania, to karta CUI zgłosi błąd danych systemu.
• Błąd numeru kontrolnego w EEPROM; EEPROM OK. Edytowanie parametrów systemu [SP03]. W związku z tym błąd usunie się po krótkim czasie przez nowe obliczenie sumy kontrolnej.
• Błąd numeru kontrolnego w EEPROM; EEPROM uszkodzony. Wymiana HTC Control&User Interface CUI07 lub wysłać regulator kanałów grzewczych do naprawy.

Komunikat CAN

Komunikat CAN – Zmiana w konfiguracji systemu

• Po włączeniu regulatora kanałów grzewczych wykonuje się „hardware check”/kontrolę sprzętu komputerowego. Sprawdza się przy tym, czy wszystkie złożone w projektowaniu części są na CAN-Bus. W związku z tym, następuje ciągła kontrola projektowania (cykliczna kontrola zmian poszczególnych części).
• Błędne połączenia wtykowe CAN:
  • sprawdzić połączenie kabla taśmowego,
  • ew. wymienić kabel taśmowy
• Błędne połączenia wtykowe. W związku z tym sprawdź sprzęt komputerowy we wszystkich gniazdach (czy jest?, dobry styk?). Przeprowadź Hardware Setup.
• Karta nastawnika mocy uszkodzona elektrycznie:
  • sprawdzanie LED na karcie HTC (Wyświetlanie statusu na karcie HTC),
  • wymiana karty HTC (Wymiana HTC 06/15 Heating Thermocouple Card) lub wysłać regulator kanałów grzewczych do naprawy.

Komunikat CAN – Awaria karty HTC

• Umieszczone w regulatorze kanałów grzewczych karty HTC przestają pracować z powodu problemu ze sprzętem komputerowym.
• Karta nastawnika mocy uszkodzona elektrycznie:
  • sprawdzanie LED na karcie HTC (Wyświetlanie statusu na karcie HTC),
  • wymiana karty HTC (Wymiana HTC 06/15 Heating Thermocouple Card) lub wysłać regulator kanałów grzewczych do naprawy.

Komunikat CAN. – Brak wartości RZECZYWISTYCH

• Komunikat pojawi się w trakcie eksploatacji, gdy przez CAN Bus ze strefy regulacji nie przekazuje się już wartości rzeczywistej. W związku z tym, połączenie regulatora z zewnętrznymi czujnikami jest przerwane / zakłócone.
• Błędne połączenia wtykowe CAN:
  • sprawdzić połączenie kabla taśmowego,
  • ew. wymienić kabel taśmowy
• Karta nastawnika mocy uszkodzona elektrycznie:
  • sprawdzanie LED na karcie HTC (Wyświetlanie statusu na karcie HTC),
  • wymiana karty HTC (Wymiana HTC 06/15 Heating Thermocouple Card) lub wysłać regulator kanałów grzewczych do naprawy.

Komunikat CANID – jednakowe NodeID

• Komunikat pojawi się, kiedy na magistrali CAN wielokrotnie te same NodeID zostaną rozpoznane.
• Ustawienie przełączników DIP, dlatego wykonaj kontrolę ustawień przełączników DIP.

Artykuł profiTemp+ Opis Alarmów 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.

Nie zmienia to jednak faktu, że oba zjawiska mogą być powodem wielu problemów jakościowych z produkowanymi przez nas częściami. Poza wadami wizualnymi muszę wspomnieć również o ewentualnych postojach, które będą wynikać z zaczopowania, zatkania układu podawania tworzywa. Zanim jednak omówię możliwe wady, jakie mogą wynikać z występowania włosów anielskich i pyłu, opiszę ich definicję.

Włosy anielskie i pył – definicja

Włosy anielskie możecie rozpoznać jako cienkie, długie nitki przypominające włosy. Powstają najczęściej wtedy, kiedy załadowujemy silos granulatem lub zaciągamy materiał przy pomocy systemu podciśnienia do wtryskarki. Zerknijcie na Rysunek 1, który przedstawia włosy anielskie. Jak widzicie – nie ma w nich nic anielskiego dlatego musimy się wystrzegać tego typu zjawisk w naszych miejscach pracy.

Pył, który możemy zauważyć w granulacie to małe cząsteczki stałe, które oderwały się od naszej przysłowiowej granulki. Jeżeli ktoś z Was jeszcze nie widział pyłu to zachęcam do zerknięcia do pojemników, w których składujecie tworzywa. Tam z pewnością dostrzeżecie jego obecność.

Jak powstają?

Musimy poznać sposób powstawania problemu, żeby go wyeliminować . Włosy anielskie i pył to przede wszystkim efekt tarcia o rury i kolanka w systemie zasypowym naszych silosów i/lub centralnym systemie dystrybucji tworzywa na wtryskowni. Całkowita eliminacja włosów anielskich i pyłu w niektórych przypadkach może być niemożliwa. Z pewnością jednak możemy ten efekt zminimalizować na tyle, żeby nie stanowił on problemu podczas produkcji.

Obejrzyjcie proszę poniższy film, który w przystępny sposób pozwoli Wam zrozumieć mechanizm powstawania anielskich włosów. Na filmie poznacie też możliwy sposób rozwiązania problemu, który proponuje firma Hammertek.

Sposób powstawania anielskich włosów.

Największa koncentracja ciepła występuje na wszelkiego rodzaju łukach, gdzie siły odśrodkowe są największe. Najbardziej podatne na wzrost temperatury na takim zakręcie są przede wszystkim polimery „miękkie” tj. PP, PE.

Dlaczego włosy anielskie i pył są niepożądane w procesie wtrysku?

Coraz większe wymagania jakościowe, jakie stawiają przed nami nasi klienci, zmuszają nas do analizy szczegółów każdego etapu procesu. Jeżeli nie będziemy brać pod uwagę wad, które mogą generować anielskie włosy lub też pył w przetwarzanym granulacie, to będzie nam ciężko zrozumieć przyczyny ich powstawania. Problematyczne obszary to przede wszystkim:

1. Jakość wypraski:
   • ciemne wtrącenia,
   • białe kropki (nieroztopione cząsteczki pyłu),
   • smugi (Rysunek 2),
   • wady powierzchniowe,
   • obniżone właściwości mechaniczne wyprasek,
   • przy produkcji wyprasek przeźroczystych (np. z PMMA, PC, PS) – utrata transparentności (Rysunek 2).
2. Wtryskarka:
   • zaczopowanie gardzieli, gdzie wpada tworzywo do cylindra (Rysunek 3),
   • zwiększone zużycie ślimaka i cylindra przez zwęglony pył,
   • zwiększone przestoje maszyny i zwiększone koszty czyszczenia układów plastyfikacji,
   • zaleganie pyłu na podajnikach, częściach maszyny.

Co zrobić, żeby zmniejszyć ryzyko ich występowania?

Jak już wiemy, dlaczego powstają i co mogą powodować, to teraz musimy zrobić wszystko, żeby zmniejszyć ryzyko ich występowania.

1. Jeżeli korzystasz z silosów to:
   • ogranicz ciśnienie rozładunku do max. 0,9 – 1,0 bar. Dzięki temu ograniczysz prędkość ruchu granulatu w rurach i ich tarciu na zakrętach,
   • zminimalizuj ilość załamań rury łączącej samochód rozładowujący z silosem.
2. W centralnym systemie podawania:
   • minimalizuj ilość zakrętów lub kąt (np. z 90 stopni do 45 stopni) w systemie dystrybucji tworzywa po hali,
   • jeżeli nie możesz zmniejszyć ilości zakrętów lub kąta to rozważ zastosowanie rozwiązania jak na przedstawionym wyżej filmie,
   • zadbaj o szczelność układu podawania. Jeżeli układ jest nieszczelny, spada w nim podciśnienie i granulat zwiększa tarcie o rurociąg podnosząc swoją temperaturę. Nie wspominając o utracie energii

Bywając w różnych zakładach przetwarzających tworzywa sztuczne lub rozmawiając z wieloma technologami, ustawiaczami, inżynierami czy też kierownikami tych zakładów na opisany powyżej temat spotykam się ze sporym zdziwieniem. Dlaczego? Skąd to zdziwienie? Ponieważ w większości firm nikt się nad powyższym problemem w ogóle nie zastanawia. Chciałbym, żeby ten wpis na moim blogu dał Ci do myślenia, żebyśmy wszyscy zaczęli zwracać uwagę na obszar dystrybucji tworzywa po hali produkcyjnej.

Do zobaczenia/przeczytania w następnym wpisie

Artykuł Włosy anielskie i pył pochodzi z serwisu ASCONS.

W zależności od producenta maszyny i wykupionych opcji dodatkowych, zapisane może być nawet 10 000 cykli maszyny. Taka baza danych może zostać wyeksportowana do programów zewnętrznych (np. Excel) i w ten sposób dane mogą być dalej wykorzystywane w celach statystycznych.

Maszyna (na przykładzie Wittmann-Battenfeld z układem sterownia B6) może kontrolować m.in. następujące parametry:

1. Ogólny czas cyklu (Total cycle time)
2. Czas zamykania formy (Closing time)
3. Czas otwierania formy(Opening time)
4. Siła zamykania formy (Clamping force)
5. Czas wypychacza wstecz (Ejector back time)
6. Czas wypychacza do przodu (Ejector forward time)
7. Czas zespołu wtryskowego do przodu (Injection unit forward time)
8. Czas zespołu wtryskowego wstecz (Injection unit back time)
9. Czas wtryskiwania (Filling time)
10. Czas dozowania (Metering time)
11. Minimalna poduszka stopu (Min. melt cushion)
12. Objętość przełączenia na docisk (Change over volume)
13. Objętość przy końcu docisku (Volume at Holding Pressure end)
14. Wartość szczytowa ciśnienia wtrysku (Peak value Injection pressure)
15. Wartość szczytowa ciśnienia wnętrza formy (Peak value cavity pressure)
16. I wiele innych…

W menu „Konfiguracja tabeli jakości” ustawia się parametry dla tabeli jakości. Po wybraniu odpowiednich cech ustawia się odpowiednie wartości zadane, tolerancje i granice ostrzeżeń wstępnych.

Wartości danych atrybutów, które leżą w granicach ustawionych tolerancji wyświetlane są na zielono. Natomiast wartości, które leżą poza obszarem granic tolerancji wyświetlane są na czerwono. Pozwala to na szybką identyfikację wizualną na ekranie maszyny.

Jeżeli maszyna wyposażona jest w robota odbierającego detal możemy za jego pomocą odłożyć w inne miejsce wypraskę wybrakowaną (np. do pojemnika na części wybrakowane). Maszyna przekazuje informację z tabeli jakości do robota za pomocą interfejsu EUROMAP.
W tym celu należy w programie robota użyć odpowiedniego polecenia oraz ustawić tzw. flagę w zmiennej programowej (Rysunek 3).

Mając zaprogramowanego robota na odczyt z tabeli jakości należy dodać komendy, które robot wykona jeżeli wybrakowana wypraska się pojawi. W tym celu musimy odczytać czy zmienna została ustawiona na „1”
i zaprogramować pozycję odłożenia części do pojemnika na detale wybrakowane, a następnie wyzerować zmienną „BRAK” (Rysunek 4).

Opisane powyżej możliwości to tylko część dostępnych w maszynie opcji odnośnie kontroli procesu, o innych napiszę w przyszłości.
Najważniejszym etapem jest ustawienie odpowiednich wartości i określenie właściwych wartości tolerancji przez wykwalifikowanych pracowników, gdyż nawet niezliczone możliwości ustawień tabeli jakości nie uchronią nas przed odłożeniem części wadliwej na transporter, jeżeli błędnie ustawimy okno procesowe.

Artykuł Tabela jakości pochodzi z serwisu ASCONS.

Zawór składa się z sita i dwóch elementów łączonych metodą zgrzewania ultradźwiękowego (Rysunek 1).

Elementy składowe (z pominięciem filtra) wykonane są metodą wtrysku z PP (polipropylen) częściowo-krystalicznego z dodatkiem boru w postaci włókien mielonych w ilości 11% (BG 11). Tworzywo posiada odporność na ług sodowy, miedź i promieniowanie UV.

Problem:
Pojawiające się w procesie zgrzewania części, które nie przechodzą testu szczelności z bardzo często widocznym miejscem niezgrzanym (Rysunek 2).

Przeglądając statystykę produkcji możemy zauważyć zróżnicowanie w występowaniu wady w postaci nieszczelnego zgrzewu (Rysunek 3). Ilości produkowane są dostosowane do ilości zamawianych przez klienta.

W celu rozwiązania problemu z pojawiającymi się nieszczelnościami w produkcji stworzyliśmy interdyscyplinarny zespół, który rozpoczął swoją pracę od wykonania burzy mózgów na temat występującej wady (Rysunek 4). Nieocenionym wsparciem w rozwiązywaniu podobnych problemów jest wiedza i doświadczenie pracowników, którzy pracują bezpośrednio na montażu, gdzie ten defekt się pojawia.

Za najbardziej prawdopodobną przyczynę nieszczelności przyjęliśmy niedolew występujący na górnej części zaworu, który występuje w miejscu powstawania przecieku.
Niestety wada jest bardzo mała i trudno ja zauważyć gołym okiem.
W celu określenia jej wielkości posłużyliśmy się mikroskopem KEYENCE VHX-5000, który uwidocznił niedolew oraz pozwolił zmierzyć jego wielkość (Rysunek 5).

Czy niedolew o rozmiarze 257μm, który ciężko jest zauważyć może być przyczyną powstawania nieszczelności?
Analizując dalej ten problem należy zidentyfikować znaczenie ścianki na której pojawia się defekt.
Ścianka ta jest niezbędna w celu zgrzania zaworu. Odpowiada ona za koncentrację energii ultradźwiękowej i przyspiesza proces zgrzewania (Rysunek 6).

Kontroli została poddana także forma wtryskowa. Dokonaliśmy jej oględzin i zauważyliśmy, że po stronie matrycy zostało naniesione odpowietrzenie w sposób pozostawiający wiele do życzenia (Rysunek 7).

W celu określenia przyczyny powstawania niedolewu, który jak widać ma bardzo duży wpływ na proces zgrzewania i ostatecznie szczelność zaworu wykonaliśmy analizę zgodnie z diagramem Ishikawa (Rysunek 8).

Po wyznaczeniu możliwych przyczyn, za najbardziej prawdopodobną uznaliśmy nieprawidłowe odpowietrzenie formy wtryskowej, mając wiedzę jak ono wygląda na narzędziu.
W celu zobrazowania miejsca, w którym takie odpowietrzenie powinno się znajdować przyłożyliśmy wadliwą wypraskę do matrycy i zaznaczyliśmy miejsce, gdzie powinno być wykonane (Rysunek 9).

Zgodnie z literaturą odnośnie konstrukcji form wtryskowych i wykonywania kanałów odpowietrzających, matryca została oddana do działu narzędziowego w celu wykonania odpowietrzenia zgodnie z zaleceniami (Rysunek 10).

Kanały odpowietrzające zostały wykonane zgodnie z zaleceniami (Rysunek 11).

Po wprowadzeniu powyższej modyfikacji udało się zminimalizować ilość występujących wad na nieszczelność o około 99%.
Kolejnym efektem była poprawa powierzchni styku sonotroda-górny element zaworu (Rysunek 12).

Wnioski:
Ścianka służąca do koncentracji energii ultradźwiękowej w wypraskach wtryskiwanych musi być pozbawiona wszelkich defektów, gdyż jak widać niewielki niedolew może być przyczyną podwyższonej brakowości i ryzyka reklamacji.
W każdej formie zamyka się powietrze, które utrudnia wypełnianie narzędzia roztopionym polimerem dlatego zwracajmy uwagę na jakość odpowietrzeń w celu minimalizacji powstawania niedolewu lub przy skrajnie wysokich ciśnieniach – efektu Diesla.

Artykuł Analiza nieszczelności zaworu do urządzenia AGD pochodzi z serwisu ASCONS.